《室内热环境ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《室内热环境ppt课件（169页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、建筑物理建筑物理（热工学）（热工学）华南理工大学建筑学院华南理工大学建筑学院 张宇峰（讲师）张宇峰（讲师）第一篇第一篇 建筑热工学建筑热工学n第一章第一章 传热基本知识传热基本知识n第二章第二章 室内热环境室内热环境n第三章第三章 建筑气候建筑气候n第四章第四章 建筑保温设计建筑保温设计n第五章第五章 建筑防热设计建筑防热设计第一章第一章 传热基本知识传热基本知识n11 传热方式传热方式n12 平壁稳定传热平壁稳定传热n13 平壁周期性传热平壁周期性传热传热的基本概念传热的基本概念吸热吸热放热放热导热导热围护结构围护结构冷空气冷空气热空气热空气热量传递热量传递（热流）（热流）传热：传热：各种热
2、量传递过程的总称。温差是传热各种热量传递过程的总称。温差是传热的动力。的动力。稳定传热过程：稳定传热过程：传热过程中各点温度不随时间传热过程中各点温度不随时间变化。变化。不稳定传热过程：不稳定传热过程：传热过程中各点温度随时间传热过程中各点温度随时间变化。变化。传热的基本方式传热的基本方式围护结构围护结构冷空气冷空气热空气热空气对流对流辐射辐射对流对流辐射辐射导热导热导热导热导热：导热：当物体各部分之间不发生相对位移，或不同的当物体各部分之间不发生相对位移，或不同的物体物体直接接触直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。子的热
3、运动而产生的热量传递。导热可在固体、液体和气体中发生导热可在固体、液体和气体中发生单纯的导热只发生在密实固体中单纯的导热只发生在密实固体中导热的简单计算导热的简单计算T1T2Qd单位时间通过面积为单位时间通过面积为F的平壁的平壁的导热量为：的导热量为：如果平壁两个表面的温度不随时如果平壁两个表面的温度不随时间变化，并且间变化，并且T1 T2，那么：，那么：单位时间单位面积的平壁的单位时间单位面积的平壁的导热量为（导热量为（热流密度热流密度）：）：材料的材料的导热系数导热系数，单位为，单位为W/（mK）。建筑材料导热能力大小的一个重要指标。建筑材料导热能力大小的一个重要指标。影响导热系数的因素：
4、影响导热系数的因素：材质材质干密度干密度含湿量含湿量绝热材料：绝热材料：导热系数在导热系数在0.3W/(m K)以下的材料。按以下的材料。按用途不同称作用途不同称作保温材料保温材料或或隔热材料隔热材料，比如矿棉、岩，比如矿棉、岩棉、泡沫塑料等。棉、泡沫塑料等。静止的空气具有很好的保温能力。静止的空气具有很好的保温能力。水和金属的导热系数较大。水和金属的导热系数较大。材料的干密度越小，内部孔隙越多，导热性能越差。材料的干密度越小，内部孔隙越多，导热性能越差。？但对于一些小密度材料，比如纤维状和发泡材料，但对于一些小密度材料，比如纤维状和发泡材料，密度过低，孔隙过大，材料传热性能越强。密度过低，孔
5、隙过大，材料传热性能越强。玻玻璃璃棉棉多孔材料的含湿量越大，导多孔材料的含湿量越大，导热性能越强。热性能越强。？干砖砌体：干砖砌体： 0.5W/(m K)湿砖砌体：湿砖砌体：1.04W/(m K)建材的生产、运输、堆放、建材的生产、运输、堆放、保管和施工保管和施工加气混凝土加气混凝土对流对流对流：对流：指流体各部分之间发生相对运动指流体各部分之间发生相对运动, , 互相掺混而传递热量。互相掺混而传递热量。单纯的对流只发生在流体中单纯的对流只发生在流体中对流换热：对流换热：流体与壁面接触时同时发生对流体与壁面接触时同时发生对流和导热的热量传递过程。流和导热的热量传递过程。边界层边界层主流区主流区
6、层流区层流区紊流区紊流区对流换热机理对流换热机理壁壁面面空空气气流态平稳，主要靠导热进行流态平稳，主要靠导热进行热传递热传递流态紊乱，主要靠对流进流态紊乱，主要靠对流进行热传递行热传递热量传递在边界层中进行热量传递在边界层中进行t对流换热的简单计算对流换热的简单计算t 流体主流区温度。流体主流区温度。c对流换热系数对流换热系数，表征边界层对流换热能，表征边界层对流换热能力的大小，力的大小，c越大，对流换热能力越强。影响越大，对流换热能力越强。影响因素较多，一般通过实验方法确定。因素较多，一般通过实验方法确定。注意公式选择的条件。注意公式选择的条件。自然对流换热：因温差引起的对流换热。（暖气）自
