熱交換
人體通過多種途徑與其環境進行熱交換：與其接觸的表面傳導、與周圍空氣的對流和蒸發以及與鄰近表面的輻射。
傳導性
傳導是兩個接觸的固體之間的熱傳遞。 在皮膚和衣服、鞋類、壓力點（座椅、把手）、工具等之間觀察到這種交換。 實際上，在熱平衡的數學計算中，這種通過傳導產生的熱流被間接近似為等於如果這些表面不與其他材料接觸則將發生的對流和輻射產生的熱流的量。
對流
對流是皮膚與周圍空氣之間的熱傳遞。 如果皮膚溫度， tsk，以攝氏度 (°C) 為單位，高於空氣溫度 (ta), 與皮膚接觸的空氣被加熱並因此上升。 因此在身體表面建立了稱為自然對流的空氣循環。 如果環境空氣以一定速度通過皮膚，這種交換會變得更大：對流變得強制。 通過對流交換的熱流， C, 單位為瓦特每平方米 (W/m2), 可以估計為：
C = hc F氯乙烯 (tsk - ta)
哪裡 hc 是對流係數 (W/°C m2），這是兩者之間差異的函數 tsk 和 ta 在自然對流和空氣速度的情況下 Va （以 m/s 為單位）強制對流； F氯乙烯 是衣服減少對流熱交換的因素。
輻射
每個物體都會發出電磁輻射，其強度是其絕對溫度的四次方的函數 T （以開爾文度為單位—K）。 溫度可能在 30 至 35°C（303 至 308K）之間的皮膚會發出這種處於紅外線區域的輻射。 此外，它還接收相鄰表面發出的輻射。 輻射交換的熱流， R （以瓦特/米2), 身體與其周圍環境之間的關係可用以下表達式描述：
其中：
s 是輻射的通用常數 (5.67 × 10-8 W/m2 K4)
e 是皮膚的發射率，對於紅外輻射，它等於 0.97 並且與波長無關，對於太陽輻射，對於白人受試者的皮膚約為 0.5，對於黑人受試者的皮膚約為 0.85
AR/AD 是身體表面參與交換的比例，其數量級為 0.66、0.70 或 0.77，具體取決於受試者是蹲下、坐著還是站立
F克拉 是衣服減少輻射熱交換的因素
Tsk （以 K 為單位）是平均皮膚溫度
Tr （以 K 為單位）是環境的平均輻射溫度——也就是說，大直徑黑墊球體的均勻溫度，該球體將圍繞物體並與其交換與真實環境相同的熱量。
該表達式可以用與對流交換相同類型的簡化方程代替：
R=hr (AR/AD） F克拉 (tsk - tr)
哪裡 hr 是輻射交換係數 (W/°C m2).
蒸發
每個潮濕的表面上都有一層充滿水蒸氣的空氣。 如果大氣本身不飽和，水蒸氣就會從這一層擴散到大氣中。 然後，通過在冷卻的濕表面吸收蒸發熱（每克水 0.674 瓦特小時），該層往往會再生。 如果皮膚完全被汗水覆蓋，蒸發量最大（E最大) 並且僅取決於環境條件，根據以下表達式：
E最大 =小時e F聚氯乙烯 (Psk, s -Pa)
其中：
he 是蒸發交換係數 (W/m2千帕)
Psk, s 是皮膚溫度下水蒸氣的飽和壓力（以 kPa 表示）
Pa 是環境水蒸氣分壓（以 kPa 表示）
F聚氯乙烯 是因衣物蒸發而減少交換的因素。
服裝保溫
在計算由對流、輻射和蒸發引起的熱流時，會使用一個校正因子，以便將衣服考慮在內。 在棉質服裝的情況下，兩個減少因素 F氯乙烯 和 F克拉 可由以下因素決定：
Fcl = 1/(1+(小時c+hr)Icl)
其中：
hc 是對流交換係數
hr 是輻射交換係數
Icl 是有效的隔熱（m2/W) 的服裝。
關於通過蒸發減少傳熱，修正係數 F聚氯乙烯 由以下表達式給出：
F聚氯乙烯 = 1 /（1+2.22hc Icl)
服裝的保溫性 Icl 以米表示2/W 或克洛。 1 clo 的絕緣對應於 0.155 m2/W 並由例如普通的城鎮服裝（襯衫、領帶、褲子、夾克等）提供。
ISO 標準 9920 (1994) 給出了不同服裝組合所提供的隔熱性能。 對於在熱暴露條件下反射熱量或限制蒸汽滲透性或在冷應力條件下吸收和絕緣的特殊防護服，必須使用單獨的修正係數。 然而，迄今為止，這個問題仍然知之甚少，數學預測仍然非常近似。
工作情況基本參數評估
如上所述，通過對流、輻射和蒸發進行的熱交換是四個氣候參數的函數——氣溫 ta 以 °C 為單位，空氣的濕度以其蒸汽分壓表示 Pa 以 kPa 為單位，平均輻射溫度 tr 在 °C 和空氣速度 Va 以米/秒為單位。 測量這些環境物理參數的設備和方法是 ISO 標準 7726 (1985) 的主題，該標準描述了要使用的不同類型的傳感器，指定了它們的測量範圍和精度，並推薦了某些測量程序。 本節總結了該標準的部分數據，特別參考了最常見的器具和設備的使用條件。
氣溫
氣溫（ta) 必須獨立於任何熱輻射進行測量； 測量精度在 0.2 至 10ºC 範圍內應為 ±30ºC，在該範圍外應為 ±0.5°C。
