《建筑环境学》第四章-课件-PPT.ppt

1、411。建筑物理因素。建筑物理因素热湿环境的形成热湿环境的形成2。影响因素对热湿环境的定量影响。影响因素对热湿环境的定量影响负荷计算负荷计算3。人体对热湿环境的反应。人体对热湿环境的反应室内热湿环境标准室内热湿环境标准4。从人体生理学、心理学。从人体生理学、心理学热湿环境的评价热湿环境的评价424313455559713226 81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44室外气象条件室外气象条件 外扰外扰 室内发热室内发热/湿湿/尘量尘量 内扰内扰(照明、设备、人体、散湿照明、设备、人体、散湿)空调方式空

2、调方式 广义外扰广义外扰热交换：热交换：太阳辐射太阳辐射(透明透明/半透明体半透明体) 、 热传导热传导(围护结构围护结构)/（对流辐射对流辐射） 空气交换空气交换：空气渗透、空调送风：空气渗透、空调送风 辐射辐射 对流对流 蒸发蒸发 对流对流 空气直接混合空气直接混合 蒸发蒸发热,湿,尘源Vi,Ii,di,iVo,Io,do,otwQWGPqwPqnI墙体传热墙体传热/湿性能湿性能影响内影响内/外扰对室内空气环境的作用外扰对室内空气环境的作用4.1影响室内热环境的物理因素454.1影响室内热环境的物理因素太阳辐射与室外空气综合温度太阳辐射与室外空气综合温度Z,Z,Z, IIICS、直射：直射

3、：IN散射：散射：S,S,S, IIICS、地面反射：地面反射：ID天空散射：天空散射：IS太阳辐射太阳辐射I0大气辐射大气辐射Iy建筑表面接受的辐射建筑表面接受的辐射，朝朝向向，云云层层状状况况等等），qay(PtfI 综合温度综合温度朝朝向向），,)(GS,SZ,S, IIIS 464.1影响室内热环境的物理因素太阳辐射与室外空气综合温度太阳辐射与室外空气综合温度mNPII0法线直射强度：法线直射强度：大气透明度（反应大大气透明度（反应大气污染、水蒸气等颗粒对日气污染、水蒸气等颗粒对日射的衰减）射的衰减）大气质量（反应日射大气质量（反应日射强度到达表面的路程大小）强度到达表面的路程大小）I

4、0INI1L=L/sinLdxdIxI0NII 0ZZCZSNIIII,、LLm/ 呈指数衰减P=IL/I0=exp(-kL)xKIIxxdd 474.1影响室内热环境的物理因素太阳辐射与室外空气综合温度太阳辐射与室外空气综合温度反应大气污染、水蒸气等反应大气污染、水蒸气等颗粒对日射的衰减颗粒对日射的衰减P=IL/I0=exp(-kL) 4849IN = I0 P mm = L/L = 1/sin 大大大大反应日射强度到达反应日射强度到达表面的路程大小表面的路程大小4.1影响室内热环境的物理因素太阳辐射与室外空气综合温度太阳辐射与室外空气综合温度410太阳辐射与室外空气综合温度太阳辐射与室外空

5、气综合温度90 AIN90 N NS墙体法线墙体法线INcos icoscossinsincoscosiI0INI1LI0ZZCZSNIIIII,0 、mNPII0411412直射直射Z散射散射S地面反射地面反射D水平面水平面SINsin IS,S0垂直面垂直面CINcos cos 0.5 IS,S0.5 GIS, 倾斜面倾斜面 INcos i0.5 IS,S(1+cos )0.5 GIS(1-cos )PPIImSSln4 . 111sin210, SSZSSIII, G地面平均日射反射率地面平均日射反射率DC,SS,C,C21IIIIZ 413 DSSSZSSIIII,）（地地点点，时时间

6、间，季季节节， f按不同表面按不同表面(水平、垂直、倾斜面水平、垂直、倾斜面)计算计算例例4-1短波？长波？短波？长波？414太阳辐射与室外空气综合温度太阳辐射与室外空气综合温度指建筑表面向天指建筑表面向天空的有效辐射空的有效辐射指大气向建筑指大气向建筑表面的辐射表面的辐射大气向建筑表面的辐射：大气向建筑表面的辐射：(地表地表)建筑表面向天空的辐射：建筑表面向天空的辐射：(地表地表) 建筑向天空的有效辐射：建筑向天空的有效辐射：考虑云层考虑云层(地表地表)建筑向天空的有效辐射：建筑向天空的有效辐射： 4sba)100(TCI 4abd)100(TCI 天空当天空当量温度量温度大气大气温度温度a