7、然对流换热：因温差引起的对流换热。（暖气）强制对流换热：受外力推动引起的对流换热。（手强制对流换热：受外力推动引起的对流换热。（手摇扇、吊扇、空调、开窗自然通风。）摇扇、吊扇、空调、开窗自然通风。）From Indoor Climate by McINTYRE, 1980.强制对流换热中包含自然对流换热，强制对流换热强制对流换热中包含自然对流换热，强制对流换热能力更强。能力更强。通风隔热屋顶通风隔热屋顶通风隔热屋顶效果通风隔热屋顶效果通风隔热屋顶通风隔热屋顶阁楼隔热屋顶阁楼隔热屋顶通风隔热屋顶通风隔热屋顶通风隔热屋顶传热过程示意图通风隔热屋顶传热过程示意图层内风速层内风速层内风速是影响通风屋顶
8、隔热效果的重要因素；层内风速是影响通风屋顶隔热效果的重要因素；层内风速应至少达到层内风速应至少达到0.2m/s，通风屋面才有较好的隔热效，通风屋面才有较好的隔热效果；果；风速越大，隔热效果越好，当风速大于风速越大，隔热效果越好，当风速大于0.8m/s时再增加风时再增加风速无明显改善；速无明显改善；平屋顶：风压驱动为主，室外风速，兜风檐口；平屋顶：风压驱动为主，室外风速，兜风檐口；坡屋顶：风压、热压共同驱动，温差与高差；坡屋顶：风压、热压共同驱动，温差与高差；降低间层空气阻力：清理层内杂物，增加空气进出口面积降低间层空气阻力：清理层内杂物，增加空气进出口面积与间层横截面积，加大间层高度（与间层横
9、截面积，加大间层高度（200240mm）。）。层内气流组织方式层内气流组织方式通风隔热屋顶设计原则通风隔热屋顶设计原则a.屋面外表面应刷白或浅色；屋面外表面应刷白或浅色；b.通风空气间层的高度在通风空气间层的高度在 200240mm 之间为宜；之间为宜；c.应在通风屋面的进出口间造成一个压差，以增加间层内的空气应在通风屋面的进出口间造成一个压差，以增加间层内的空气流动速度；流动速度；d.太长的通风间层要避免；太长的通风间层要避免；e.通风间层内空气流动方向应与该建筑物所在地的夏季主导风向通风间层内空气流动方向应与该建筑物所在地的夏季主导风向一致，以获得较大的通风量；一致，以获得较大的通风量；f
10、.当通风屋面带有保温材料时，应该将保温材料布置在下层屋面；当通风屋面带有保温材料时，应该将保温材料布置在下层屋面；g.通风屋面这重结构不适用于冬季时间长，夏季时间短的地区。通风屋面这重结构不适用于冬季时间长，夏季时间短的地区。q 人体蓄热量人体蓄热量qm人体产热量人体产热量qw人体蒸发散热量人体蒸发散热量qr人体辐射散热量人体辐射散热量qc人体对流散热量人体对流散热量人体热平衡人体热平衡人体对流散热量人体对流散热量 qc人体与周围环境空气的对流换热量。人体与周围环境空气的对流换热量。与与皮肤（衣服）表面温度皮肤（衣服）表面温度Ts 、环境空气温环境空气温度度Ta和对流换热系数和对流换热系数c
11、有关。有关。对流换热系数对流换热系数空气流速空气流速vTa Ts： qc 0, v qc Ta 0, v qc 导热散热量导热散热量附加热阻附加热阻对流散热量对流散热量人体蒸发散热量人体蒸发散热量 qw途径：途径：皮肤出汗的汗液蒸发皮肤出汗的汗液蒸发呼吸过程中吸入空气湿度的变化呼吸过程中吸入空气湿度的变化原理：原理：皮肤或呼吸道表面水分蒸发吸热皮肤或呼吸道表面水分蒸发吸热影响因素：影响因素：空气流速空气流速 qw 空气湿度空气湿度 qw 流速小，湿度大闷热流速小，湿度大闷热自然通风的作用自然通风的作用呼吸新鲜空气；呼吸新鲜空气；排除房间内余热、湿气，降低室内空气温度排除房间内余热、湿气，降低室
12、内空气温度和湿度；和湿度；排除烟尘和气味，提高空气品质；排除烟尘和气味，提高空气品质；增加人体蒸发和对流散热量，维持热舒适。增加人体蒸发和对流散热量，维持热舒适。自然通风方式自然通风方式1热压通风热压通风温差驱动，室内空气自下而上流动；温差驱动，室内空气自下而上流动；取决于密度差和进出口高差；取决于密度差和进出口高差；低温、低温、重空气重空气高温、高温、轻空气轻空气山山谷谷风风海海陆陆风风自然通风的原理自然通风的原理风压通风风压通风建筑物的迎风面空气受阻，风速减小，动能变成静压，建筑物的迎风面空气受阻，风速减小，动能变成静压，形成正压区；形成正压区；建筑物的背风面、屋顶和两侧因气流曲绕（涡流）
13、，建筑物的背风面、屋顶和两侧因气流曲绕（涡流），形成负压区；形成负压区；自然通风的原理自然通风的原理风压通风风压通风风压取决于室外风速：风压取决于室外风速：自然通风的原理自然通风的原理风压通风风压通风l工厂的热加工车间有稳定热源，热压工厂的热加工车间有稳定热源，热压通风较为稳定和普遍；通风较为稳定和普遍；l沿海地带的建筑物风压较大，风压通沿海地带的建筑物风压较大，风压通风较为普遍；风较为普遍；l一般民用建筑中，室内外温差不大，一般民用建筑中，室内外温差不大，进排气口高度相近，难以形成有效的热进排气口高度相近，难以形成有效的热压通风，主要依靠风压组织自然通风。压通风，主要依靠风压组织自然通风。自
