A4-03 等效温度 EHT 与动态/瞬态热舒适评价

课程代码 A4-03 · 板块 A 基础理论与共性技术 / A4 热舒适性科学 时长 约 4 小时（5 讲 + 1 次瞬态评价算例） 适合对象 座舱仿真与试验工程师、舒适性负责人；做瞬态标定与虚拟验证的人（专家必修） 前置 A4-02 PMV-PPD 与局部热舒适；A1-02 对流换热与换热系数估算；J4-01 乘员舱气流组织与温度场 CFD 本讲义定位 讲师授课蓝本 / 学员自学讲义，是 A4-03 大纲的完整展开版

引言：给车打分，不能等它稳下来

评价家用空调可以等房间稳定了再读表——热环境本就接近稳态、均匀、无直射，PMV 恰好合用。整车不是这样。一台车最难受、也最见功力的时刻，是还没稳下来的那几分钟：夏天曝晒后按下最大制冷的 pull-down 前三分钟，冬天冷车 warm-up 的前十分钟。乘客对空调好不好的印象，几乎就在这几分钟里定了。

而这几分钟正是稳态尺子失灵之处：pull-down 现场同时是非稳态、非均匀、还带太阳直射，PMV 的三个前提一次性全破。拿一把只能量"终点"的尺子去评价"过程"，自然对不上主观。本课交给你行业在用的两把新尺子——ISO 14505 的等效温度 t_eq（把复杂环境压成一个可判读的温度）和 Fiala 系动态热感觉模型（算出过程中每一刻的热感觉），以及它们怎么和 CFD、一维模型耦合。学完你要能判断一个反常的瞬态评价结果：是模型的错，还是边界条件喂错了。

一句话立在这里：评价瞬态，评价的是过程曲线，不是某个终值。谁把过程当终点，谁就会在项目后期为一个"看着达标、体感不达标"的标定买单。

第 1 讲　为什么稳态尺子在车里断了

PMV 不是坏尺子，是被用错了地方。要理解它为什么在车里断，先得看清人体自己那"两块走得不一样快的表"。

1.1 两级热惯性：皮肤按分钟走，核心按小时走

人体对热的响应不是一个时间常数，而是至少两级。皮肤温的时间常数是分钟量级，核心温（体核）的时间常数是小时量级——这是大纲给定的两个基本事实，也是整门课的物理地基。

为什么必然如此？皮肤是薄的、直接暴露在环境里的一层，热容小、离换热界面近，环境一变它几分钟就跟着变。核心（内脏、脑）被肌肉和脂肪层层包裹，热容大、还有血流主动调温，它像一个大水箱，环境折腾半天核心才慢慢挪一点。于是同一段 pull-down 里，皮肤温可能已经从烫回落到舒适，核心温却几乎没动。

这一级差直接决定两件工程事。一是 pull-down / warm-up 的评价窗口该取多长——想看皮肤主导的"体感转好"，窗口取几分钟就够；想看核心是否过热（长时间高温暴露），得看到小时尺度。二是什么时候才算"稳"——稳态尺子要求两块表都停下来，而在车里，等核心表停下来工况早换了。所以在座舱里追求"稳态"本身就近乎伪命题，你能拿到的永远是过程中的某一段。

1.2 主观的"爽"来自变化率，不是终值

这是瞬态评价最反直觉、也最关键的一点：人对凉爽的主观感受，很大程度来自皮肤温的下降速率 dT_sk/dt，而不是皮肤温最终降到了多少。

想想经验：一股凉风扑到脸上，那一瞬"很爽"，同样的风吹久了凉意就平了、甚至开始嫌冷。爽的是"在变"，不是"变到哪"。生理上，皮肤里的冷感受器对温度的变化率特别敏感——快速下降时放电强烈，稳定之后就弱下去。这就是为什么终值相同、过程不同的两条曲线，主观评分能差很多。

PMV 里根本没有这一项。它是稳态能量平衡的产物，输入是某一时刻的环境与代谢，输出是那一刻的"平均感觉"，它看不见"正在快速变凉"这件事。于是 pull-down 前几分钟乘客已觉得"缓过来了"，PMV 却因空气温度还高而判"仍然很热"——尺子和体感就此分道扬镳。要抓住这个"爽"，尺子里必须显式含一项变化率，这正是第 4 讲 DTS 相对 PMV 的关键增量。

1.3 非稳态、非均匀、太阳直射：PMV 的三个假设一次性全破

PMV 成立要靠三个隐含前提，座舱瞬态把它们一次性全部打破：

• 稳态假设破：PMV 假定人与环境已达热平衡，而 pull-down / warm-up 正是最不平衡的时段；
• 均匀假设破：PMV 用单一空气温度和单一平均辐射温度描述环境，而座舱里头、躯干、腿、脚的局部环境差异巨大——出风口正对的部位和背阴的部位是两个世界；
• 无强辐射假设破：曝晒下太阳直射透过玻璃打在乘员身上，是一路 PMV 的"平均辐射温度"很难如实概括的定向强辐射。

三个前提同时失效，意味着这不是"给 PMV 打个补丁"能救的。它的整个建模范式（单点、稳态、均匀）与座舱瞬态的本质（多点、过程、定向）是错配的。认清这个错配，你才不会在项目里徒劳地"调 PMV 参数"去凑体感——那是在给一把维度不够的尺子做微整。

1.4 要评价的是过程，不是终点——所以行业换了尺子

把前三节合起来，结论就清楚了：座舱舒适评价的对象，是一条随时间演化、空间不均、还带定向辐射的过程曲线。稳态尺子天生描述不了它，不是精度问题，是维度不够。

于是行业转向两类工具：等效温度 t_eq 负责把"某一时刻、某个分区"的复合热环境压成一个可判读的数，让你画出分区的 t_eq(t) 曲线看过程；动态生理模型（DTS 等）负责把变化率这一项显式建进来，输出随时间变化的热感觉。一个偏"环境侧的等价描述"，一个偏"人体侧的动态响应"，配合起来才覆盖得住瞬态。这就是本课后四讲的分工。

本讲小结：人体有两级热惯性（皮肤分钟、核心小时）；主观"爽"来自 dT_sk/dt 而非终值；座舱瞬态同时打破 PMV 的稳态/均匀/无强辐射三假设；因此要评价的是过程曲线，行业换用 t_eq + 动态模型两把尺子。