第3章-建筑热湿环境1.ppt
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1、第三章第三章 建筑热湿环境建筑热湿环境1建筑热湿环境是如何形成的建筑热湿环境是如何形成的?BB 是建筑环境中最重要的内容是建筑环境中最重要的内容是建筑环境中最重要的内容是建筑环境中最重要的内容BB 主要成因是外扰和内扰的影响和建筑本主要成因是外扰和内扰的影响和建筑本主要成因是外扰和内扰的影响和建筑本主要成因是外扰和内扰的影响和建筑本身的热工性能身的热工性能身的热工性能身的热工性能BB 外扰:室外气候参数,邻室的空气温湿外扰:室外气候参数,邻室的空气温湿外扰:室外气候参数,邻室的空气温湿外扰:室外气候参数,邻室的空气温湿度度度度BB 内扰:室内设备、照明、人员等室内内扰:室内设备、照明、人员等室
2、内内扰:室内设备、照明、人员等室内内扰:室内设备、照明、人员等室内 热湿源热湿源热湿源热湿源2基本概念基本概念B 围护结构的热作用过程:围护结构的热作用过程:围护结构的热作用过程:围护结构的热作用过程:无论是通过围护结无论是通过围护结无论是通过围护结无论是通过围护结构的传热传湿还是室内产热产湿,其作用形构的传热传湿还是室内产热产湿,其作用形构的传热传湿还是室内产热产湿,其作用形构的传热传湿还是室内产热产湿,其作用形式包括对流换热(对流质交换)、导热式包括对流换热(对流质交换)、导热式包括对流换热(对流质交换)、导热式包括对流换热(对流质交换)、导热(水(水(水(水蒸汽渗透)和辐射三种形式。蒸汽
3、渗透)和辐射三种形式。蒸汽渗透)和辐射三种形式。蒸汽渗透)和辐射三种形式。对流换热对流换热(对流质交换对流质交换)围护结构围护结构传热传湿传热传湿室内产热产湿室内产热产湿辐射辐射导热导热(水蒸汽渗透水蒸汽渗透)3基本概念基本概念B 得热得热得热得热(Heat Gain(Heat Gain HG)HG):某时刻在内外扰作用下:某时刻在内外扰作用下:某时刻在内外扰作用下:某时刻在内外扰作用下进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热00,意味着房间失去热量。意味着房间失去热
4、量。意味着房间失去热量。意味着房间失去热量。BB 围护结构热过程特点:由于围护结构热惯性的存在,围护结构热过程特点:由于围护结构热惯性的存在,围护结构热过程特点:由于围护结构热惯性的存在,围护结构热过程特点:由于围护结构热惯性的存在,通过围护结构的得热量与外扰之间存在着衰减和延迟通过围护结构的得热量与外扰之间存在着衰减和延迟通过围护结构的得热量与外扰之间存在着衰减和延迟通过围护结构的得热量与外扰之间存在着衰减和延迟的关系。的关系。的关系。的关系。得得得得热热热热潜热潜热潜热潜热显热显热显热显热辐射得热辐射得热辐射得热辐射得热对流得热对流得热对流得热对流得热4第一节第一节 太阳辐射太阳辐射对建筑
5、物的热作用对建筑物的热作用一、一、一、一、围护结构外表面所吸收的太阳辐射热围护结构外表面所吸收的太阳辐射热围护结构外表面所吸收的太阳辐射热围护结构外表面所吸收的太阳辐射热5非透非透明围明围护结护结构外构外表面表面所吸所吸收的收的太阳太阳辐射辐射热热BB不不不不同同同同的的的的表表表表面面面面对对对对辐辐辐辐射射射射的的的的波波波波长长长长有有有有选选选选择择择择性性性性,黑黑黑黑色色色色表表表表面面面面对对对对各各各各种种种种波波波波长长长长的的的的辐辐辐辐射射射射几几几几乎乎乎乎都都都都是是是是全全全全部部部部吸吸吸吸收收收收,而而而而白色表面可以反射几乎白色表面可以反射几乎白色表面可以反射
6、几乎白色表面可以反射几乎9090的可见光。的可见光。的可见光。的可见光。BB 围围围围护护护护结结结结构构构构的的的的表表表表面面面面越越越越粗粗粗粗糙糙糙糙、颜颜颜颜色色色色越越越越深深深深,吸吸吸吸收收收收率率率率就越高,反射率越低。就越高,反射率越低。就越高,反射率越低。就越高,反射率越低。反射反射反射反射吸收吸收吸收吸收6太阳辐射在玻璃中传递过程太阳辐射在玻璃中传递过程B 玻璃对辐射的选择性玻璃对辐射的选择性玻璃对辐射的选择性玻璃对辐射的选择性 0.8可见光可见光近红外线近红外线长波红外线长波红外线普通玻璃的光谱透过率普通玻璃的光谱透过率7太阳辐射在玻璃中传递过程太阳辐射在玻璃中传递过