14、然通风的设计自然通风的设计u建筑物朝向建筑物朝向u建筑群布局建筑群布局u房间开口位置和面积房间开口位置和面积u与通风有关的构造措施与通风有关的构造措施u利用环境组织通风利用环境组织通风u建筑物平面布置与剖面处理的基本原则建筑物平面布置与剖面处理的基本原则建筑物朝向建筑物朝向风玫瑰图是自然通风设计的基风玫瑰图是自然通风设计的基本依据。本依据。建筑物迎风面出现的最大压力建筑物迎风面出现的最大压力在与风向垂直的面上，所以建在与风向垂直的面上，所以建筑物朝向应尽量靠近夏季主导筑物朝向应尽量靠近夏季主导风向。风向。南向和南偏东向。南向和南偏东向。建筑群布局建筑群布局涡流涡流背风涡流区风力弱、风向不稳定，
15、处于涡流区的背风涡流区风力弱、风向不稳定，处于涡流区的建筑物很难形成有效自然通风。建筑物很难形成有效自然通风。Wind identify breezeways, cold exposure, stagnationsummerwinter冬季北风冬季北风冬季北风冬季北风C06C06小区规划小区规划小区规划小区规划方案室外风环境方案室外风环境方案室外风环境方案室外风环境（1.5m1.5m高处高处高处高处）建筑群布局建筑群布局涡流涡流背风涡流区长度与建筑物的长宽高有关。背风涡流区长度与建筑物的长宽高有关。建筑群布局建筑群布局平面布局平面布局实例一实例一(a)(b)(c )北京某住宅小区规划方案：（a
16、）最初方案（方案I）；（b）第一次改进后的方案（方案II）；（c）最终方案（方案III）实例一介实例一介实例一介实例一介绍利用数绍利用数绍利用数绍利用数值模拟方值模拟方值模拟方值模拟方法对北京法对北京法对北京法对北京某住宅小某住宅小某住宅小某住宅小区的规划区的规划区的规划区的规划方案设计方案设计方案设计方案设计进行优化进行优化进行优化进行优化的过程的过程的过程的过程 实例一结果简介实例一结果简介(a) 原方案（方案I），北风模拟结果 以下都为地面以上1.5米高度处建筑群外气流分布情况 实例一结果简介实例一结果简介(b) 方案 II, 北风模拟结果实例一结果简介实例一结果简介(c) 方案 III
17、, 北风模拟结果房间开口位置和面积房间开口位置和面积开口位置的影响（平面图）开口位置的影响（平面图）房间开口位置和面积房间开口位置和面积开口位置的影响（剖面图）开口位置的影响（剖面图）房间开口位置和面积房间开口位置和面积开口面积的影响开口面积的影响最佳通风效果：最佳通风效果：开口宽度为开间宽度的开口宽度为开间宽度的1/32/3开口面积为地板面积的开口面积为地板面积的1525与通风有关的构造措施与通风有关的构造措施开口面积的影响开口面积的影响利用环境组织通风利用环境组织通风绿化具有一定的降温作用绿化具有一定的降温作用利用环境组织通风利用环境组织通风海海陆陆风风山山谷谷风风建筑物平面布置与剖面处理
18、的基本原则建筑物平面布置与剖面处理的基本原则1.主要的使用房间布置在夏季迎风面，辅助用房可布置在背主要的使用房间布置在夏季迎风面，辅助用房可布置在背风面。风面。2.当房间的进风口不能正对夏季主导风向时，可采用台阶式当房间的进风口不能正对夏季主导风向时，可采用台阶式的平面组合或设置挡风板加强自然通风。的平面组合或设置挡风板加强自然通风。3.利用楼梯间、小厅和天井等增加建筑物内部的开口面积，利用楼梯间、小厅和天井等增加建筑物内部的开口面积，充分利用开口面积组织自然通风。充分利用开口面积组织自然通风。4.开口位置的布置应尽量使得室内气流分布均匀，并力求风开口位置的布置应尽量使得室内气流分布均匀，并力
19、求风吹过房间主要使用部位。吹过房间主要使用部位。5.门窗有关构造有利于导风、排风和调节风向、风速。门窗有关构造有利于导风、排风和调节风向、风速。建筑物平面布置与剖面处理的基本原则建筑物平面布置与剖面处理的基本原则节能建筑- BRE Energy Efficient Office四、节能建筑节能建筑- BRE Energy Efficient Office无风夏季：热压通风吊顶内的风洞四、节能建筑节能建筑- BRE Energy Efficient Office有风：风压贯流通风自动控制窗四、节能建筑夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准1.当室外热环境参数优于室内热环
20、境时，居住当室外热环境参数优于室内热环境时，居住建筑通风宜采用自然通风使室内满足热舒适建筑通风宜采用自然通风使室内满足热舒适及空气质量要求。及空气质量要求。2.居住建筑外窗的可开启面积不应小于外窗所居住建筑外窗的可开启面积不应小于外窗所在房间地面面积的在房间地面面积的8或外窗面积的或外窗面积的45。一、CFD基本介绍 CFD (Computational Fluid Dynamics)的发展 1933年首次出现英国 1974 年首次应用于建筑环境领域丹麦，P.V. Nilsen 流体动力学，数值计算，计算机图形学技术的综合 CFD的主要分支（流体特性）不可压湍流流动数值模拟可压缩高速流动数值模
