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1、建筑热环境建筑热环境n建筑环境科学的基本组成部分建筑环境科学的基本组成部分n建筑热环境建筑热环境n绪论绪论绪论绪论n创造良好的室内热环境的方法创造良好的室内热环境的方法 建筑、设备建筑、设备绪论绪论绪论绪论n学习建筑热环境知识的重要性学习建筑热环境知识的重要性n课程内容课程内容 室内热环境室内热环境 传热基本知识传热基本知识 建筑保温建筑保温 建筑防热建筑防热 建筑日照与遮阳建筑日照与遮阳n学习要求学习要求 基本知识基本知识 公式物理意义并计算公式物理意义并计算 建筑热环境设计能力建筑热环境设计能力 热环境测量方法、操作常用仪器热环境测量方法、操作常用仪器 热环境评价热环境评价n教材：教材：建
2、筑物理建筑物理（第三版）第三版）n学习参考资料学习参考资料 第第第第1 1章章章章 室内热环境室内热环境室内热环境室内热环境1 11 1 人与室内热环境人与室内热环境人与室内热环境人与室内热环境一室内热环境的构成要素及人的热舒适条件一室内热环境的构成要素及人的热舒适条件一室内热环境的构成要素及人的热舒适条件一室内热环境的构成要素及人的热舒适条件n n人体热平衡方程式：人体热平衡方程式：人体热平衡方程式：人体热平衡方程式： q=q=q qmmq qw wqqr rqqc c （w w）人体代谢产热人体代谢产热qm工作类别工作类别产热量（产热量（W）静止状态中的人：静止状态中的人： 躺着躺着 坐着
3、坐着 站着站着608590100体力活动：体力活动： 缝纫和手工排字等工作缝纫和手工排字等工作 打字和工具制造等工作打字和工具制造等工作115140140200脑力活动：脑力活动： 坐着阅读坐着阅读 在计算机上工作在计算机上工作 在实验室工作在实验室工作 在教室讲课在教室讲课115135140160200310成年人平均产热量成年人平均产热量对流换热量对流换热量qc辐射换热量辐射换热量qr每蒸发一克水消耗的汽化潜热约为每蒸发一克水消耗的汽化潜热约为每蒸发一克水消耗的汽化潜热约为每蒸发一克水消耗的汽化潜热约为0.580.58千卡千卡千卡千卡 蒸发散热蒸发散热qwn n构成室内热环境的要素：构成室
4、内热环境的要素：构成室内热环境的要素：构成室内热环境的要素：气温气温气温气温t t 空气湿度空气湿度空气湿度空气湿度 气流速度气流速度气流速度气流速度v v 平均环境辐射温度平均环境辐射温度平均环境辐射温度平均环境辐射温度MRTMRTn n热舒适条件：热舒适条件：热舒适条件：热舒适条件：q=0 q=0 舒适的、可以忍受的舒适的、可以忍受的舒适的、可以忍受的舒适的、可以忍受的q0 q0 不能忍受的不能忍受的不能忍受的不能忍受的二室内热环境的评价方法二室内热环境的评价方法二室内热环境的评价方法二室内热环境的评价方法热舒适标准热舒适标准热舒适标准热舒适标准n冬季室内计算温度为冬季室内计算温度为161
5、8n夏季夏季=7585%、v= 0.30.5m/s 温度温度 舒适感觉舒适感觉 2527 凉爽、工作愉快凉爽、工作愉快 2729 舒适、工作合适舒适、工作合适 2931 稍热、工作尚好稍热、工作尚好 3132 较热、工作勉强、出汗较热、工作勉强、出汗 3235 过热、工作困难、出汗多过热、工作困难、出汗多 n n室内风速室内风速室内风速室内风速 风速风速风速风速m/sm/s 舒适感觉舒适感觉舒适感觉舒适感觉 0 00.30.3以内以内以内以内 人不感觉人不感觉人不感觉人不感觉 0.30.31.0 1.0 感到有风、愉快感到有风、愉快感到有风、愉快感到有风、愉快 1.51.5以上以上以上以上 感
