建筑环境学-第六章-辐射得热和内扰优秀PPT.ppt
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1、建筑环境学建筑环境学第六章第六章 辐射得热与内扰辐射得热与内扰第六章 辐射得热与内扰61 太阳辐射的透过、吸取与反射62 室外空气综合温度63 透过玻璃窗的太阳辐射得热64 房间内部产热量与产湿量的计算65 房间围护结构内表面的辐射得热前言对于建筑物的热环境来说,辐射传热非常重要。辐射传热包括两个方面,一是太阳辐射干脆传给建筑物的热量,二是围护结构内表面间的互辐射及内扰的辐射热传递。影响建筑物热环境的另一个重要因素是内扰。6.1 太阳辐射的透过、吸取与反射透过、吸取与反射所占的比率反射率吸取率透过率对不透亮体透过率=0不透亮物体的吸取率不透亮物体的吸取率并特别数,其值与物性、温度及表面状况(颜
2、色、光滑度等)、射线的波长和入射角热辐射:0.7620m的红外辐射,大气长波辐射及其它各种辐射,吸取率等于同温度下物体的黑度太阳辐射:0.380.76m,总能量46;表面颜色对可见光有猛烈选择性,深颜色高于浅颜色从法线方向起先,入射角在相当范围内吸取率变更不大半透亮物体的吸取、反射与透过射线在不同介质分界面上的反射百分比(折射指数分别为n1和n2)射线通过半透亮薄层的吸取百分比半透亮薄层对太阳辐射的吸取与大气层对太阳辐射的吸取规律相同d为厚度;K为消光系数对玻璃而言,当波长大于3m时,K值很大,可近似认为不透亮;对太阳光的主要波长范围,K约为定值半透亮薄层的反射、吸取和透过问题:当太阳光照射到
3、两侧均为空气的半透亮薄层时,反射、吸取和透过各为多少?光线在半透亮薄层中的传递过程阳光从外侧进入玻璃时,反射部分为r,进入玻璃的为1-r;玻璃吸取部分为a(1-r)到达玻璃内侧的为(1-r)(1-a);从玻璃内侧反射回玻璃的为r(1-r)(1-a);进入内侧空气的为(1-r)2(1-a);被反射回的辐射经玻璃吸取后剩下r(1-r)(1-a)a到达玻璃外侧,反射部分为r2(1-r)(1-a)a,注:从两侧反射时的百分比均为r单层半透亮薄层的吸取、反射和透过太阳光照射到单层半透亮薄层时的总反射率、吸取率和透过率(分别为无穷多项之和)吸取率 反射率 透过率双层半透亮薄层的吸取、反射与透过 利用同样的
4、方法可以分析双层和多层半透亮薄层的总透过率、反射率及各薄层的吸取率。双层半透亮薄层的透过率、反射率和每层的吸取率详见建筑热过程第24至25页6.2 室外空气综合温度为什么引入室外综合温度?影响围护结构外表面热平衡的因素有哪些?影响围护结构外表面热平衡的因素 吸取的太阳辐射qS吸取的地面反射辐射qR与室外空气的对流换热qca大气长波辐射qB吸取的地面热辐射qg向四周环境的热辐射qr0向壁体内侧的传热量q0各影响因素的计算回顾(1)吸取的太阳辐射直射与散射辐射强度与吸取率的乘积吸取的地面反射吸取率与反射辐射强度的乘积室外对流换热对流换热系数各影响因素的计算回顾(2)吸取的大气长波辐射吸取率、长波辐
5、射强度与角系数的乘积 向四周环境的热辐射以围护结构外表面温度进行热辐射 吸取的地面热辐射地面温度可用四周大气温度代替围护结构外表面辐射换热围护结构外表面与大气的辐射换热由于大气的辐射面积远大于壁风光积,系统黑度基本上等于壁体黑度,辐射换热可用平均温度表示辐射换热系数由于a,b为接近的正数时,下式成立辐射换热系数可简化为对流与辐射总换热系数对流和辐射的总换热量为因此,通常将对流和辐射的换热系数之和称为壁表面总换热系数围护结构外表面与外界的实际辐射换热实际辐射换热应为外表面对天空的辐射换热与对地面的辐射换热之和:围护结构外表面与天空和地面组成一封闭系统,所以辐射角系数外表面与天空的黑度等于外表面的
6、黑度外表面与地面的黑度等于外表面与地面黑度的乘积外表面与外界实际换热的简化将外表面与外界实际换热的表达式绽开,取地面黑度近似为1,可得到上式表明,实际换热除常规辐射外,还存在一项夜间辐射qe。由于晚上天空当量温度远低于环境温度,夜间辐射使得外表面散热增多。围护结构外表面对壁体内侧传入的热量与室外综合温度依据围护结构表面的热平衡方程,外表面传入到壁体内侧的热量为tz称为室外空气综合温度,表达式为夜间辐射的影响很多空调书籍和手册在计算围护结构与外界的换热时不考虑夜间辐射的影响,这种做法在夏季是偏平安的,因为夜间辐射对围护结构有冷却效果;而在冬季则使得计算的采暖负荷偏小,不够平安夜间辐射在夏季相当于
7、23的平安度,在冬季相当于采暖设计温度提高356.3 透过玻璃窗的太阳辐射得热透过玻璃窗向房间内的传热分为两部分 导热方式传入房间的热量 辐射方式进行房间的热量由于玻璃的热惰性小,通过导热方式进 入房间的热量可按稳态传热考虑透过玻璃窗的太阳辐射得热透过玻璃窗的太阳辐射得热包括两部分 干脆透过玻璃窗的太阳辐射 玻璃吸取太阳辐射后传入室内的热量透过单位面积玻璃的太阳辐射得热量直射和散射与各自透过率的乘积玻璃吸取太阳辐射后造成的房间得热上述方法为太阳辐射的通用计算方法直射和散射与各自吸取率的乘积Ra和Rr分别为玻璃外表面和内表面的热阻标准透光玻璃玻璃种类很多,厚度也不同,为简化起见,接受一种标准透光
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