21、拟多相流体流动的数值模拟 CFD的主要分支（物理模型）湍流模式理论，大涡模拟，直接模拟一、CFD基本介绍 为何采用CFD模拟模型实验： 可靠，直观 周期长，价格昂贵CFD模拟： 周期短，成本低，资料完备 技术性强，不确定二、CFD软件介绍 商用CFD软件FLUENTPHOENICSCFXSTAR-CD二、CFD软件介绍 PHOENICS的界面VR EDITOR中建立模型VR EDITOR中定义边界条件二、CFD软件介绍 PHOENICS的界面EARTH计算界面二、CFD软件介绍 PHOENICS的网格划分二、CFD软件介绍 PHOENICS的网格划分二、CFD软件介绍 PHOENICS的模拟结
22、果显示VR-VIEWER中的速度场二、CFD软件介绍 PHOENICS的结果VR-VIEWER中的温度等高图VR-VIEWER中的流线图VR-VIEWER中的温度等值面图二、CFD软件介绍 PHOENICS的特点 1、与CAD接口 复杂的图形可以通过CAD轻松完成300MW压水堆核电站 反应堆下腔室流场数值模拟珠珠江俊园夏季风场江俊园夏季风场夏季主导风向的风吹过建筑群，不同高度的风场分布夏季主导风向的风吹过建筑群，不同高度的风场分布箭头代表箭头代表风向风向颜色代表颜色代表风速大小风速大小高低舒适舒适偏高偏低夏季主导风向的风吹过建筑群，不同位置的风场分布夏季主导风向的风吹过建筑群，不同位置的风场
23、分布热辐射热辐射辐射：辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式。不同波长的物体通过电磁波来传递能量的方式。不同波长的电磁波可产生不同的效应（手机、收音机。）。电磁波可产生不同的效应（手机、收音机。）。宇宇宙宙射射线线射射线线射射线线紫紫外外线线可可见见光光红红外外线线无无线线电电波波波长波长热辐射：热辐射：因温度原因发出辐射能的现象。因温度原因发出辐射能的现象。可见光：可见光：0.390.76微米。微米。太阳辐射太阳辐射（短波辐射）（短波辐射）常温物体辐射常温物体辐射（长波辐射）（长波辐射）太阳辐射：太阳辐射：0.23微米，微米，包括部分紫外线，全部可见包括部分紫外线，全部可见光和近红外线区域，称
24、为光和近红外线区域，称为短波辐射短波辐射。常温物体辐射：常温物体辐射：3100微米，微米，集中在远红外线区域，集中在远红外线区域，称为称为长波辐射长波辐射。热辐射：热辐射：因温度原因发出辐射能的现象。因温度原因发出辐射能的现象。辐射换热的特点辐射换热的特点（1）伴随能量形式的转换：）伴随能量形式的转换：内能内能电磁波能电磁波能内能内能（2）可在真空传播，不需任何中间介质，不需冷热物）可在真空传播，不需任何中间介质，不需冷热物体直接接触。体直接接触。（3）凡是温度高于绝对零度（）凡是温度高于绝对零度（0K，273）的一切的一切物体都在不停地对外发射辐射热。物体都在不停地对外发射辐射热。（4）辐射
25、换热是两物体间）辐射换热是两物体间互相辐射互相辐射的结果。的结果。高温高温低温低温发射发射接收接收发射发射接收接收接收本领接收本领透射透射吸收吸收反射反射总辐射总辐射热热QQQQ吸收率吸收率反射率反射率透射率透射率物体对不同物体对不同波长波长辐射热的吸收辐射热的吸收率、反射率和透射率不同率、反射率和透射率不同不同物体的特性不同，不同物体的特性不同，材质、材质、表面光洁度和颜色表面光洁度和颜色是影响因素。是影响因素。不同物体的反射率不同物体的反射率黑体：黑体：全部吸收辐射热全部吸收辐射热白体：白体：全部反射辐射热全部反射辐射热透明体：透明体：全部透射辐射热全部透射辐射热工程材料（玻璃除外）大多是
26、非工程材料（玻璃除外）大多是非透明体，也即透明体，也即透射率透射率0，吸收，吸收率反射率率反射率1。隔热涂料（反射漆）：隔热涂料（反射漆）：人体表面吸收率推荐实用值人体表面吸收率推荐实用值引自引自建筑环境学建筑环境学发射本领发射本领物体在单位时间内单位表面积向半球空间所有方向发射物体在单位时间内单位表面积向半球空间所有方向发射的全部波长的辐射能：的全部波长的辐射能：辐射力辐射力 辐射光谱辐射光谱温度越高，辐射力越强温度越高，辐射力越强同温度下，黑体辐射能力最强。同温度下，黑体辐射能力最强。与黑体辐射光谱曲线类似，辐与黑体辐射光谱曲线类似，辐射能力较弱的物体称为射能力较弱的物体称为灰体灰体。大。
27、大多数建材可近似看作灰体。多数建材可近似看作灰体。实际物体的发射率（黑度）实际物体的发射率（黑度），0 01 1，表征物体，表征物体辐射能力与黑体接近的程度。辐射能力与黑体接近的程度。物体对长波辐射的吸收率发射率物体对长波辐射的吸收率发射率注意：注意：对常温物体辐射的吸收率发射率对常温物体辐射的吸收率发射率对太阳辐射的吸收率对太阳辐射的吸收率发射率发射率发射率发射率黑体的辐射力黑体的辐射力灰体的辐射力灰体的辐射力玻璃：对常温物体辐射的吸收率大，透过率小保温玻璃：对常温物体辐射的吸收率大，透过率小保温对太阳辐射的吸收率小，透过率大透热对太阳辐射的吸收率小，透过率大透热温室效应太阳房温室效应太阳房
