《建筑环境学第2版教学配套课件作者黄晨第4章建筑热湿环境》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑环境学第2版教学配套课件作者黄晨第4章建筑热湿环境（150页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、41,第4章 建筑热湿环境,主线： 1。建筑物理因素热湿环境的形成 2。影响因素对热湿环境的定量影响负荷计算 3。人体对热湿环境的反应室内热湿环境标准 4。从人体生理学、心理学热湿环境的评价,是建筑环境中最重要的部分,42,建筑热湿环境 知识框架,半透明体围护结构的热工性能,生理学基础,心理学基础,建筑热湿环境,影响室内热环境的物理因素,太阳辐射与综合温度,湿环境,非透明体围护结构的热工性能,稳定特性,非稳定特性,冷负荷形成及 计算方法,人体生理学和心理学,冬,围护结构负荷,空气渗透负荷,光学特性,PMV-PPD法,局部不舒适感,其他综合评价,热舒适性方程,稳定计算方法,谐波反应法,冷负荷系数
2、法,夏,人,照明,设备,得热负荷概念,湿量计算,冷凝校验,结露防治,稳态 环境,动态 环境,过度 环境,热湿环境 评价,43,第4章 建筑热湿环境：,物理篇-客观因素篇： 了解太阳辐射对建筑物的热作用； 由日射位置确定日射量方法、综合空气温度概念 掌握非透明围护结构和透明围护结构的热湿传递性能 围护结构节能概念、玻璃面结构节能概念 室内的显热与潜热得热来源和描述方法； 冷负荷与热负荷； 得热与负荷的概念、常见扰量(谐波,阶跃)确定方法 典型负荷计算方法原理。 谐波法原理、冷负荷系数简化法原理,核心知识点,44,第4章 建筑热湿环境：,心理篇-主观因素篇： 掌握人体对热湿环境反映的生理学和心理学
3、基础； 受冷(热)人体自调节原理、热感觉与热舒适 人体对稳态热环境的反应； 人体热平衡方程及其影响因素，PMV-PPD应用 人体对动态热环境的反应； 动态环境评价特征 不同类型热湿环境的评价指标； 空调稳态,自然状态,动态,过热,过冷等评价指标 热环境与劳动效率。,核心知识点,45,1气温 2太阳辐射 3室外空气综合温度 4热空气交换 5建筑内表面辐射6人体辐射换热 7人体对流换热 8人体蒸发散热 9室内热源,室内热湿环境的形成,第4章 建筑热湿环境,室外,室内,通风,46,基本概念,A: 室外气象条件 外扰 B: 室内发热/湿/尘量 内扰(照明、设备、人体、散湿) C: 空调方式 广义外扰,
4、外扰作用方式：热交换：太阳辐射(透明/半透明体) 、 热传导(围护结构)/（对流辐射） 空气交换：空气渗透、空调送风,内扰作用方式： 辐射 对流 蒸发,空气状态参数 变化的途径： 对流 空气直接混合 蒸发,墙体传热/湿性能,4.1 影响室内热环境的物理因素,除此之外主要影响因素还有：,47,4.1 影响室内热环境的物理因素 4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度,建筑表面的辐射作用,直射：IN,散射：,地面反射：ID,天空散射：IS,太阳辐射 I0,大气辐射 Iy,建筑表面接受的辐射,建筑表面的气温作用,综合温度,区别？,水平直射,垂直直射,倾斜直射,太阳辐射对建筑物的热作用,48,4.1 影
5、响室内热环境的物理因素 4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度,太阳法向直射强度：,m大气质量（反映日射强度到达表面的路程大小）,呈指数衰减,P = exp(-kL) m=1/sin,大气透明度,P大气透明度（反映大气污染、水蒸气等颗粒对日射的衰减）,太阳直射法向辐射,消光系数,x,0,大气层外边界,x=L,49,4.1 影响室内热环境的物理因素 4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度,大气透明度,P1 最透明 一般变化范围：0.650.75，在一个月份的晴天中可近似认为是常数 我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级最透明,东京晴天的大气透明度逐月值,反映大气污染、水蒸气等颗粒对日射的衰减,
6、P=IL/I0=exp(-kL),定义： = 90,410,我国的大气透明度分区,411,为什么太阳高度角 接近0和90时垂直面的日射量都小？,反映日射强度到达表面的路程与大气层厚度比值的大小: (L/sin)/L,4.1 影响室内热环境的物理因素 4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度,大气质量， m=1/sin,正对太阳的墙面直射辐射： IC,Z=INcoscos,方位角差,INcos,412,4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度, A A,太阳辐射强度,直射辐射, i ,IN,IS,Z=INsin,INcos,IC,Z=INcoscos,413,不同太阳高度角和大气透明度下的太阳直射辐
7、射强度,直射辐射,太阳辐射强度,垂直面,水平面,IS,Z=INsin,IC,Z=INcos cos,414,水平面散射强度IS,S(Berlage公式)：,散射辐射与总辐射强度,G地面平均日射反射率,水平面日射总辐射(1)+(2)+(3)：,垂直面日射总辐射(1)+(2)+(3) ：,太阳辐射强度,415,垂直面总日射辐射强度：,北纬40的太阳总辐射量,按不同表面(水平、垂直、倾斜面)计算,总辐射强度,例4-1,短波？长波？,哪个朝向是夏天辐射最大的墙面？,416,大气长波辐射(Ia)与晚间有效辐射(Iy),指建筑表面向天空的有效辐射,指大气向建筑表面的辐射,大气向建筑表面的辐射：Ia,(地表
8、)建筑表面向天空的辐射：Id,(地表) 建筑向天空的有效辐射：IS,B,考虑云层时建筑表面向天空的有效辐射：Iy=f(IB,k,e),天空当量温度,大气温度,式4-25,为何白天可忽略大气长波辐射，晚间不可？,例题4-14-3,IC,B,I,B,式4-17,垂直面、倾斜面,417,太阳直射辐射,太空散射辐射,对流换热,地面反射辐射,环境长波辐射,地面长波辐射,壁体得热,IS,IZ,ID,非透明体外表面接受热辐射：,4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度,室外空气综合温度,大气长波辐射,IZ,IS,建筑表面接受辐射,ID,No.8-1+习题课,418,室外空气温度：,外表面接受的有效热辐射：,外