7、dBS,III 式式4-25为何白天可以忽略大气长波辐射，晚间不可以？为何白天可以忽略大气长波辐射，晚间不可以？例题例题4-2晚间晚间有效有效辐射辐射415ISIZID太阳辐射与室外空气综合温度太阳辐射与室外空气综合温度BS,I yS,I IZIS416ys III )(www tqd)()(dC,aC,CS,CZ,Cs,CIIIIIID )( )( )(wzwwywswwwyswww tIItIItq短波辐射长波辐射太阳辐射与室外空气综合温度太阳辐射与室外空气综合温度 ,SGDC,21II Iy Id Ia417wywswz IItt td(I)twtz当量空气温度当量空气温度+=室外空气温

8、度室外空气温度室外空气综合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：wswz Itt Iy/w工程处理工程处理：垂直面：Iy/w=0；水平面：Iy/w=3.54.0。418100气体气体0.0060.6Air:0.029液体液体0.070.7Water:0.58建筑材料建筑材料0.33.5钢筋混凝土钢筋混凝土:1.5金属金属2.2240建筑钢材建筑钢材20： 600700kg/m3; ；耐压强度：；耐压强度：4kg/cm2 空隙率空隙率, air solidtwtnwwnn12聚乙烯泡沫材料：0.044.1影响室内热环境的物理因素非透明体围护结构的热工性能非透明

9、体围护结构的热工性能表4-3w、n=f(v、t、热面形式)墙体导热系数，W/mK419一般建筑内墙：0.820.93，铝箔0.050.20太阳集热器s，保温材料常贴铝箔（ =0：非透明体；1：半透明体） 红砖：红砖：= 0.85-0.95s=0.65-0.80外界外界物体物体辐射响应特性辐射响应特性对外辐射特性对外辐射特性但1 bCC s ： 5.67 W/(m2K4)4.1影响室内热环境的物理因素非透明体围护结构的热工性能非透明体围护结构的热工性能420=f（墙表面平整度，室外风速）=f（墙表面平整度）312122124412wr)100(104)/()100()100(mairwairwT

10、CttTTC )Re,(wcNuf )( 5 . 0airwmTTT wrww cnrncn 以外墙为例：out辐射对流4.1影响室内热环境的物理因素非透明体围护结构的热工性能非透明体围护结构的热工性能421吸(放)热导热放(吸)热流体与壁面对流传热流体与壁面对流传热以外墙为例：壁面与壁面辐射传热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并联作用表面换热表面换热串联作用串联作用)(wwwcwc tq124w412wr)100273()100273( wtCqwrwcwwwww)( tqqqqqnw)(nwq 并联作用并联作用表面换热表面换热nrncnnnnn)( tqtouttino

11、utWNin14.1影响室内热环境的物理因素非透明体围护结构非透明体围护结构的热工性能的热工性能422K0、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)(11nw0nwnwttKdttqii 0nwnwRttRRRttniw twtnwn4.1影响室内热环境的物理因素非透明体围护结构的热工性能非透明体围护结构的热工性能423导热、对流、辐射同时存在当量导热表4-7实体：实体：dR传热 导热导热 对流对流 总传热总传热(对流为主对流为主)d空气间层：空气间层：一般封闭间层内贴铝箔(小)以降低传热量,一般贴在高温侧避免结露,为什么？低温

12、侧低温侧高温侧高温侧高温侧高温侧低温侧低温侧非透明体围护结构的热工性能非透明体围护结构的热工性能424（1）按等热流层分（2）并联处理成当量热阻由的面积加权推导（3） 332211321RFRFRFFFFR)(11nw0nwnwttKRdttqii 非透明体围护结构的热工性能非透明体围护结构的热工性能计算方法：思考：分析按与热流平行方向划分和等热流层划分的不同。 425屋顶外墙外窗(含阳台透明部分)分户墙和楼板底部自然通风的架空楼板户门K1.0,D3.0K1.5,D3.0见下表K2.0K1.5K3.0K0.8,D2.5K1.0,D2.5外窗传热系数/(m2K)，表中r为窗墙面积比朝向 窗外环境

13、条件r0.25 0.25r0.3 0.3r0.35 0.35r0.45 0.45r0.5N 最冷月室外平均气温54.74.72.5最冷月室外平均气温54.73.22.5无遮阳措施4.73.2有外遮阳(其太阳辐射透射率20%)4.73.22.52.54.74.72.52.5夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准426JGJ26-86民用建筑节能设计标准体形系体形系数数0.3体形系体形系数数0.3北纬北纬45北纬北纬40北纬北纬60北纬北纬60JGJ24-86民用建筑热工设计规程427 墙体蓄热性能墙体蓄热性能 t（t）外表面瞬时得热外表面瞬时得热内表面放热内表面放热)(