28、发射率发射率GB/T 15405-2006 被动式太阳房热工技术条件和测试方法被动式太阳房热工技术条件和测试方法太阳辐射透射率太阳辐射透射率0.76集热墙吸热涂层太阳辐集热墙吸热涂层太阳辐射吸收率射吸收率0.88，以黑、，以黑、蓝、棕、墨绿为宜。蓝、棕、墨绿为宜。墙体屋顶保温。墙体屋顶保温。集热（蓄热）式太阳房特朗勃墙集热（蓄热）式太阳房特朗勃墙冬暖夏凉冬暖夏凉 辐射换热的简单计算辐射换热的简单计算F1两表面间看得见的面积两表面间看得见的面积。C12当量辐射系数当量辐射系数。 C12C1C2/Cb 两表面的两表面的辐射角系数辐射角系数。表示单表示单位时间内，位时间内，1表面投射到表面投射到2表
29、面的辐射表面的辐射换热量与换热量与1表面向外界辐射总热量的比表面向外界辐射总热量的比值。几何关系量。值。几何关系量。一般位置两灰体一般位置两灰体T1C1T2C2T1T2平行平板间的辐射换热平行平板间的辐射换热q1-2 1C121/(1/C1+1/C2-1/Cb)辐射换热系数对流换热系数辐射换热系数对流换热系数导热导热自然对流自然对流一般建材一般建材（辐射对流）（辐射对流）一个表面贴铝箔一个表面贴铝箔两个表面贴铝箔两个表面贴铝箔太阳辐射太阳辐射大气层外太阳辐射光谱大气层外太阳辐射光谱（表面约（表面约5500 ）5248太阳辐射能量集中太阳辐射能量集中于可见光区和近红于可见光区和近红外区外区玻璃的
30、太阳辐射得热玻璃的太阳辐射得热Low-e（低（低发射率发射率）贴膜玻璃）贴膜玻璃高反射率低发射率（高反射率低发射率（0.33）透射率透射率反射率反射率可见光区可见光区390760近红外区近红外区7602500反射型贴膜玻璃反射型贴膜玻璃低透射率低透射率高反射率高反射率低吸收率低吸收率透透射射率率反反射射率率吸收型吸收型贴膜玻璃贴膜玻璃低透射率低透射率低反射率低反射率高吸收率高吸收率透透射射率率反反射射率率普通玻璃普通玻璃反射玻璃反射玻璃吸热玻璃吸热玻璃玻璃系统的光学测量玻璃系统的光学测量Optical measurement of glazing system详情参见英文文章详情参见英文文章
31、Details at “Study of the solar-optical properties of PVB laminated glass.” Journal of Harbin Institute of Technology (New Series). 2007, 14(sup.): 338-340.紫外可见近红外分光光度计紫外可见近红外分光光度计 UV-Visible-NIR Spectrophotometer 反射率反射率Reflectance透射率透射率Transmittance玻璃品种玻璃品种 Glass types:低辐射低辐射Low-E热反射热反射Thermal refle
32、cted热吸收热吸收Thermal absorbed 隔热涂层的本地化隔热涂层的本地化Localization of thermal insulated coating详情参见详情参见 Details at “The developments of nano transparent thermalinsulating coatings.” Acta Energiae Solaris Sinica. 2006, 27(11): 1117-1119.选择材料选择材料Material selection振荡搅拌振荡搅拌Oscillating and mixing涂膜涂膜Coating on glas
33、s光学测量光学测量Optical measurement遮蔽系数、可见光透过率遮蔽系数、可见光透过率将透过将透过3mm厚标准透明玻璃的太阳辐射能量作为厚标准透明玻璃的太阳辐射能量作为1.0，其它，其它玻璃在同样条件下透过太阳辐射能的相对值称为遮蔽系数。玻璃在同样条件下透过太阳辐射能的相对值称为遮蔽系数。遮蔽系数越小说明通过玻璃进入室内的太阳辐射能越少。遮蔽系数越小说明通过玻璃进入室内的太阳辐射能越少。公共建筑节能设计标准（公共建筑节能设计标准（GB 501892005）遮蔽系数、可见光透过率遮蔽系数、可见光透过率夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准遮蔽系数、可见光透