9、表面得热：,短波辐射,长波辐射,4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度,Iy Id Ia,室外空气综合温度,综合温度的概念,No.8-2+习题课,419,td(I),tw,当量空气温度,+,=,室外空气温度,室外空气综合温度,如果忽略围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射：,td(I),Iy/w工程处理： 水平面： Iy/w = 3.54.0 垂直面： Iy/w = 0,室外空气综合温度,4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度,4.1 影响室内热环境的物理因素 4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度 第二章与第四章讨论的太阳辐射区别？ 第二章：太阳位置+辐射量 第四章：建筑表面受热（垂直
10、面、水平面） 汇总所有受热 室外空气综合温度,420,421,导热特性：,(10-100),气体 0.0060.6 Air:0.029,液体 0.070.7 Water:0.58,建筑材料 0.33.5 钢筋混凝土:1.5,金属 2.2240 建筑钢材,20,保温材料0.3,保温材料其他要求：600700kg/m3; ；耐压强度：4kg/cm2 要点: 空隙率, air solid,2,围护结构传导与热对流,聚乙烯泡沫材料：0.04,4.1 影响室内热环境的物理因素 4.1.2,表面热对流特性：,表4-3,w 、n = f(v、t、热面形式),墙体导热系数，W/mK,非透明体围护结构的热工性能
11、,422,表面辐射特性：,一般建筑内墙：0.820.93，铝箔0.050.20,Cb黑体辐射系数： 5.67 W/(m2K4),表面黑度：,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,但,太阳集热器s ，保温材料常贴铝箔 s表面的太阳吸收率 =0：非透明体；1：半透明体,、墙体表面反射率、吸收率、透射率,423,工程上： =1923 W/(m2K), 18.6 W/(m2K) wc= f（墙表面平整度，室外风速） 8.72 W/(m2K) nc = f（墙表面平整度）,对流放热系数：,辐射放热系数：,以外墙为例：,out,辐射,对流,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,表面辐射特性：,表面放热
12、特性：,1_w,Tw,2_air,Tair,424,吸(放)热导热放(吸)热,稳定传热量计算,流体与壁面对流传热 以外墙为例：,壁面与壁面辐射传热 以外墙为例：,固体间导热传热,并联作用表面换热,串联作用,并联作用表面换热,4.1 影响室内热环境的物理因素,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,425,K0、R0墙体总传热系数,总传热热阻R0=1/K0， Kf（墙体材质）GB50176-93民用建筑热工设计规范等,tw,tn,多层均质墙体,w,n,4.1 影响室内热环境的物理因素,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,稳定传热量计算,426,封闭空气间层：,导热、对流、辐射同时存在 处理方
13、法： 当量导热表4-7,实体： dR 传热,空气间层：,（t高侧-t低侧）辐射 一般辐射占70%，,高温侧,低温侧,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,稳定传热量计算,绝热 降低传热 铝箔建材贴铝箔(高温侧) 辐射传热,427,组合墙体：,（1）分层按等热流层分 （2）确定组合层并联处理成当量热阻,由的面积加权推导,（3）整个墙体按多层均质求解,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,计算方法：,稳定传热量计算,室外综合温度,428,衰减特性：衰减系数0=室外综合空气温度tz波幅/内表面温度n波幅 延迟特性：延迟时间0 = tz峰值相位-n相位延迟 蓄热特性：蓄热系数 S = 热流波动振幅
14、与温度波动振幅之比,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,不稳定热工特性,轻型墙体热流幅值,重型,429,室外空气综合温度,=A0/An,430,材料的蓄热系数反映材料的蓄热特性。,表面温度波动程度 S温度波动蓄热 一般空气间层：S=0,材料层衰减度材料内部温度衰减规律,D3.0：轻型结构 3.1D6.0：中型结构 D6.1：重型结构,S参数均可通过半无穷大材料的不稳定传热推导获得,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,不稳定热工特性,对象区别？,建筑热工特性分类依据,x 处波幅,表面波幅,热惰性指标反抗温度波动的能力,S可蓄热 D抗波动,431,4.1.2 非透明体围护结构的热工性能,不稳定热工特性,量值上衰减考虑,作用时间上延迟考虑,432,波长/m,透射率/%,可见光,近红外线,长波红外线,0.8,玻璃对波长具有选择性的透过特性：3m以下波长几乎全部透过，但却能阻隔3 m以上的长波红外线辐射温室效应,4.1 影响室内热环境的物理因素 4.1.3 半透明体围护结构的热工性能,光学特性,透明体围护结构的热工性能,433,4.1 影响室内热环境的物理因素 4.1.3 半透明体围护结构的热工性能,玻璃在界面上的反射、透过特性和内部的吸收特性： 界面的反射百分比，a0单程吸收百分比，,光学特性,434,界面反射百分比 r：,单程吸收百分比：a0,