14、 wZwwtq )(,)()( wnnnnqtq 衰减系数=室外综合空气温度波幅/内表面温度波幅延迟时间=内表面温度波动相位延迟蓄热系数 = 热流波动振幅与温度波动振幅之比qnA0An=A0/An非透明体围护结构的热工性能非透明体围护结构的热工性能428反应材料的蓄热特性。反应材料的蓄热特性。ZcqSnn 2 xwxZcwxe DxZcxee21 SRxZcDx 表面温度波动程度表面温度波动程度SS温度波动温度波动蓄热蓄热一般空气间层：一般空气间层：S=0S=0材料内部温度衰减规律材料内部温度衰减规律反抗温度波动的能力反抗温度波动的能力S可蓄热D抗波动 D3.0：轻型结构：轻型结构 3.1D6

15、.0：中型结构：中型结构 D6.1：重型结构：重型结构；材料导热系数，材料导热系数，的材料层热阻；的材料层热阻；厚度为厚度为)/(KmWxxRx ；温度波动周期，温度波动周期，；材料干容重，材料干容重，；材料比热，材料比热，hZmkgKkghWc3/)/( S参数均可通过半无穷大材料的不稳定传热计算非透明体围护结构的热工性能非透明体围护结构的热工性能429波长/m穿透率/%可见光可见光近红外线近红外线长波红外线长波红外线 0.8玻璃对波长具有的：3m以下波长几乎全部透过，但却能阻隔3m以上的长波红外线辐射4.1影响室内热环境的物理因素透明体围护结构的热工性能透明体围护结构的热工性能1 430)

16、1(1)1(00arraa 202220)1(1)1()1(1arrar 20220)1(1)1)(1(arra 4.1影响室内热环境的物理因素透明体围护结构的热工性能透明体围护结构的热工性能玻璃在界面上的、和内部的的，431021sinsin),(nniiiifIIr ，消光系数），消光系数）折射指数折射指数入射角入射角210,( )exp(1nifKLa 标准玻璃标准玻璃K0.045玻璃玻璃/太阳下太阳下空气空气消光系数消光系数行程行程4.1影响室内热环境的物理因素透明体围护结构的热工性能透明体围护结构的热工性能4324.1影响室内热环境的物理因素透明体围护结构的热工性能透明体围护结构的热

17、工性能组合结构组合结构frameglassframeframeglassglassFFFKFKKKKK )(glassframeframeglassframeglassframeframeFFF 433在半透明薄层内进行反射、吸收和透过的无穷次反复之后的无穷多项之和。阳光照射到双层半透明薄层时，还要考虑两层半透明薄层之间的无穷次反射，以及再对反射辐射的透过。4.1影响室内热环境的物理因素透明体围护结构的热工性能透明体围护结构的热工性能表4-9434窗框型材：窗框型材：木框、铝合金框、铝合金断热框、塑钢框、断热塑钢框等；玻璃层间：玻璃层间：可充空气、氮、氩、氪等或有真空夹层；玻璃层数：玻璃层数：

18、单玻、双玻、三玻等；玻璃类别：玻璃类别：普通透明玻璃、有色玻璃、低辐射(Low-e)玻璃等；玻璃表面：玻璃表面：各种辐射阻隔性能的镀膜，如反射膜、low-e膜、有色遮光膜等，或在两层玻璃之间的空间中架一层对近红外线高反射率的热镜膜。4.1影响室内热环境的物理因素透明体围护结构的热工性能透明体围护结构的热工性能435通过窗进入室内的得热：通过窗进入室内的得热：玻璃得热80%，其次是缝隙空气渗透得热和窗框传热得热。玻璃钢材铝合金PVC松木玻璃钢0.7658.22030.160.170.52传热系数W/(m2K)6.211.912.37特定结构常用窗框材料的导热系数常用窗框材料的导热系数W/(mK)

19、中空玻璃及其他墙体材料的传热系数中空玻璃及其他墙体材料的传热系数W/(m2K)材料厚度传热系数隔声量/dB普通中空玻璃3+6A+33.42530普通中空玻璃3+12A+33.03035三层中空玻璃3+12A+3+12A+32.13540混凝土墙1503.350砖墙2402.8双玻热阻：双玻热阻：in2gap1out01R1 R透明体围护结构的热工性能透明体围护结构的热工性能4364.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述437冷（热）负荷：冷（热）负荷：维持室内一定热湿环境所需要的在单维持室内一定热湿环境所需要的在单 位时间内从室内除去（补充）的热量位时间内从室内除去（补充）的热量显热负荷潜热负荷