34、过率遮蔽系数、可见光透过率玻璃特征玻璃特征Se 普通平板玻璃（普通平板玻璃（单层）0.980.5普通中空玻璃（双普通中空玻璃（双层）0.870.5热反射反射镀膜玻璃（膜玻璃（单层）0.600.5中空中空Low-E玻璃（双玻璃（双层）0.480.5贴Low-E膜玻璃（膜玻璃（单层）0.480.5涂涂Low-E膜玻璃（膜玻璃（单层）0.480.5玻璃或玻璃组件的遮蔽系数玻璃或玻璃组件的遮蔽系数Se的设计计算选值及其可的设计计算选值及其可见光透过率见光透过率的设计限值的设计限值广州地区高新校区建筑节能设计标准广州地区高新校区建筑节能设计标准建筑贴膜玻璃光热性能分析与建筑贴膜玻璃光热性能分析与分级分级
35、（华工硕士论文）（华工硕士论文）综合考虑贴膜玻璃的可见光透综合考虑贴膜玻璃的可见光透过率和遮阳系数两个性能指标，过率和遮阳系数两个性能指标，首先按透光性能分为首先按透光性能分为5级，然后级，然后在每级中按遮阳性能再分在每级中按遮阳性能再分5小级。小级。这种分级方法兼顾采光和节能，这种分级方法兼顾采光和节能，实用性好。实用性好。建筑气候回顾建筑气候回顾广州地区的气候特点：广州地区的气候特点：1 1、气温年较差、日较差（较大？较小）、气温年较差、日较差（较大？较小）2 2、最热月平均气温？最冷月平均气温？、最热月平均气温？最冷月平均气温？3 3、极端最高气温？极端最低气温？、极端最高气温？极端最低
36、气温？4 4、夏季和冬季主导风向，风速？、夏季和冬季主导风向，风速？5 5、处于建筑热工设计分区的哪个区？、处于建筑热工设计分区的哪个区？广州典型气象年广州典型气象年广州典型气象年广州典型气象年广州典型气象年广州典型气象年广州典型气象日广州典型气象日严寒地区严寒地区寒冷地区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地夏热冬暖地夏热冬暖地夏热冬暖地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建筑热工设计分区建筑热工设计分区建筑热工设计分区及设计要求建筑热工设计分区及设计要求平壁的稳定传热平壁的稳定传热吸热吸热放热放热围护结构围护结构冷空气冷空气热空气热空
37、气导热导热导热导热T1T2Q导热热阻导热热阻导热温差导热温差导热热流导热热流T1T2Rq对流对流对流热阻对流热阻对流温差对流温差对流热流对流热流tRcqtQ辐射辐射辐射热阻辐射热阻辐射温差辐射温差辐射热流辐射热流T1T2RrqT1C1T2C2Q吸热吸热RicRiri吸热吸热tiiti假定外界辐射温度与空气温度相等：假定外界辐射温度与空气温度相等：导热导热ie23q1q2q3d1d3d2R1R2R3ie放热放热放热放热teeRecRertee假定放热辐射温度与空气温度相等：假定放热辐射温度与空气温度相等：围护结构的稳态传热围护结构的稳态传热R0 =Ri +R +Re（围护结构的传热阻）（围护结构
38、的传热阻）qi = q1 = q2 = q3 = qe tiie23teq1q2q3qiqeRiReRteti表征热量从室外传到室内受到的所有阻力（导表征热量从室外传到室内受到的所有阻力（导热、对流、辐射）大小。热、对流、辐射）大小。等于室内外空气温差等于室内外空气温差1，单位时间内通过单单位时间内通过单位面积平壁的传热量。位面积平壁的传热量。衡量墙体、屋面稳定传热能力的重要指标。衡量墙体、屋面稳定传热能力的重要指标。围护结构的传热阻围护结构的传热阻:围护结构的传热系数围护结构的传热系数K：1 热箱热箱 2 冷箱冷箱 3 试件框试件框 4 电暖气电暖气 5 试件试件 6 隔风板隔风板 7 风机
39、风机 8 蒸发器蒸发器 9 加热器加热器 10 环境空间环境空间 11 空调器空调器 12 冷冻机冷冻机窗墙传热实验台示意图窗墙传热实验台示意图GB/T 13475-92 建筑构件稳态热传递性质的测定、标定和防护热箱法建筑构件稳态热传递性质的测定、标定和防护热箱法GB/T 2680-94 建筑外窗保温性能分级及检测方法建筑外窗保温性能分级及检测方法不同热阻的温度点首尾相连。不同热阻的温度点首尾相连。各热阻传递的热流密度相等。各热阻传递的热流密度相等。串连串连:不同热阻的温度点相同。不同热阻的温度点相同。不同热阻传递的热量可能不同。不同热阻传递的热量可能不同。并连并连:计算实例计算实例:注明：以
40、上外墙内外侧均抹水泥砂浆注明：以上外墙内外侧均抹水泥砂浆25mm厚。厚。外墙节能的国家和行业标准外墙节能的国家和行业标准: :GB 50189-2005 公共建筑公共建筑节能设计标准节能设计标准JGJ 75-2003 夏热冬暖地区夏热冬暖地区居住建筑居住建筑节能设计标准节能设计标准节能复合墙体节能复合墙体:复合墙体：钢筋混凝土复合墙体：钢筋混凝土200外墙内贴隔热材料外墙内贴隔热材料（仅外侧抹灰（仅外侧抹灰25mm，内侧不抹灰）：，内侧不抹灰）：屋顶节能的国家和行业标准屋顶节能的国家和行业标准: :GB 50189-2005 公共建筑公共建筑节能设计标准节能设计标准JGJ 75-2003 夏热