7、程B 将具有低发射率、高红将具有低发射率、高红将具有低发射率、高红将具有低发射率、高红外反射率的金属(铝、外反射率的金属(铝、外反射率的金属(铝、外反射率的金属(铝、铜、银、锡等),使用铜、银、锡等),使用铜、银、锡等),使用铜、银、锡等),使用真空沉积技术,在玻璃真空沉积技术,在玻璃真空沉积技术,在玻璃真空沉积技术,在玻璃表面沉积一层极薄的金表面沉积一层极薄的金表面沉积一层极薄的金表面沉积一层极薄的金属涂层,这样就制成了属涂层,这样就制成了属涂层,这样就制成了属涂层,这样就制成了 Low-e(Low-emissivity)Low-e(Low-emissivity)玻璃。对太阳辐射有高玻璃。对
8、太阳辐射有高玻璃。对太阳辐射有高玻璃。对太阳辐射有高透和低透不同性能。透和低透不同性能。透和低透不同性能。透和低透不同性能。低透低透低透低透low-elow-e玻璃玻璃玻璃玻璃8太阳辐射在玻璃中传递过程太阳辐射在玻璃中传递过程B 阳光照射到单层半透阳光照射到单层半透阳光照射到单层半透阳光照射到单层半透明薄层时,半透明薄明薄层时,半透明薄明薄层时,半透明薄明薄层时,半透明薄层对于太阳辐射的总层对于太阳辐射的总层对于太阳辐射的总层对于太阳辐射的总反射率、吸收率和透反射率、吸收率和透反射率、吸收率和透反射率、吸收率和透过率是阳光在半透明过率是阳光在半透明过率是阳光在半透明过率是阳光在半透明薄层内进行
9、反射、吸薄层内进行反射、吸薄层内进行反射、吸薄层内进行反射、吸收和透过的无穷次反收和透过的无穷次反收和透过的无穷次反收和透过的无穷次反复之后的无穷多项之复之后的无穷多项之复之后的无穷多项之复之后的无穷多项之和。和。和。和。9太阳辐射在玻璃中传递过程太阳辐射在玻璃中传递过程玻璃的吸收百分比玻璃的吸收百分比玻璃的吸收百分比玻璃的吸收百分比a a0 0:结果见式(结果见式(结果见式(结果见式(3-13-1)至()至()至()至(3-33-3)。)。)。)。10太阳辐射在玻璃中传递过程太阳辐射在玻璃中传递过程B 阳光照射到双层半阳光照射到双层半阳光照射到双层半阳光照射到双层半透明薄层时,还要透明薄层时
10、,还要透明薄层时,还要透明薄层时,还要考虑两层半透明薄考虑两层半透明薄考虑两层半透明薄考虑两层半透明薄层之间的无穷次反层之间的无穷次反层之间的无穷次反层之间的无穷次反射,以及再对反射射,以及再对反射射,以及再对反射射,以及再对反射辐射的透过。辐射的透过。辐射的透过。辐射的透过。11通过玻璃窗的传热量如何计算通过玻璃窗的传热量如何计算?12二、二、室外空气综合温度室外空气综合温度太阳直太阳直太阳直太阳直射辐射射辐射射辐射射辐射大气长大气长大气长大气长波辐射波辐射波辐射波辐射太空散太空散太空散太空散射辐射射辐射射辐射射辐射对流对流对流对流换热换热换热换热地面反射辐射地面反射辐射地面反射辐射地面反射
11、辐射环境长波辐射环境长波辐射环境长波辐射环境长波辐射地面长地面长地面长地面长波辐射波辐射波辐射波辐射壁体得热壁体得热壁体得热壁体得热136060!3535!室外空气综室外空气综合温度合温度 Solar-air TemperatureBB考虑了太阳辐射的作用对表面换热量的增强,相当于考虑了太阳辐射的作用对表面换热量的增强,相当于考虑了太阳辐射的作用对表面换热量的增强,相当于考虑了太阳辐射的作用对表面换热量的增强,相当于在室外气温上增加了一个太阳辐射的等效温度值。是在室外气温上增加了一个太阳辐射的等效温度值。是在室外气温上增加了一个太阳辐射的等效温度值。是在室外气温上增加了一个太阳辐射的等效温度值
12、。是为了计算方便推出的一个当量的室外温度。为了计算方便推出的一个当量的室外温度。为了计算方便推出的一个当量的室外温度。为了计算方便推出的一个当量的室外温度。146060!3535!室外空气综室外空气综合温度合温度 Solar-air TemperatureBB如果如果如果如果考虑考虑考虑考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射:围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射:围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射:围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射:BB BB 如果如果如果如果忽略忽略忽略忽略围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射:围护结构外表面与天空和周围物体之间