20、4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述4384.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述4394.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述室内空气进入建筑的总热量，包括导热、对流、辐射、直接空气进入建筑的总热量，包括导热、对流、辐射、直接空气交换交换/ /HG(n)HG(n)维持环境空调去除或加入的冷量或热量维持环境空调去除或加入的冷量或热量/ /CL(n)CL(n) 房间非稳定工况下实际由空调系统除去的热量房间非稳定工况下实际由空调系统除去的热量/ /HE(n)HE(n)比例f (热源性质)表4-15蓄热比例f (建筑热工特性、作用形式)（空调送风方式）（空调送风方式）与得热比较有衰减和延迟与得热比较有

21、衰减和延迟4404.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述441壁面得热分解通过围护结构的导热得热本壁面获得的通过玻璃窗的日射得热 壁面对流得热 本壁面向热源的辐射 本壁面向空调辐射设备的辐射 本壁面向其他壁面的长波辐射4424.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述稳定时稳定时其量物理意义其量物理意义?443q实际冷负荷实际冷负荷(轻型轻型)实际冷负荷实际冷负荷(中型中型)实际冷负荷实际冷负荷(重型重型)西向瞬时太西向瞬时太阳辐射得热阳辐射得热设计设计冷负荷冷负荷4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述谐波扰量阶跃扰量得热量？得热量？蓄热量？蓄热量？冷负荷？冷负荷？除热量？除热量？444当量温差法谐波

22、分解法美/1946苏/50年代反应系数法ASHRAE/77年冷负荷系数法加/1967-71日射冷负荷系数Z传递函数改进典型建筑冷负荷温差及冷负荷系数谐波反应法完善稳态计算法eKF我国根据不同对象推荐采用：4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述445冷负荷指标的冷负荷指标/W/m2116.3宾馆饭店数量/个01254210宾馆饭店百分比/% 04.18.320.316.78.341.7合计百分比/%33.2冷负荷指标的冷负荷指标/W/m2116.3宾馆饭店数量/个2893200宾馆饭店百分比/% 8.3 33.337.512.58.300合计百分比/%8.3设备闲置浪费（样本数：24）446 稳

23、态算法n不考虑建筑蓄热，负荷预测值偏大 动态算法，积分变换求解微分方程n冷负荷系数法、谐波反应法：夏季设计日动态模拟。 计算机模拟分析软件nDOE2(美国)、HASP(日本)、ESP(英国)nDeST(清华)4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述447448n采用室内外瞬时温差或平均温差，负荷与以往时刻的传热状况无关： QKFT n简单，可手工计算n未考虑围护结构的蓄热性能，计算误差偏大n蓄热小的轻型简易围护结构n室内外温差平均值远远大于室内外温度的波动值（如冬季负荷计算、夏季内墙负荷计算等）4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述449xtxxaxtxat )()(22)()0 ,(| ),(

24、| ), 0(0 xfxtxtttxtttxnwxww 非均匀板壁的不稳定传热:)()(441 jimjijijlTTxQ 4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述4504.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述如何选用？如何选用？变换为变换为451形式：传递矩阵或s-传递函数)()()(1sIsGLO 4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述系统系统Input( )Output( )()()()()(00sIsOdeIdeOsGss 452叠加单元扰量 扰量单元扰量响应响应分解：热传递过程是线性定常系统：扰量周期变化：扰量非规则变化扰量扰量Input()室外参数三角波分解叠加条件：叠加条件：线性定常

25、系统线性定常系统G(s)Input(s)Output(s)系统系统Input( )Output( )传递函数453n任何一连续可导曲线均可分解为正任何一连续可导曲线均可分解为正( (余余) )弦波之和。弦波之和。把外扰分解为余弦波，分别求出每个正把外扰分解为余弦波，分别求出每个正( (余余) )弦波外弦波外扰的室内响应，并进行叠加。扰的室内响应，并进行叠加。典型扰量输入：室外空气温度，输出：室内壁温典型扰量输入：室外空气温度，输出：室内壁温n任何连续曲线均可离散为脉冲波之和。将外扰分任何连续曲线均可离散为脉冲波之和。将外扰分解为脉冲，分别求得脉冲外扰的室内响应，再进解为脉冲，分别求得脉冲外扰的

26、室内响应，再进行叠加获得室内负荷。行叠加获得室内负荷。n对应离散系统，拉普拉斯变换转化为对应离散系统，拉普拉斯变换转化为Z Z变换变换典型扰量输入：室内热源得热，输出：室内负荷典型扰量输入：室内热源得热，输出：室内负荷4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述45416.9 -5-55 515152525353545450 014401440 28802880 43204320 57605760 72007200 86408640-2002001440 2880 4320 5760 7200 8640-7.507.5050100150455)2cos()(pn,nnnnn,nTnA 室外温度按余弦

