平面辐射温度是指封闭空间的平均温度，其一侧平面的辐射换热量与实际的非均匀环境相同。 “净”辐射计是经常用来测量平面辐射温度的仪器（参见附录C）。它能够从环境与物体表面之间交 换的净辐射热量以及辐射计表面温度来确定平面辐射温度。 可以使用由反射盘（抛光）和吸收盘（涂黑）组成的辐射计来测量平面辐射温度 平面辐射温度也可以根据环境中参与换热物体表面温度和表面与平面单元之间的形状因子来计算 （参见附录C）。 辐射温度不对称性是指两个相对小平面单元之间的平面辐射温度的差（见平面辐射温度的定义）。 辐射温度的不对称性是在平均辐射温度不能完全描述当前辐射环境的情况下使用，例如当辐射来 自具有明显热不均匀性的空间相对部分时。 非对称辐射场的定义与作为参考的平面单元的位置有关，需要通过该参考平面单元的法线方向精 确地指定辐射场。 辐射温度不对称性是根据两个相反方向的平面辐射温度的测量值来测量或计算得到的。 任何能够测量或计算辐射温度不对称性或平面辐射温度的仪器或方法，只要精度能够达到本标准 后续条款要求的均可使用

相对湿度是指空气中水蒸气的含量与其在给定温度和压力下饱和状态水蒸气含量的关系。与相对 湿度或饱和度等物理量不同的是，空气的绝对湿度表征了空气中水蒸气的实际含量。 计算人体与环境间通过蒸发产生的热交换，应当考虑到空气的绝对湿度，通常表现为水蒸气分压的形式。 湿空气混合物的水蒸气分压，是指在相同温度下水蒸气单独占据湿空气的体积时所产生的压力。 绝对湿度可以直接测定（露点仪、电解仪），也可以通过同时测量多个量（空气的相对湿度和温度；湿 球温度和空气温度）间接得到（参见附录D）。 干湿球温度计是一种常用的湿度测量装置。它能够从空气温度的测量值t。和湿球温度的测量值 w来确定空气的绝对湿度。只有在设备设计良好、使用过程中严格遵守预防措施的情况下，测量精度 才能符合本标准的规定。 任何测量精度达到后续条款要求的装置，均可以用于测量空气的绝对湿度

空气流速（失量）是由天小和方向决定的。在热环境中考 矢量的大小（参见附录E）。 空气流速Ua，在空间中的任意点都随时间变化，需记录速度波动。气流可以用平均速度U来描 述，其定义为在固定时间间隔（ 的时标雅偏S

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注：在某些热环境（如钢、煤、玻璃工业)的工作场所，可能需要高于本表中平面辐射和表面辐射的范围。仪器制 造商需说明扩展范围的准确性。

传感器的响应时间并不完全取决于传感器（质量、表面积、保护罩的存在），也取决于环境条件，例如 与被测量有关的因素（空气速度、辐射等），有必要指出测试条件，表3中列出了标准环境条件（C类和S 类）。只要与被测量所考虑条件不矛盾，都应作为参考。 此外，空气温度、平均辐射温度、辐射温度不对称性、空气流速和湿度的测量精度也取决于其他变量 的影响。因此，表2中规定的精度应符合表3中规定的环境条件

表3测定传感器时间常数的标准环境条件

4.2.2多参数集成测量仪器的特性

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测量环境物理特性的方法应考虑到这些物理量在空间和时间上的变化。 热环境可能随水平位置而变化，所以需考虑到每个人在不同地点工作的时长。热环境也可能在垂 直方向上有所变化，详见5.2。 如果要测量操作温度，参考附录G给出的测量方法

与物体周围空间物理量变化有关的要求

如果在特定时刻，认为空气温度、辐射、空气流速和湿度在对象周围几乎是均匀的，那么从生物气候 的观点来看，该环境可以被认为是“同质的”。也就是说，当这些物理量与它们作为位置平均值计算的空 间平均数值之间的偏差不超过测量精度（表2中所要求的）乘以系数X（在表4中列出）得到的数值。 这种情况在空气温度、空气流速和湿度测量时比较常见，但在辐射温度测量时不常见