41、冬暖地区夏热冬暖地区居住建筑居住建筑节能设计标准节能设计标准外墙和屋顶的节能措施外墙和屋顶的节能措施:引自引自JGJ 75-2003 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准外窗外窗K值要求值要求:GB 50189-2005 公共建筑公共建筑节能设计标准节能设计标准JGJ 75-2003 夏热冬暖地区夏热冬暖地区居住建筑居住建筑节能设计标准对节能设计标准对外窗外窗K值不作要求。值不作要求。各材料热阻接近，并联。各材料热阻接近，并联。各材料热阻差别较大，出现各材料热阻差别较大，出现二维传热。简化计算公式：二维传热。简化计算公式：组合材料组合材料:ieq1q2q3R1R2R
42、3ie组合材料计算软件组合材料计算软件THERM:组合材料计算软件组合材料计算软件THERM:组合材料传热系数组合材料传热系数:K2.54W/m2KK=5.59W/m2KK1.5W/m2K建筑物理建筑物理P139平壁的周期性传热平壁的周期性传热周期性传热现象周期性传热现象周期性传热特征周期性传热特征相关指标相关指标周期性传热周期性传热温度周期性波动：温度周期性波动：春夏秋冬四季更替：年变化春夏秋冬四季更替：年变化日出日落昼夜更替：日变化日出日落昼夜更替：日变化空调采暖设备开启空调采暖设备开启教室、会议室人为热教室、会议室人为热平壁表面及内部任何一点温度出现与空气平壁表面及内部任何一点温度出现与
43、空气温度温度等周期等周期的波动；的波动；从空气到表面及内部，温度波动的振幅逐从空气到表面及内部，温度波动的振幅逐渐减小渐减小温度波的温度波的衰减衰减；从空气到表面及内部，温度波动的相位逐从空气到表面及内部，温度波动的相位逐渐后移渐后移温度波的温度波的延迟延迟。半无限大物体周期性传热特征：半无限大物体周期性传热特征：半无限大物体周期性传热特征：半无限大物体周期性传热特征：1 2 3单位质量的物质，温度升高或降低单位质量的物质，温度升高或降低11所吸收所吸收或放出的热量，或放出的热量，kJ/(kg )。用来衡量物体储存热量的能力。用来衡量物体储存热量的能力。 与常见的建筑材料相比，水的比热容较大。
44、与常见的建筑材料相比，水的比热容较大。比热容比热容物体表面热流波幅与温度波幅的比值：物体表面热流波幅与温度波幅的比值：蓄热系数蓄热系数表征物体表征物体表面表面在周期性热作用下反抗温度波动的在周期性热作用下反抗温度波动的能力。能力。同样热作用下，蓄热系数越大，反抗温度波动的同样热作用下，蓄热系数越大，反抗温度波动的能力越强，物体能力越强，物体表面表面的温度波动越小。的温度波动越小。蓄热系数与导热系数、比热容和密度呈正比。蓄热系数与导热系数、比热容和密度呈正比。蓄热系数的应用蓄热系数的应用：档案馆档案馆：要求室内温度波动小，稳定性强。：要求室内温度波动小，稳定性强。室内一侧材料的蓄热系数（大室内一
45、侧材料的蓄热系数（大 ？小）小）广东省档案局档案库房围护结构设计：广东省档案局档案库房围护结构设计：要求：在库房空调停机后要求：在库房空调停机后62h温度升高不超过温度升高不超过2、湿度波动、湿度波动不超过不超过10%技术特点：提高墙体的热阻，把蓄热系数大的重质材料放在墙技术特点：提高墙体的热阻，把蓄热系数大的重质材料放在墙体内侧，构造：体内侧，构造：（外）防水层（外）防水层+防护层防护层+防潮层防潮层+绝热层绝热层+蓄热层蓄热层+饰面（内）饰面（内）蓄热系数的应用蓄热系数的应用：会议室会议室：会议期间要求围护结构内表面温度能：会议期间要求围护结构内表面温度能在短时间内达到设定值。在短时间内达
46、到设定值。室内一侧材料的蓄热系数（大室内一侧材料的蓄热系数（大 ？小）小）墙体内保温墙体内保温vs墙体外保温（墙体外保温（建筑物理建筑物理P98）秋冬季节秋冬季节，赤脚在大理石地板和松木地板上走，赤脚在大理石地板和松木地板上走，感觉有什么不同，为什么？感觉有什么不同，为什么？春夏之交（春夏之交（3、4月份）月份），户外的空气温度回升，户外的空气温度回升较快，但房间里的墙摸起来还很凉，为什么？较快，但房间里的墙摸起来还很凉，为什么？表面敏感度物体内部导热能力。表面敏感度物体内部导热能力。表征物体表征物体内部内部在周期性热作用下反抗温度在周期性热作用下反抗温度波动的能力。波动的能力。同样热作用下，
47、热惰性指标越大，物体同样热作用下，热惰性指标越大，物体内内部部的温度波动幅度越小。的温度波动幅度越小。热惰性指标越大，经过围护结构的热惰性指标越大，经过围护结构的衰减和延迟衰减和延迟越显著。越显著。单层材料单层材料多层材料多层材料热惰性指标热惰性指标热惰性指标热惰性指标引自引自DBJ 15-51-2007 公共建筑节能设公共建筑节能设计标准计标准广东省实施细则广东省实施细则夏季，室外气温一般在中午夏季，室外气温一般在中午12点达到最大点达到最大值，房间中的最高温度出现在几点钟，为什值，房间中的最高温度出现在几点钟，为什么？么？覆土种植屋面与普通混凝土屋面相比，在覆土种植屋面与普通混凝土屋面相比