27、波（傅氏级数）分解（负荷为各阶余弦波响应之和）谐波反应计算方法系统tz,n( ) n,n( )扰量响应 ntz,pAnT/ntz n n,n=An/ n tz,n/ n室外空气综合温度室内壁面温度扰量扰量响应响应扰量扰量响应响应DnnnnnetBAv21,n,z An tz,nBn n,n)2cos()(0znn,nTnAAt 谐波反谐波反应法应法456室外空气综合温度1阶谐波2阶谐波3阶谐波时刻/h平均值nnnt,n, z 相位相位相位相位)()(,n, z nnnt n、 n围护结构对围护结构对n阶阶扰量传至扰量传至的衰减度及的衰减度及相位延迟时间，定义：相位延迟时间，定义： 1n,z)2

28、cos()(nnnnnpnTnt 1,zz)2cos()(nnnTntt 11nn)2cos()()(nnnnnn,nTnA 对于谐波叠加的室外对于谐波叠加的室外(综合综合)空气温度：空气温度：如用振幅表示：如用振幅表示： 1,z,zz)2cos()(nnnpTnttt 457)()(wzpz,wwzww tttq)2cos()()()()(1nnp,znnnpz,nnnnnnnnnTnAttKttKtq 稳定传热：tz,p 、tn,pqn,p=K（tz,ptn,p） qn()=+qn,p+qn1 ( ) + qn2 ( ) tn=C,仅tz()作用:tz()n()qn1( )tz=C,仅tn

29、()作用:tn()n()qn2( )外表面瞬时得热：外表面瞬时得热：内表面瞬时放热：内表面瞬时放热：取得n、n的途径：1.大量性能试验得到（但很有限），目前手册中的大部分数据属这类；2.理论计算得到（见4.1.2）。（传入室内的得热量）（传入室内的得热量）QQQ 458fdQQQQQ QQQQQfdfd QQQQQfdfd )cos(1, znfffnnmnnnntFQQ 墙体衰墙体衰减延迟减延迟房间衰房间衰减延迟减延迟)2cos(1,znnnnnnTntFQ n、 n 1,zz)2cos()(nnnTntt ,p,zzzttt n、 n)cos(1, zffnnnmnnnnnntFQCL f

30、fdfdQCLQQQCLQQCLQ 459）朝向地点 ,(p,wn建建筑筑热热工工特特性性snttKfKF tKFtTnAKtKFFttKFCLQnnnnnn )2cos( )()( n1np, znnp, z外表面太阳吸收系数房间的衰减与延迟 n, n )(clnttKF n, n 460软件名软件名功能负荷计算方法条件DOE-2（美）反应系数法恒物性ESP（英）设备系统能耗有限差分法变物性EnergyPlus（美）设备系统能耗传递函数法(反应系数法)恒物性HASP(日本)热平衡法恒物性DeST(中)状态空间法恒物性 其他还有：BLAST （美） 、NBSLD （美） z4.2房间冷负荷的形

31、成及其计算方法概述461DOE-2 (Design ofExperience)由美国能源部主持，美国 LBNL开发，于1979年首次发布的软件，是目前国际上应用最普遍的建筑热模拟商用软件，用户数估计达到10002500家，遍及40多个国家。其中冷热负荷模拟部分采用的是，假定，不考虑不同房间之间的相互影响。美国LBNL 90年代开发的商用、教学研究用的系统系统软件。采用的是（反应系数法）。z462(EnergySimulationProgramforResearch) ESP(ESP-r)是由英国Strathclyde大学的能量系统研究组19771984年间开发的能耗动态模拟软件。负荷算法采用的

32、是求解一维传热过程，而不需不需要对基本传热方程进行线性化线性化，因此具有的建筑的热过程，如有特隆布墙(Trombe wall) 或相变材料等变物性材料的建筑。采用的时间步长通常以分钟为单位。该软件对计算机的速度和内存有较高要求。(Heating,Air-conditioningandSanitayEngineeringProgram) 日本1971开发，采用动态计算负荷，强化建筑并考虑系统的能耗模拟软件。z463(DesignersSimulationToolkit)n 90年代清华大学开发的与和。负荷模拟部分采用状态空间法，即采用现代控制论中的“状态空间”的概念，把建筑物的热过程模型表示成：