表4同质和稳态环境的标准

当环境过于复杂时，应在被试者或其周围的儿个位置测量物理量，并考虑所获得的部分结果，以确 定在评估舒适度或热应激时要考虑的量的平均值。结合以前对于工作场所或与之类似的场所热应激的 研究分析，以确定某些物理量是否以均匀的方式分布。通常情况下，如果房间或工作地点环境条件不易 确定，则只能在选定的有限区域内考虑舒适性或热应激指标。如果数据解释存在争议，则以推测环境异 质性的测量值作为参考。 表5根据所考虑的环境和测量规格类型，给出了用于测量这些物理量平均值的基本量和加权系数

表5环境物理量的测量高度

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导出物理量应根据表5中提供的信息来选择。平面辐射温度、平均辐射温度和绝对湿度通常仅在 中心位置测量，此时，应参照确定应力指数或热舒适指数的通用标准，并优先于本标准。 不同的传感器应放置在表5所示的人体正常进行活动的高度。当不可能中断正在进行的活动时， 有必要将传感器置于与人体所处的位置大致相同的区域（在结果中应该提及该测量细节）

5.3与物理量随时间变化有关的要求

人体周围的物理量可能随时间的变化而变化，主要由以下两个原因造成： a）由于给定的活动，物理量可能随着外部事件的变化而变化，例如伴随着工业制造活动过程； b）由于不同环境中人体的移动（例如，靠近机器的温暖环境和舒适的休息环境），物理量也会发 生变化。 当用于描述暴露水平的物理量实际上与时间无关时，就认为环境相对于对象是静止的，例如，当这 些参数的波动相对于平均时间值不超过所需测量精度（表2中所要求的）乘以相应因子（表4中列出的） 而获得的值时，就可以认为是相对静止的。 需要注意的是，用来描述热量暴露水平（新陈代谢、能量效率、服装热阻）的其他量也可以根据其随 时间变化情况而定。 当一个坏境不能被认为是与对象相对静正止时，应该注意到其物理量的主要变化是时间的函数（用于 本系列的其他标准中，以便确定总体舒适度或热应激指数）。数据的测量时间和解释将取决于所使用的 舒适度或热应激指数。此信息应参考相应标准

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附录A （资料性附录） 空气温度的测量

确定人体水平对流传热时，应当考虑空气温度。虽然通常认为这个量的测量很简单，但是如果不采 一些预防措施，实际上可能会导致较大的误差，

通过测量某些物理量的连续函数来获得温度：固体长度、液体体积、电阻、电动势。 无论测量到的物理量如何，传感器只能测量其自身的温度，而且该温度可能与要测量的流体（例 气的温度不同

A.3使用温度传感器时应采取的预防措施

A.3.1减少辐射的影响

应注意避免探头受到来自邻近热源的辐射，因为在这种情况下测量的温度不是空气的实际温度，而 是空气温度和平均辐射温度之间的温度中间值 如下所示的方法可以减少各种辐射对探头的影响： a）减少传感器的发射系数，当传感器由金属制成时使用抛光的传感器，或者当传感器为绝缘类型 时使用反射涂料覆盖的传感器。 b 减少传感器和相邻墙壁之间的温差。由于不可能改变外壳壁面的温度，所以在传感器和壁面 之间设置一个或多个反射屏。因此，将传感器附近空气“视为”一个壁面，其辐射温度随着反射 屏数量的增加逐渐接近传感器的温度。 反射屏实际上可以由薄的（0.1mm或0.2mm）反射金属片（例如铝）制成。当反射屏单独使用时， 如果没有强制通风，最内侧的屏应与传感器隔开一个足够大的空间，使空气能够通过自然对流在室内 循环。 c）通过强制通风（机械式或电动风机）增加传感器周围空气流速以及减小传感器尺寸（热敏电阻 热电偶）来提高传感器的对流换热系数。 某些设备如果同时使用上述三种保护手段，可以使得测量误差较小。 图A.1显示了空气速度和传感器尺寸对未屏散辐射情况下空气温度测试结果的相对影响规律， 测量的温度可以表示为X×t.十（1一X）Xt.，其中X是空气温度的相对影响。图A.1中表面传感器尺 寸（直径）和空气速度均对测试结果有显著影响。该图基于球体的热交换计算（参见附录B）。计算中假 定传感器的发射率为0.95。 例如：假如传感器直径为1mm，空气流速为0.15m/s，传感器的温度=0.85ta十0.15t。 该图仅用于提供信息，不应用于纠正测量