市場上有許多類型的溫度計。 水銀溫度計是最常見的。 它們的優點是準確性，前提是它們最初已被正確校準。 它們的主要缺點是響應時間長和缺乏自動記錄能力。 另一方面，電子溫度計通常具有非常短的響應時間（5 秒到 1 分鐘），但可能存在校準問題。
無論何種類型的溫度計，都必須保護傳感器免受輻射。 這通常由圍繞傳感器的閃亮鋁製空心圓柱體來確保。 這種保護由乾濕表確保，這將在下一節中提到。
水蒸氣分壓
空氣的濕度可以用四種不同的方式表徵：
1. 的 露點溫度： 空氣必須冷卻到飽和濕度的溫度（td, 攝氏度)
2. 的 水蒸氣分壓： 由於水蒸氣引起的大氣壓分數（Pa, 千帕)
3.相對濕度 （右），由表達式給出：
RH = 100·Pa/PS,ta
其中 PS,ta 是與空氣溫度相關的飽和蒸氣壓
4. 的 濕球溫度 (tw)，這是防輻射濕套筒達到的最低溫度，周圍空氣以超過 2 m/s 的速度通風。
所有這些值都在數學上聯繫在一起。
飽和水蒸氣壓 P英石 在任何溫度下 t 是（誰）給的：
而水蒸氣的分壓與溫度的關係是：
Pa = P.小號，大號 - (噸a - tw)/15
哪裡 P小號，大號 是濕球溫度下的飽和蒸氣壓。
圖 1. 濕度圖。
- ，在 y 軸，水蒸氣分壓的刻度 Pa, 以 kPa 表示
- ，在 x axis, 空氣溫度的刻度
- 恆定相對濕度曲線
- 恆定濕球溫度的斜直線。
- 實踐中最常用的濕度參數是：
- 相對濕度，通過濕度計或更專業的電子設備測量
- 用乾濕表測量的濕球溫度； 由此推導出水蒸氣的分壓，這是分析熱平衡時最常用的參數
推薦的測量範圍和精度為 0.5 至 6 kPa 和 ±0.15 kPa。 對於濕球溫度的測量，範圍從 0 到 36ºC，精度與空氣溫度相同。 至於測量相對濕度的濕度計，範圍從 0 到 100%，精度為 ±5%。
平均輻射溫度
平均輻射溫度（tr) 之前已定義； 它可以通過三種不同的方式確定：
1.從黑球溫度計測得的溫度
2. 從沿三個垂直軸測量的平面輻射溫度
3. 通過計算，綜合不同輻射源的影響。
這裡只回顧第一種技術。
黑球溫度計由一個熱探頭組成，其敏感元件放置在一個完全封閉的球體的中心，該球體由導熱良好的金屬（銅）製成，並塗成亞光黑色以具有係數紅外區的吸收率接近 1.0。 球體位於工作場所，並通過對流和輻射進行交換。 地球溫度（tg) 然後取決於平均輻射溫度、空氣溫度和空氣速度。
對於直徑為 15 厘米的標準黑球，輻射的平均溫度可以根據球的溫度根據以下表達式計算：
在實踐中，必須強調需要通過仔細地重新塗上亞光黑色來保持球體的發射率接近 1.0。
這種類型的地球儀的主要限制是它的響應時間長（大約 20 到 30 分鐘，取決於使用的地球儀類型和環境條件）。 只有在這段時間內輻射條件恆定時，測量才有效，而在工業環境中並非總是如此； 這樣測量就不准確了。 這些響應時間適用於直徑為 15 厘米的球體，使用普通水銀溫度計。 如果使用熱容量較小的傳感器或如果球體的直徑減小，它們會更短。 因此必須修改上面的等式以考慮這種直徑差異。
WBGT 指數直接使用黑球的溫度。 然後必須使用直徑為 15 厘米的地球儀。 另一方面，其他指標使用平均輻射溫度。 然後可以選擇較小的球體以減少響應時間，前提是修改上面的方程式以將其考慮在內。 ISO 標準 7726 (1985) 允許 ±2ºC 的測量精度 tr 在 10 和 40ºC 之間，以及超出該範圍的 ±5ºC。
風速
必須在不考慮氣流方向的情況下測量氣流速度。 否則，必須在三個垂直軸上進行測量（x，y 和 z) 和通過矢量求和計算的全局速度：
ISO 標準 7726 推薦的測量範圍從 0.05 擴展到 2 m/s。要求的精度為 5%。 它應該測量為 1 或 3 分鐘的平均值。
測量風速的器具有兩類：帶葉片的風速計和熱風速計。
葉片風速計
測量是通過計算葉片在一定時間內轉動的圈數來進行的。 以這種方式，以不連續的方式獲得該時間段內的平均速度。 這些風速計有兩個主要缺點：
- 它們的方向性很強，必須嚴格按照氣流方向進行定向。 當這不明確或未知時，必須在三個方向上以直角進行測量。
- 測量範圍從大約 0.3 m/s 擴展到 10 m/s。 這種對低速度的限制很重要，例如，在分析熱舒適情況時，通常建議不應超過 0.25 m/s 的速度。 雖然測量範圍可以擴展到 10 m/s 以上，但它幾乎不會低於 0.3 甚至 0.5 m/s，這極大地限制了在接近舒適的環境中使用的可能性，其中最大允許速度為 0.5 甚至 0.25 m/s秒。
熱線風速計
這些設備實際上是對葉片風速計的補充，因為它們的動態範圍基本上從 0 擴展到 1 m/s。 它們是在一個空間點提供瞬時速度估計的器具：因此有必要使用時間和空間的平均值。 這些器具通常也非常有方向性，上面的評論也適用。 最後，只有當器具的溫度達到待評估環境的溫度時，測量才正確。