33、的求解是在空间上空间上进行离散离散，在时间上时间上保持连续连续。对于多个房间的建筑，可对各围护结构和空间列出方程联立求解，因此问题。n其解的稳定性及误差与时间步长无关，因此求解过程所取时间步长可大至1小时，小至数秒钟，而有限差分法只能取较小的时间步长以保证解的精度和稳定性。状态空间法与反应系数法和谐波反应法相同之处是均要求系统线性化，相变墙体材料、变表面换热系数、变物性等非线性问题。BuATTC z分阶段分阶段464)(nwnttKNqqqqq )/(nwwRRRN 日射得热温差传热得热)()(nwnwwnttKNqttKqRRq 玻璃吸收的太阳辐射向室内传入的分额4.2房间冷负荷的形成及其计

34、算方法概述ssz, zIIqi 1。日射透射得热2。内壁面对流得热：日射吸热得热、温差传热得热q=Iq=I465先解得热，点，朝向，时间）标准玻璃光学特性，地(f)(nwglassttKINIqHGQ 我国采用3mm厚的普通玻璃当入射角为i =0 时，=0.8，=0.074，=0.126标准玻璃日射得热标准玻璃日射得热日射得热因数Ds)(nwglassttKDHGQs )(ssz, zssz, zsIINIIINIDii 466吸热玻璃：吸热玻璃：在玻璃中添加金属离子或某些物质形成着色玻璃，获得较高吸收率。20世纪60年代流行。反射玻璃：反射玻璃：在玻璃表面附加一层膜，使之反射更多太阳辐射，获

35、得较高反射率。20年代70世纪流行。吸热玻璃吸热玻璃与反射玻璃比较与反射玻璃比较比较条件：厚度3mm，环境：32，室内：24，太阳日射强度：600W/m2，温差传热：49.4W/m2普通玻璃普通玻璃吸热玻璃吸热玻璃反射玻璃反射玻璃0.8650.060.0510.1110.0240.8890.0750.150.450.310.090.400.600.460.300.100.320.380.220.600.40467low-elow-e玻璃：玻璃：将具有低发射率、高红外反射率的金属（铝、铜、银、锡等），使用真空沉积技术，在玻璃表面沉积一层极薄的金属涂层，这样就制成了Low-e (Low-emiss

36、ivity) 玻璃。对太阳辐射有高透和低透不同性能。468可见光可见光冬季型冬季型Low-E玻璃玻璃7.0% 45.6% 45,2% 2.2%普通玻璃普通玻璃 高高 高高 高高 低低 吸热玻璃吸热玻璃 中中 中中 中中 低低反射玻璃反射玻璃 低低 低低 l low-eow-e玻璃玻璃 低低 低低近红外线可见光紫外线长波红外线内镀非常薄但又耐久的镀银薄层。 20世纪80年代盛行夏季夏季东西向东西向4694.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述470swindowsndgsolarDFCCxxHGQ 有效面积系数有效面积系数地点修正系数地点修正系数4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述condsol

37、arnwglass)(HGQHGQttKDHGQs玻璃的遮阳系数玻璃的遮阳系数(遮挡系数遮挡系数)窗户窗户的的遮阳系数遮阳系数窗户面积窗户面积例例4-8、例、例4-9不同措施的日不同措施的日射得热射得热窗玻璃窗玻璃的的遮阳系数遮阳系数窗户得热窗户得热4714.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述 内藏百叶排风排风内藏百叶内玻璃幕墙外玻璃幕墙回/排风卷帘百叶外玻璃幕墙回/排风卷帘百叶外玻璃幕墙回/排风通 风 窗空 气 屏 障 式472特隆布墙473474通风夹层的节能特性通风夹层的节能特性475476a)外立面 b)通风换气层图4-29 双层通风玻璃幕墙 与通风窗之区别？与通风窗之区别？4774.

38、2房间冷负荷的形成及其计算方法概述 mnnnnttt11,wp,wwcos mnnnnBD12,scos )(cos, 11,wp1,1,nnmnntKFQQ )(cos, 21sndg2,nnmnnBFCCxxQ )cos()(, 1, 11, 1,wf , 1, 1d, 1np,w1,nnnmnnntKFQttKFCLQ )cos(. 2, 21, 2sndgf , 2, 2d, 22nnnmnnnBFCCxxQCLQ 经过了什么部件被衰减和延迟了经过了什么部件被衰减和延迟了? ? 478 tKFttKFCLQ )( nw, 1n, n 4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述 FJCCxx