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图A.1不同风速和不同传感器直径对空气温度测量的相对影响（小直径

A.3.2传感器的热情性

放置在特定环境中的温度计不会立即显示空气温度，需要一段时间才能达到平衡。 测量应该在至少等于1.5倍于传感器响应时间之后进行读数。 下列情况温度计将会响应得更快： 温度传感器越小、越轻，其比热容越低。 与环境的热交换越好。在传感器的水平位置上通过增加对流传热系数可以提高温度计的响应 速度。

a）膨胀式温度计： 1）液体膨胀温度计（水银温度计）； 2）固体膨胀温度计。 b）电子温度计： 1）可变电阻温度计： 铂电阻； 热敏电阻。 2）基于产生电动势的温度计（热电偶） c）压力温度计（液体压力随温度变化）

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附录B （资料性附录） 平均辐射温度的测量

附录B （资料性附录） 平均辐射温度的测量

人体所接收或失去的净辐射热量是其暴露部位与周围各种热源交换的所有辐射换热量的代数和。 知道发射源尺寸、位置和热特性（表面温度和发射率)以及人体暴露部分和衣服部分的面积，就能够对各 个辐射换热量进行计算。然而，一旦辐射热源的数量很多或形状复杂时，这种方法就会变得复杂和 毛时。 本附录的目的是： 一描述一种通过测量黑球表面温度、球体外侧空气温度和空气流速以确定平均辐射温度的方法： 一归纳其他测量平均辐射温度的方法； 一指出用角系数计算平均辐射温度的原理。 黑球温度计在本附录中用作物理量测量（平均辐射温度）的工具

B.2使用黑球温度计测量平均辐射温度

温度 的玻璃泡、热电偶或铂电阻等。 黑球理论上可以具有任何直径，但是用于计算平均辐射温度的方法取决于球体的直径，因此使用这 些公式时通常推荐使用直径为0.15m的黑球。 应该注意的是，球体的直径越小，空气温度和空气速度的影响越大，从而导致平均辐射温度的测量 精度降低， 为了使球体的外表面吸收外界壁面的辐射，球体的表面应当通过电化学涂层，或者至少要涂上一层 亚光黑漆

黑色球体应放置在要测量平均辐射温度T，的实际腔体中。由于来自空间内不同热源的辐射以及 在对流交换的影响下，球体在热交换的作用下逐渐趋于热平衡。 根据热平衡时的球体温度可以确定T，。 然后，置于球体内部的温度传感器测量平均辐射温度。实际上，球体内表面（薄的）的温度和球体外 部空气（封闭空间）的温度几乎等于球体外表面的平均温度。 注：在本标准后续条款中，球体表面温度和放置在其内部的传感器温度表达式是相同的。 球体与环境之间的热交换平衡由方程给出：

外界壁面与球体之间的辐射热交换量，单位为瓦特每平方米（W/m）；

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外界壁面与球体之间的辐射传热，通过平均辐射温度表示如下：

h——黑球表面对流换热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/（m·K)]。 自然对流情况下

式中： D一球体直径，单位为米（m）； U.一—球体表面空气流速，单位为米每秒（m/s）。 在C类环境中，采用能够给出最大值的对流换热系数。在S类环境中，可以采用与之前相同的方 法，或者更简单地，直接采用强制对流的传热系数。 黑球与环境的热平衡方程表示如下：