13、的长波辐射:围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射:围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射:15BB 围护结构外表面与环境的长波辐射换热围护结构外表面与环境的长波辐射换热围护结构外表面与环境的长波辐射换热围护结构外表面与环境的长波辐射换热QQL L包括大气包括大气包括大气包括大气长波辐射以及来自地面和周围建筑和其他物体外表面长波辐射以及来自地面和周围建筑和其他物体外表面长波辐射以及来自地面和周围建筑和其他物体外表面长波辐射以及来自地面和周围建筑和其他物体外表面的长波辐射。如果仅考虑对天空的大气长波辐射和对的长波辐射。如果仅考虑对天空的大气长波辐射和对的长波辐射。如果仅考虑对天空的大
14、气长波辐射和对的长波辐射。如果仅考虑对天空的大气长波辐射和对地面的长波辐射,则有:地面的长波辐射,则有:地面的长波辐射,则有:地面的长波辐射,则有:BB 白天有天空辐射吗?白天有天空辐射吗?白天有天空辐射吗?白天有天空辐射吗?三、三、天空辐射天空辐射(夜间辐射,(夜间辐射,有效辐射)有效辐射)16第二节第二节 建筑围护结构的热湿传递建筑围护结构的热湿传递一、一、通过围护结构的显热得热通过围护结构的显热得热通过围护通过围护通过围护通过围护结构的显结构的显结构的显结构的显热得热热得热热得热热得热通过非透明围护结通过非透明围护结通过非透明围护结通过非透明围护结构的热传导构的热传导构的热传导构的热传导
15、通过玻璃窗的通过玻璃窗的通过玻璃窗的通过玻璃窗的得热得热得热得热外表面对流换热外表面对流换热外表面对流换热外表面对流换热外表面日射通外表面日射通外表面日射通外表面日射通过墙体导热过墙体导热过墙体导热过墙体导热两种方式机理不同两种方式机理不同17(一一)非透明围护结构的热平衡非透明围护结构的热平衡BB由于热惯性存在,通过围护由于热惯性存在,通过围护由于热惯性存在,通过围护由于热惯性存在,通过围护结构的传热量和温度的波动结构的传热量和温度的波动结构的传热量和温度的波动结构的传热量和温度的波动幅度与外扰波动幅度之间存幅度与外扰波动幅度之间存幅度与外扰波动幅度之间存幅度与外扰波动幅度之间存在衰减和延迟
16、的关系。衰减在衰减和延迟的关系。衰减在衰减和延迟的关系。衰减在衰减和延迟的关系。衰减和滞后的程度取决于围护结和滞后的程度取决于围护结和滞后的程度取决于围护结和滞后的程度取决于围护结构的蓄热能力。构的蓄热能力。构的蓄热能力。构的蓄热能力。18通过非透明围护结构的热传导通过非透明围护结构的热传导B 非均质板壁的一维不稳定导热过程:非均质板壁的一维不稳定导热过程:非均质板壁的一维不稳定导热过程:非均质板壁的一维不稳定导热过程:B 边界条件:边界条件:边界条件:边界条件:初始条件初始条件初始条件初始条件:t:t(x,0 x,0)=f =f(x x)其中内表面长波辐射:其中内表面长波辐射:其中内表面长波
17、辐射:其中内表面长波辐射:x=0 x=Qenv19通过非透明围护结构的热传导通过非透明围护结构的热传导BB 利用室外空气综合温度简化外边界条件:利用室外空气综合温度简化外边界条件:利用室外空气综合温度简化外边界条件:利用室外空气综合温度简化外边界条件:BB 20通过非透光围护结构的热传导通过非透光围护结构的热传导B 板壁各层温板壁各层温板壁各层温板壁各层温度随室外温度随室外温度随室外温度随室外温度的变化度的变化度的变化度的变化21(二)通过非透明围护结构的得热(二)通过非透明围护结构的得热BB 板壁内表面温度同时受室内气温、室内辐射热源板壁内表面温度同时受室内气温、室内辐射热源板壁内表面温度同
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