48、，在稳定传热和周期性传热方面都有哪些特点？稳定传热和周期性传热方面都有哪些特点？热惰性指标的应用热惰性指标的应用热惰性指标相关标准热惰性指标相关标准DBJ 15-51-2007 公共建筑公共建筑节能设计标节能设计标准准广东省实施细则广东省实施细则JGJ 75-2003 夏热冬暖地区夏热冬暖地区居住建筑居住建筑节能设计标准节能设计标准区分蓄热系数与热惰性指标区分蓄热系数与热惰性指标青海省玉树的夏季室外计算日较差高达青海省玉树的夏季室外计算日较差高达12.7 ，为，为减小外墙内表面的温度波动，宜选择（蓄热系数？热减小外墙内表面的温度波动，宜选择（蓄热系数？热惰性指标）较大的材料作为外墙材料。惰性指
49、标）较大的材料作为外墙材料。人工气候室通过空调和加热设备调节室内空气的温人工气候室通过空调和加热设备调节室内空气的温度和湿度，其控制要求之一是围护结构内表面温度能度和湿度，其控制要求之一是围护结构内表面温度能够较好的跟随空气温度变化而变化，那么，应在人工够较好的跟随空气温度变化而变化，那么，应在人工气候室墙体内侧布置（蓄热系数？热惰性指标）较小气候室墙体内侧布置（蓄热系数？热惰性指标）较小的材料。的材料。波动源关心的表面波动源关心的表面土土壤壤年年温温度度波波动动温度波幅的衰减呈指数函数规律温度波幅的衰减呈指数函数规律土壤日温度波动土壤日温度波动地温垂直分布地温垂直分布地表以下具有冬暖夏凉的特
50、点地表以下具有冬暖夏凉的特点动态风洞剖面图动态风洞剖面图Dynamic wind tunnel profile注注：图图中中H为为入入口口段段，I为为稳稳定定段段，J为为试试验验段段，K为为辅辅助助段段，L为为扩扩散散段段，P为光源室，为光源室，Q为空调室，为空调室，R为加湿器，为加湿器，S为空调机为空调机Note: H: inlet section, I: stabilized section, J: test section, K: assistant section, L: diffusion section, P: Lighting chamber, Q: Air-conditioni
51、ng chamber, R: Humidifier, S: Air-conditioning device动态风洞性能动态风洞性能Dynamic wind tunnel performance空气温度空气温度Air temperature performance相对湿度相对湿度Relative humidity performance输入信号输入信号Input signal输出值输出值Output measurement动态风洞调控范围动态风洞调控范围Dynamic wind tunnel control range动态风洞测试技术动态风洞测试技术Thermal test with dynam
52、ic wind tunnel佛甲草动态传热阻测试结果佛甲草动态传热阻测试结果Thermal resistance of Fojia grass:详情参见英文文章详情参见英文文章 Details at “Measurement of the equivalent thermal resistance of rooftop lawns in a hot-climate wind tunnel.” Journal of Harbin Institute of Technology (New Series). 2006, 13(sup.)53-56.建筑能耗动态模拟软件建筑能耗动态模拟软件模拟建筑周期
53、性传热过程（往往以模拟建筑周期性传热过程（往往以h 为时间步长）为时间步长） ，适于模拟分析建筑物围护结构的动态热特性和建筑，适于模拟分析建筑物围护结构的动态热特性和建筑物的全年运行供暖与空调能耗。物的全年运行供暖与空调能耗。19世纪世纪70年代石油危机促使建筑模拟发展，以美国年代石油危机促使建筑模拟发展，以美国DOE-2和欧洲和欧洲ESP-r为代表，为代表，90年代美国逐渐放弃年代美国逐渐放弃DOE-2开发全新建筑模拟软件开发全新建筑模拟软件EnergyPlus。1989年清华大学开始开发国内建筑模拟软件年清华大学开始开发国内建筑模拟软件DeST（Designers Simulation Toolkits），目前已陆），目前已陆续在内地、香港、欧洲和日本等地得到应用。续在内地、香港、欧洲和日本等地得到应用。室内热环境的影响因素室内热环境的影响因素通过屋顶、墙、地通过屋顶、墙、地面和窗的导热面和窗的导热通过敞开的门和通过敞开的门和窗的对流换热窗的对流换热太阳辐射透过玻璃被室太阳辐射透过玻璃被室内墙面和地面吸收内墙面和地面吸收室内各表面间室内各表面间辐射换热辐射换热室内的内热源室内的内热源（电器、人体）（电器、人体）