平均辐射温度由下式给出：

平均辐射温度由下式绘

通过自然对流，可以得到

在标准球体D=0.15m，。=0.95（亚光黑漆）的情况下式（B.6)变为： t,=[(tg+273)4+0.4×1081tg—ta11/4×(tg—ta)］1/4—273 通过强制对流，可以得到：

1.1X10°Xv (t+273)4+ (tg—ta) 273 .(B.8 E,XDo.1

t,=[(tg+273)4+2.5×10°Xv,0.6(tg—t,)1/4—273 实际上，这是最常用的计算平均辐射温度的表达式。它仅适用于标准球体的强制对流。 图B.1显示了球体上空气温度和平均辐射温度的相对影响。 例如： 对于一个球体直径为100mm，空气流速为0.35m/s，球体温度为： L,=0.6t,±+0.4t

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例如： 在使用标准黑球温度计获得环境参数如下： tg=55℃ t,=30℃ U.=0.3 m/s 球体表面的交换系数计算如下： 自然对流情况下：

例如： 在使用标准黑球温度计获得环境参数如下： Lg=55℃ t,=30℃ U.=0.3 m/s 球体表面的交换系数计算如下： 自然对流情况下：

因此将使用强制对流的交换系数。 根据式（B.9)计算平均辐射温度：

=1.4 ( =5 W/(m 0.15

=6.3 X (0.3) =6.5W/(m. D 0.4 (0.15)0.4

根据式（B.9)计算平均辐射温度： t,=[(55+273)4+2.5X108Xv0.6(55—30)J1/4—273 ,=74.7 ℃ 如果使用具有以下特征的黑球进行测量： D=o.1 m =0.95 黑球测量温度为53.2℃。 然后根据式（B.8)计算平均辐射温度：

如果使用具有以下特征的黑球进行测量： D=0.1 m =0.95 黑球测量温度为53.2℃。 然后根据式（B.8)计算平均辐射温度：

(53.2+273)+ 1.1 X (0.30.6)

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由此得到了图B.1中考虑环境的平均辐射温度特性曲线

B.2.3使用黑球温度计时应采取的预防措施

B.2.3.1由于外部热环境的辐射经常是热应激的主要因素之一，因此不正确的平均辐射温度测定可能 会导致在这个应激的整体评估中有很大误差。 B.2.3.2在非均匀辐射的情况下，有必要使用三个黑球温度计。当辐射不均匀时，测量单个点上的黑 球温度并不代表被试物体接收的总辐射场。因此，需将黑色地球仪放置在本标准中规定的高度（头部、 腹部、踝关节），并且使得每个黑球接收到的辐射非常接近位于同一水平面上的身体该部分接收到的辐 射。按照本标准定义的系数，对指定水平的测量结果的平均值，得到平均辐射温度。 例如： 位于人的头部，腹部和脚踝处的三个黑球温度计测量值分别用以下三个平均辐射温度表示：