39、CLQsndg2, n, n )(LQmax, sCDJ 479处理方式：处理方式：太阳辐射中不考虑直射辐射。有阴影与无阴影混合作用：有阴影与无阴影混合作用： 分别考虑，按面积计算各得热。阴影面积：阴影面积：可由几何关系求解。空调得热计算：空调得热计算：按情况计算，因阴影面而引起的得热减少。4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述480)()(0LQ0 CHGCLQHG( 0)内热源散热量内热源散热量 - - 0 0 热源开始散热至计算时刻热源开始散热至计算时刻CCLQLQ( ( - - 0 0)冷负荷系数冷负荷系数负荷强度系数，它与开始使用负荷强度系数，它与开始使用时间和连续使用时间有关，与建

40、筑热特性有关。时间和连续使用时间有关，与建筑热特性有关。481（照明负荷）（照明负荷）13579 11 13 15 17 19时刻/h00.20.40.60.81135791113时刻/h00.20.40.60.8113579 11 13 15 17 19时刻/hqiX, 1TLX ,482 QTZ00T图4-31周期性阶跃扰量作用示意Lq1241, 1241, 1iiTTXX483 计算基数：输入功率计算基数：输入功率N（电动设备安装功率）（电动设备安装功率）/kW 利用系数利用系数(最大实耗功率最大实耗功率与安装功率之与安装功率之比比) ； 同时使用系数同时使用系数； 负荷系数负荷系数(实

41、耗功率与实耗功率与最大实耗功最大实耗功率率之比之比) ； 有局部排风时应考虑有局部排风时应考虑排风带走热量的系数排风带走热量的系数。室内室内室外室外得热得热热能热能机械能机械能功功率率热能热能判别判别主要常见设备有电热设备、电动设备主要常见设备有电热设备、电动设备/考虑电动机效率考虑电动机效率工艺设备工艺设备电动机电动机得热计算式得热计算式/W电动设备电动设备室内室内室内室内Q=1000n1n2n3N/ 室内室内Q=1000n1n2n3N室内室内Q=1000n1n2n3 (1- )N/ 电热设备电热设备室内室内Q=1000n1n2n3n4NTLXQCLQ ,484人体显热潜热辐射热对流热对流热

42、吸收热水分蒸发：水分水分温度湿度）环境温度环境温度劳动强度劳动强度衣着衣着年龄年龄性别性别人体散热、散湿人体散热、散湿,(f qx(QQnnqqnqnQ ）潜热潜热显热显热 TLXQQCLQ ,xq例例4-10485谐波反应法的简化算法与冷负荷系数法形式一致。谐波反应法的简化算法与冷负荷系数法形式一致。不能分析变物性的材料如相变材料制成的围护结构热不能分析变物性的材料如相变材料制成的围护结构热过程。过程。只是在一定程度上反应了得热和冷负荷之间的区别，只是在一定程度上反应了得热和冷负荷之间的区别，对辐射的影响作了很多简化：对辐射的影响作了很多简化：n对墙体内表面之间的长波辐射作了简化处理，给定比

43、例n忽略了透过玻璃窗日射落在墙内表面上的光斑的影响n热源对流和辐射比例给定，与墙表面角系数给定n把室内空气温度看作是常数如果房间与简化假定相差较远，则结果的误差较大，如果房间与简化假定相差较远，则结果的误差较大，如内表面温度差别大、房间形状不规则、室内空气控如内表面温度差别大、房间形状不规则、室内空气控制温度随时间变化等。制温度随时间变化等。486网络平衡法原理：网络平衡法原理： 节点平衡：Gi0 回路压力平衡：P0通风渗透得热通风渗透得热 = = 室内外焓差室内外焓差 渗透风量负荷渗透风量负荷为什么？为什么？计算关键？计算关键？4.2房间冷负荷的形成及其计算方法概述)()(nwssnwsss

44、iiLiiGHGQCLQ487nPv 指数指数渗流渗流(流道细小流道细小)n0.511/1.5下部渗入下部渗入上部渗出上部渗出夏季夏季冬季冬季负压渗入负压渗入正压渗出正压渗出迎风面渗入迎风面渗入被风面渗出被风面渗出气密性气密性室外风速室外风速压差法压差法缝隙法缝隙法换气次数法换气次数法自然通风自然通风流量平衡流量平衡网络法网络法La=klal=f (室外风速室外风速,门窗结构门窗结构,门窗缝隙长度）门窗缝隙长度）La=nV=f（换气次数，室容积）（换气次数，室容积）第三章第三章视情况考虑视情况考虑一般考虑一般考虑渗透动力？计算方法分析计算方法分析488湿源：湿源：人员、工艺设备、水槽、地面积水