6、到风速太大、不愉快感到风速太大、不愉快感到风速太大、不愉快感到风速太大、不愉快 n n有效温度有效温度ET：气温、湿度、气流速度，：气温、湿度、气流速度，休息或坐着工作时的主观热感觉休息或坐着工作时的主观热感觉特点：未考虑不同的活动状态特点：未考虑不同的活动状态未考虑衣着的区别未考虑衣着的区别主观的主观的 有效温度有效温度有效温度有效温度ET ET 主观热感觉主观热感觉主观热感觉主观热感觉 43 43 允许上限允许上限允许上限允许上限 40 40 酷热酷热酷热酷热 3535（热）（热）（热）（热） 炎热炎热炎热炎热 3030（热）（热）（热）（热） 稍热稍热稍热稍热 25 25 适中适中适中适
7、中 2020（冷）（冷）（冷）（冷） 稍冷稍冷稍冷稍冷 1515（冷）（冷）（冷）（冷） 寒冷寒冷寒冷寒冷 10 10 严寒严寒严寒严寒n n预测热感指数预测热感指数预测热感指数预测热感指数PMVPMVPPDPPD： PMV为平均预测值，包含了影响人体热平衡为平均预测值，包含了影响人体热平衡的六个因素的六个因素 PPD指感到不满意等级的人数占全部人数的指感到不满意等级的人数占全部人数的百分比百分比 PMV在在0.50.5范围内为室内热舒适指标范围内为室内热舒适指标12 室内热环境的影响因素室内热环境的影响因素1太阳辐射太阳辐射 表面温度高达表面温度高达6000K左右左右 内部温度内部温度150
8、0多万度多万度 二十亿万分之一左右二十亿万分之一左右 直接辐射、散射辐射直接辐射、散射辐射 1/3 长波辐射长波辐射一室外气候因素一室外气候因素太阳高度角、地理纬度、大气透明度、太阳高度角、地理纬度、大气透明度、云量、海拔高度云量、海拔高度n影响因素：影响因素：距地面距地面1.5m高，背阴处高，背阴处影响因素：太阳辐射量、地面覆盖情况、地形影响因素：太阳辐射量、地面覆盖情况、地形2气温气温污染地表、造成夏季过热污染地表、造成夏季过热绿地、水面绿地、水面n 城市热岛城市热岛n城市的热岛效应城市的热岛效应 n空气流动空气流动风向玫瑰图、风速玫瑰图风向玫瑰图、风速玫瑰图3风风n我国部分城市的风向频率
9、玫瑰图我国部分城市的风向频率玫瑰图 P16P16图图n风速测定风速测定10m露天处露天处n影响因素：地形、地势、水陆分布、影响因素：地形、地势、水陆分布、表面覆盖表面覆盖n山谷风山谷风n 水陆风水陆风n表面覆盖的影响表面覆盖的影响n空气中水蒸汽的含量空气中水蒸汽的含量（1） 空气的水蒸汽分压力空气的水蒸汽分压力 pw=pa+p“未饱和未饱和”空气空气 p“饱和饱和”空气空气 ，“饱和蒸汽压饱和蒸汽压”或或“最大水蒸汽最大水蒸汽分压分压 力力”ps 4湿度湿度（2） 绝对湿度绝对湿度fmax （g/m3）（g/m3）（mmHg）（3） 相对湿度相对湿度 t p（pa） ps （pa） 20200
10、0 2337.1 25 2000 3167.7接近饱和的程度接近饱和的程度n湿球温度计测出的温度湿球温度计测出的温度 空气越干燥，水分蒸发量越多，湿球温度空气越干燥，水分蒸发量越多，湿球温度值就越小值就越小 可根据干湿球温差，查出空气的相对湿度可根据干湿球温差，查出空气的相对湿度（4） 湿球温度湿球温度tsn空气中的水蒸汽开始析出时的温度空气中的水蒸汽开始析出时的温度 t=20、p=2000（pa）、）、ps=2337.1（pa） 未饱和空气未饱和空气 t=17.5、p=2000（pa）、）、ps=1998.5（pa） 此时此时td=17.5（5） 露点温度露点温度tdt=20、p=2000（