t=25℃ In=50℃ a=40℃

在辐射和高温应激方面，环境是不均匀的。平均辐射温度应通过表4的加权系数来计算，如下所示 1 X 25+2×50+1 × 40 =41

但是，如果仅使用放置在腹部水平上的单个黑球仪进行测量，则测量误差约为9℃。 B.2.3.3根据黑球的物理特性和环境条件，黑球温度计的响应时间约为20min～30min。连续读取此 温度将使热平衡更容易记录。由于其较高的热惰性，黑球温度计不能用来确定迅速变化的环境的辐射 温度。 B.2.3.4使用黑球计测量平均辐射温度的准确性在很大程度上取决于环境的其他特征值。在每一种 情况下，都应进行检查，以确定所取得的精度是否符合本标准要求的值，如果不满足，说明实际准确度。 B.2.3.5使用黑球温度计来评估人体接受的平均辐射温度是一个近似的方法，因为人体与黑球的形状 不同。特别是相对于站着或坐着的人来说，通过黑球温度计测出的来自天花板或地板的辐射会偏高。 投影面积系数如表B.1所示的椭球体可以认为更接近人体的形状。表B.1显示了人体，椭圆体和 球体的投影面积系数。预计面积系数为Ap/A，，其中A是沿一个方向投影的面积，A，是总辐射面积， 这个系数与人体或传感器的形状有关，并表明来自不同方向的辐射的相对重要性， 椭球轴的倾角取决于人体的位置：站立时轴垂直；坐姿时轴倾斜30°；平卧时轴水平。 B.2.3.6在暴露于短波辐射（例如太阳辐射)的情况下使用黑球温度计需要在球体上使用涂层（例如中灰 色），对于短波辐射具有与外表面大致相同的吸收率，使得其对于短波辐射的吸收率与穿衣人员的外表面 大致相同（除了测量WBGT时，不同量之间的权重中已经考虑了这一因素）。对于长波辐射，涂料的发射 率应该约为0.95。另一种方法是使用黑球温度计，并考虑到穿着衣服的吸收率来计算平均辐射温度

表B.1投影面积系数

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在这种方法中，使用具有不同发射率的两个球体（一个黑色的和一个抛光的）。当两个球体被加热 到相同的温度时，它们的对流换热损失相同。由于黑球的发射率高于抛光球，因此两个球体的热量供应 存在差异，这个差异就是热辐射的量。 为了估计平均辐射温度，需要测试传感器的发射率和温度。 平均辐射温度由以下等式计算

B.3.2恒定空气温度传感器

采用这种测试方法时，要求把传感器（球体，椭球体）温度控制在与周围空气温度相同的条件下，测 式时没有对流换热损失，传感器的加热量（冷却量）等于辐射热损失（或增益）。 平均辐射温度由以下等式计算

B.4平均辐射温度的计算方法

.1根据周围表面的温度

平均辐射温度可以用如下参数计算： 周围表面温度； 一人与周围表面之间的角系数，即周围各表面的形状、大小，以及与人有关的相对位置的函数， 由于大多数建筑材料具有高发射率（e），所以可以忽视反射。即假定房间中的所有

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然后使用式（B.12)计算：

T.=TF+T,F,2+...+TNFN +*++..+.**+.+..( B.13 )

换而言之，平均辐射温度被计算为根据各个角系数的大小加权的周围温度的平均值。式（B.13 出的平均辐射温度总是比式（B.12)略低，但在大多数情况下差异很小。例如，如果环境的一半（F 0.5)的温度比另一半高10K，则根据式（B.12)和式（B.13)计算的平均辐射温度之间的差异只 ℃。但是，如果表面之间的温度存在较大差异，则使用式（B.13)的误差可能相当大。如果上述示 的温差为100K，则根据式（B.13)计算的平均辐射温度约低10K

B.4.2根据平面辐射温度计算

平均辐射温度可以根据下述参数计算： 六个方向的平面辐射温度tpr（参见附录C）； 一人体在六个方向上的投影面积系数。 在表B.1中给出了向上、向下、向左、向右、向前、向后六个方向的投影面积系数。 然后可以通过将六个方向平面辐射温度的测量值乘以表B.1中给出的相应投影面积系数，将得 据相加再除以投影面积因子之和，得到平均辐射温度。 对于坐姿下的人体： 2(0.18+0.22+0.30) 对于站立下的人体： 2(0.08+0.23+0.35) 式中： t，一一平均辐射温度，单位为开尔文（K）； tpr平面辐射温度，单位为开尔文（K）。 如果人的方向不固定，则使用右/左和前/后投影面积系数的平均值。计算公式可以简化为： 坐姿t，=0.13（tprL上」十tprL下』）+0.185（tprL右」十tprL左」十tprL前」十tprL后』） 站立t,=0.06（tpr［上］十tpr［下］）十0.220（tpr［右］十tpr［左］十tpr［前］十tpr［后］）