45、等；散湿均变为瞬时负荷；围护结构与家具的蓄湿作用一般不考虑。湿表面湿表面功率为N的热源加热蒸发湿表面散湿量：skgBBFPPWab/ )(0 教材式(4-121)符号见教材P.182冷负荷：冷负荷：蒸汽潜热，一般蒸汽的显热不考虑湿负荷：湿负荷：蒸汽量自然蒸发湿负荷：湿负荷：式(4-121)蒸汽源蒸汽源冷负荷：冷负荷：根据设备散热方式，由N确定湿负荷：湿负荷：式(4-121)工艺性发湿除外4.3室内湿环境的形成人体人体489)( )( nwnwnwnwPPKRPPttKRttqvv wnwn1 11 1 1 aviivaiiRRR）蒸蒸汽汽渗渗透透强强度度，（hmg 2/ Papp力力，室室内内

46、外外空空气气水水蒸蒸汽汽分分压压wn,）（层层蒸蒸汽汽渗渗透透系系数数，Pahmgivi / ）（数数，室室内内外外表表面面蒸蒸汽汽散散湿湿系系Pahmg 2wn/, PahmgRKvv 2/1总总蒸蒸汽汽渗渗透透系系数数，）（，空空气气间间层层蒸蒸汽汽散散湿湿系系数数Pahmga 2/ 4.3室内湿环境的形成490 )1)(1nwnnmiiiidttKt )1)(1nwnn miviividppKpp 导热系数大导热系数大温降小温降小 渗透系数大渗透系数大分压力降小分压力降小ab t(x) Pbt(x)= Pb(x) p(x)冷凝？va vbpwPb水汽方向CBApntwPbtn水汽方向AC

47、B4.3室内湿环境的形成491目的：目的：建筑物内部无水汽凝结（美观、减少发病率、降低采暖费、延长建筑寿命）检验方法：检验方法：使建筑物表面(表面结露)、各层(内部结露)1) 调整各材料层顺序；调整各材料层顺序；见图保温层：导热系数小，但渗透系数大。图中A相当于保温层、B相当于隔汽层2) 设置隔汽层；设置隔汽层；布置原则：“”见图（水汽侧）内隔汽层保温层外（水汽侧）内隔汽层保温层外采暖房间？冷库？3) 设置通风间层或泄汽沟道设置通风间层或泄汽沟道消除围护结构内部冷凝的方法消除围护结构内部冷凝的方法Pi(x) pb(x)pwPbpn水汽方向CAB水汽方向CBApwPbpn4.3室内湿环境的形成例

48、4-11va vbpwPb水汽方向CBApn大大Rv材料材料492S0S0S=0u 肝脏：最高，38u 皮肤：与外界环境有关u 各部分温差不会太大u 日夜有1以内的波动u 代表温度：核心温度我国正常成年人的体温我国正常成年人的体温()平均量平均量变动范围变动范围腋温腋温36.836.037.4口温口温37.236.737.7肛温肛温37.536.937.94.4热湿环境中的人体生理学和心理学基础热湿环境中的人体生理学基础热湿环境中的人体生理学基础蓄热蓄热493Mt0038. 00 .37cr 核心温度核心温度下丘脑部位处下丘脑部位处皮肤温度皮肤温度易测的代表温度易测的代表温度表表4-38直肠温

49、度直肠温度skcrb1 . 09 . 0ttt skcrb33. 067. 0ttt )(3 . 0)(2 . 0sk上臂上臂胸胸大腿大腿小腿小腿ttttt 平均温度平均温度(在热环境中)(在冷环境中)4.4热湿环境中的人体生理学和心理学基础热湿环境中的人体生理学基础热湿环境中的人体生理学基础)(0275. 07 .35skWMt 4944.4热湿环境中的人体生理学和心理学基础热湿环境中的人体生理学基础热湿环境中的人体生理学基础HotCold38 oC32 oC人的正常体温：人的正常体温：36.5人的皮肤表面温度人的皮肤表面温度为：为： 33.3495热湿环境中的人体生理学基础热湿环境中的人体

50、生理学基础496人体的皮肤和内脏器官有无数个“冷点”（冷感受器）和“热点”（热感受器），它们使大脑产生冷热感觉的作用系统如下：表皮0.2mm真皮0.6mm深部脂肪层10mm位于皮肤表面下0.3-0.6mm位于皮肤表面下0.15-0.17mm温度内脏皮肤温度核心温度大脑热感冷感主观心理描述主观心理描述客观生理反应客观生理反应客观生理反应客观生理反应热湿环境中的人体生理学基础热湿环境中的人体生理学基础497：人体的温度和散热量并不完全由环境因素决定，在一定环境参数范围内人体的比较核心温度与设定值偏差下丘脑前部下丘脑后部设定点大脑冷热皮肤(接收机构)执行机构冷信号热信号血管收缩、冷颤血管扩张、出汗生