朱穎心《建筑環(huán)境學(xué)》課件 第3章熱濕環(huán)境-1

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1、第三章建筑熱濕環(huán)境清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系1基本概念與術(shù)語得熱的來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性與通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)3.1通過非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程3.2通過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程冷負(fù)荷與熱負(fù)荷4.1基本原理，與得熱之間的關(guān)系4.2負(fù)荷的計(jì)算方法內(nèi)容提要（三次課）21.基本概念與術(shù)語3建筑熱濕環(huán)境是如何形成的?是建筑環(huán)境中最重要的內(nèi)容主要成因是外擾和內(nèi)擾的影響和建筑本身的熱工性能外擾：室外氣候參數(shù)，鄰室的空氣溫濕度內(nèi)擾：室內(nèi)設(shè)備、照明、人員等室內(nèi)熱濕源4基本概念圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱作用過程：無論是通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱

2、傳濕還是室內(nèi)產(chǎn)熱產(chǎn)濕，其作用形式包括對(duì)流換熱（對(duì)流質(zhì)交換）、導(dǎo)熱（水蒸汽滲透）和輻射三種形式。對(duì)流換熱(對(duì)流質(zhì)交換)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱傳濕室內(nèi)產(chǎn)熱產(chǎn)濕輻射導(dǎo)熱(水蒸汽滲透)5基本概念得熱(HeatGain??HG)：某時(shí)刻在內(nèi)外擾作用下進(jìn)入房間的總熱量叫做該時(shí)刻的得熱。如果得熱<0，意味著房間失去熱量。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱過程特點(diǎn)：由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱慣性的存在，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量與外擾之間存在著衰減和延遲的關(guān)系。得熱潛熱顯熱輻射得熱對(duì)流得熱62.得熱的來源(HeatGain)7得熱的來源與室內(nèi)狀態(tài)無關(guān)，只取決于熱源的得熱室內(nèi)

3、產(chǎn)熱與產(chǎn)濕，得熱量＝熱源發(fā)熱量室內(nèi)設(shè)備與照明室內(nèi)人員通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空氣滲透導(dǎo)致的得熱透過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽輻射得熱與熱源和室內(nèi)熱狀態(tài)（空氣溫度、壁面溫度）都有關(guān)的得熱通過非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)通過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)8室內(nèi)顯熱熱源包括照明、電器設(shè)備、人員顯熱熱源散熱的形式輻射：進(jìn)入墻體內(nèi)表面、空調(diào)輻射板、透過玻璃窗到室外、其它室內(nèi)物體表面（家具、人體等）；對(duì)流：直接進(jìn)入空氣。顯熱熱源輻射散熱的波長(zhǎng)特征可見光和近紅外線：燈具、高溫?zé)嵩矗姞t等）長(zhǎng)波輻射：人體、常溫設(shè)備取決于熱源的得熱——室內(nèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕，得熱量

4、＝發(fā)熱量9室內(nèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕（續(xù)）室內(nèi)濕源包括人員、水面、產(chǎn)濕設(shè)備散濕形式：直接進(jìn)入空氣圍護(hù)結(jié)構(gòu)和家具會(huì)有一定的蓄濕功能濕源與空氣進(jìn)行質(zhì)交換同時(shí)一般伴隨顯熱交換有熱源濕表面：水分被加熱蒸發(fā)，向空氣加入了顯熱和潛熱，顯熱交換量取決于水表面積無熱源濕表面：等焓過程，室內(nèi)空氣的顯熱轉(zhuǎn)化為潛熱蒸汽源：可僅考慮潛熱交換10取決于熱源的得熱：人體散熱散濕請(qǐng)見第四章11取決于熱源的得熱——空氣滲透帶來的得熱夏季：室內(nèi)外溫差小，風(fēng)壓是主要?jiǎng)恿Χ荆菏覂?nèi)外溫差大，熱壓作用往往強(qiáng)于風(fēng)壓，造成底層房間熱負(fù)荷偏大。因此冬季冷風(fēng)滲透往往

5、不可忽略。理論求解方法：網(wǎng)絡(luò)平衡法，數(shù)值求解《流體網(wǎng)絡(luò)原理》課程將介紹參考文獻(xiàn)：朱穎心，水力網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)不穩(wěn)定過程的算法，《清華大學(xué)學(xué)報(bào)》,1989年,第5期工程應(yīng)用：縫隙法、換氣次數(shù)法12網(wǎng)絡(luò)平衡法原理節(jié)點(diǎn)平衡：AG＝0回路壓力平衡：B?P＝0各支路和節(jié)點(diǎn)均編號(hào)。網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)矩陣A元素aij：由i點(diǎn)到j(luò)點(diǎn)為1，反之為-1，無關(guān)為0。基本回路矩陣B元素bij：由j支路與i回路同向?yàn)?，反之為-1，無關(guān)為0。13通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的顯熱得熱通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的顯熱得熱通過非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱通過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱外表面對(duì)流換熱外

6、表面日射通過墻體的導(dǎo)熱兩種得熱方式機(jī)理不同通過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的日射得熱通過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)143.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性與通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)3.1通過非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程3.2通過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程15非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所吸收的太陽輻射熱不同的表面對(duì)輻射的波長(zhǎng)有選擇性，黑色表面對(duì)各種波長(zhǎng)的輻射幾乎都是全部吸收，而白色表面可以反射幾乎90％的可見光。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面越粗糙、顏色越深，吸收率就越高，反射率越低。反射吸收16太陽輻射在透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的傳遞吸收率?＋反射率?＋透射率?＝1反射?吸收?透射?1

7、7太陽輻射在透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的傳遞玻璃對(duì)輻射的選擇性——普通玻璃的光譜透射率0.8可見光近紅外線長(zhǎng)波紅外線透射率?,％18太陽輻射在透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的傳遞將具有低發(fā)射率、高紅外反射率的金屬（鋁、銅、銀、錫等），使用真空沉積技術(shù)，在玻璃表面沉積一層極薄的金屬涂層，這樣就制成了Low-e(Low-emissivity)玻璃。對(duì)太陽輻射有高透和低透不同性能。低透low-e玻璃19low-e玻璃的透光選擇性一層low-e玻璃＋一層普通玻璃透射率反射率20太陽輻射在透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的傳遞玻璃的吸收百分比a0:21太陽輻射在

8、透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的傳遞陽光照射到單層半透明薄層時(shí)，半透明薄層對(duì)于太陽輻射的總反射率、吸收率和透射率是陽光在半透明薄層內(nèi)進(jìn)行反射、吸收和透過的無窮次反復(fù)之后的無窮多項(xiàng)之和。22太陽輻射在透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的傳遞陽光照射到雙層半透明薄層時(shí)，還要考慮兩層半透明薄層之間的無窮次反射，以及再對(duì)反射輻射的透過。假定兩層材料的吸收百分比和反射百分比完全相同，兩層的吸收率相同嗎？23室外空氣綜合溫度Solar-airTemperatu