，一平均辐射温度，单位为开尔文（K）； r 一一平面辐射温度，单位为开尔文（K）。 如果人的方向不固定，则使用右/左和前/后投影面积系数的平均值。计算公式可以简化为： 坐姿t,=0.13（tp［上］+t［下］）+0.185（tpr［右］+t［左］+tpr［前］+tpr［后］） 站立t,=0.06（tr［上］+tμ［下］)+0.220（t［右］+tμ［左］+t［前］+tμ［后］）

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面辐射温度。为了通过确定辐射源平面描述钢铁、玻璃工业中及冷库中的气体加热系统和建筑物中的 m）来测量辐射热流量。

B.5.2绝对辐射热流

绝对辐射热流Eab是表示辐射能量的基本物理量，表面发射热能的速率取决于它的绝对温度。绝 对辐射热流定义为单位面积沿 一个方尚发射的总能量

B.5.3有效辐射热流

常用有效辐射热流来测量和描述人体在给定的封闭环境中接收到的辐射，以瓦特每平方米表 /m。 有效辐射热流定义为外壳墙壁与人体之间的辐射换热。体表平均温度为32℃，人体发射率 5。利用这些值，可以计算出平均辐射温度，

带 W/m)。 有效辐射热流定义为外壳墙壁与人体之间的辐射换热。体表平均温度为32℃，人体发射率为 0.95。利用这些值，可以计算出平均辐射温度： t, =(tb +273)(1+2.146 X 103 X Eerr)0.25—273 式中： t， 平均辐射温度，单位为摄氏度（℃）； 一一参考体温，单位为摄氏度（℃）； Eer一一在六个方向上测量的平均有效辐射热流量，单位为瓦特每平方米（W/m"）。 通过上式，有效的辐射流量也可以转换成体表温度。与此类似，平面辐射温度t也可以从单向测 量的有效辐射热流计算出来： tpr=(t +273)(1+2.146× 103× Eerr)0.25 273 式中： 平面辐射温度，单位为摄氏度（℃）； tb一一参考体温，单位为摄氏度(℃）； Eefr一一有效辐射热流量，单位为瓦特每平方米（W/m），单向测量。 如果已知平均辐射温度或平面辐射温度，则可以使用上述等式来计算相应的有效辐射热流量

t 平均辐射温度，单位为摄氏度（℃）； t 参考体温，单位为摄氏度（℃）； Eer一一在六个方向上测量的平均有效辐射热流量，单位为瓦特每平方米（W/m"）。 通过上式，有效的辐射流量也可以转换成体表温度。与此类似，平面辐射温度t也可以从单向 的有效射热流计管出来

平面辐射温度，单位为摄氏度（℃）； t 一参考体温，单位为摄氏度（℃）； Eer—一有效辐射热流量，单位为瓦特每平方米（W/m"），单向测量。 如果已知平均辐射温度或平面辐射温度，则可以使用上述等式来计算相应的有效辐射热流量。

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B.2当人体围绕垂直轴旋转时，坐着的人与垂直矩形（高于或低于他的中心)之间的角系数的平均 （在知道人体位置而不知道人体朝向时使用）

例如： a=4m;b=3m;c=5m;b/c=0.6;a/c=0.8; F,a =0.029

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B.3当人体围绕垂直轴旋转时，坐着的人与水平矩形（在天花板或地板上）之间的角系数的平均 （在知道人体位置而不知道人体朝向时使用）

例如： a=3m;b=6m;c=2m;b/c=3.0;a/c=1.5; F.=0.067

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图B.4当人体围绕垂直轴旋转时，站立的人与垂直矩形（高于或低于他的中心）之间的角度 系数的平均值（在知道人体位置而不知道人体朝向时使用）

例如： =4.5m;b=2.0m;c=3.0m;b/c=0.67;a/c=1.5; F.. = 0.047.

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B.5当人体围绕垂直轴旋转时，站立的人与水平矩形（在天花板或地板上)之间的角度系数的平均 （在知道人体位置而非人体朝向时使用）

例如： a=1.0m;b=15m;c=1.5m;b/c=10;a/c=0.67; F.==0.039