11、pa）、）、ps=2337.1（pa）td =17.5t=20、p=2200（pa）、）、ps=2337.1（pa）td =19.0n高则高则 td也高也高n雨、雪、冰雹雨、雪、冰雹 降水量：降水的累积水层厚度降水量：降水的累积水层厚度mm 降水时间：一次降水从开始到结束时的时间降水时间：一次降水从开始到结束时的时间h、分、分 降水强度：单位时间的降水量降水强度：单位时间的降水量 以以24小时的总量来划分降水强度的等级小时的总量来划分降水强度的等级 小雨小雨10mm、中雨、中雨1025mm、 大雨大雨2550mm、 暴雨暴雨50100mm、大暴雨、大暴雨100mm5降水降水n设备：采暖、空调等
12、设备：采暖、空调等n其它设备：灯具、电动机等其它设备：灯具、电动机等n人体活动：影剧院、体育场等人体活动：影剧院、体育场等二室内的影响因素二室内的影响因素13 中国建筑热工设计分区与改善室内热环境的途径中国建筑热工设计分区与改善室内热环境的途径一建筑热工设计分区一建筑热工设计分区分区名称分区名称分区指分区指标设计要求要求主要指主要指标辅助指助指标严寒地区寒地区最冷月平均最冷月平均温度温度 10日平均温度日平均温度5的天数的天数145天天必必须充分充分满足冬季保温足冬季保温要求要求一般可不考一般可不考虑夏季防夏季防热寒冷地区寒冷地区最冷月平均最冷月平均温度温度 010日平均温度日平均温度5的天数
13、的天数90145天天应满足冬季保温要求足冬季保温要求部分地区兼部分地区兼顾夏季防夏季防热分区名称分区名称分区指分区指标设计要求要求主要指主要指标辅助指助指标夏夏热冬冷冬冷地区地区最冷月平均温度最冷月平均温度010日平均温度日平均温度5的天数的天数090天天必必须满足夏季防足夏季防热要求要求适当兼适当兼顾冬季保冬季保温温最最热月平均温度月平均温度2530日平均温度日平均温度25的天数的天数40110天天夏夏热冬暖冬暖地区地区最冷月平均温度最冷月平均温度10日平均温度日平均温度25的天数的天数100200天天必必须充分充分满足夏足夏季防季防热要求要求一般可不考一般可不考虑冬冬季保温季保温最最热月平
14、均温度月平均温度2529分区名称分区名称分区指分区指标设计要求要求主要指主要指标辅助指助指标温和地区温和地区最冷月平均温度最冷月平均温度013日平均温度日平均温度25的天数的天数090天天部分地区部分地区应考考虑冬季保温冬季保温一般可不考一般可不考虑夏夏季防季防热最最热月平均温度月平均温度1825建筑热工设计分区建筑热工设计分区严寒地区严寒地区寒冷地区寒冷地区夏热冬冷区夏热冬冷区夏热冬暖夏热冬暖夏热冬暖夏热冬暖区区区区温和地区温和地区寒冷地区寒冷地区严寒地区严寒地区寒冷地区寒冷地区严寒地区严寒地区l冬季保温、夏季防热冬季保温、夏季防热 1建筑朝向、建筑间距建筑朝向、建筑间距 2建筑体形的设计建筑体形的设计 3外围护结构的设计外围护结构的设计 （包括屋顶、外墙、窗、透射体、地面等）（包括屋顶、外墙、窗、透射体、地面等） 涉及太阳能的利用与调节、建筑节能涉及太阳能的利用与调节、建筑节能 4自然通风自然通风 5绿化绿化二改善室内热环境的途径二改善室内热环境的途径
