[工学]03第3章热湿环境-1.ppt

第三章 建筑热湿环境 清华大学 建筑学院 建筑技术科学系 内容提要（三次课） 基本概念与术语 得热的来源 围护结构的热工特性与通过围护结构的热传导 3.1 通过非透光围护结构的传热过程 3.2 通过透光围护结构的传热过程 冷负荷与热负荷 4.1 基本原理，与得热之间的关系 4.2 负荷的计算方法 1. 基本概念与术语 建筑热湿环境是如何形成的? 是建筑环境中最重要的内容 主要成因是外扰和内扰的影响和建筑本身的热工性能 外扰：室外气候参数，邻室的空气温湿度 内扰：室内设备、照明、人员等室内 热湿源 基本概念 围护结构的热作用过程：无论是通过围护结构的传热传湿还是室内产热产湿，其作用形式包括对流换热（对流质交换）、导热（水蒸汽渗透）和辐射三种形式。 基本概念 得热(Heat Gain ?? HG)：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0，意味着房间失去热量。 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的关系。 2. 得热的来源(Heat Gain) 得热的来源 与室内状态无关，只取决于热源的得热 室内产热与产湿，得热量＝热源发热量 室内设备与照明 室内人员 通过围护结构的空气渗透导致的得热 透过透光围护结构的太阳辐射得热 与热源和室内热状态（空气温度、壁面温度）都有关的得热 通过非透光围护结构的热传导 通过透光围护结构的热传导 取决于热源的得热 ——室内产热与产湿，得热量＝发热量 室内显热热源包括照明、电器设备、人员 显热热源散热的形式 辐射：进入墙体内表面、空调辐射板、透过玻璃窗到室外、其它室内物体表面（家具、人体等）； 对流：直接进入空气。 显热热源辐射散热的波长特征 可见光和近红外线：灯具、高温热源（电炉等） 长波辐射：人体、常温设备 室内产热与产湿（续） 室内湿源包括人员、水面、产湿设备 散湿形式：直接进入空气 围护结构和家具会有一定的蓄湿功能 湿源与空气进行质交换同时一般伴随显热交换 有热源湿表面：水分被加热蒸发，向空气加入了显热和潜热，显热交换量取决于水表面积 无热源湿表面：等焓过程， 室内空气的显热转化为潜热 蒸汽源：可仅考虑潜热交换 取决于热源的得热：人体散热散湿 请见第四章 取决于热源的得热 ——空气渗透带来的得热 夏季：室内外温差小，风压是主要动力 冬季：室内外温差大，热压作用往往强于风压，造成底层房间热负荷偏大。因此冬季冷风渗透往往不可忽略。 理论求解方法：网络平衡法，数值求解 《流体网络原理》课程将介绍 参考文献：朱颖心， 水力网络流动不稳定过程的算法，《清华大学学报》, 1989年, 第5期 工程应用：缝隙法、换气次数法 网络平衡法原理 节点平衡：AG＝0 回路压力平衡：B ?P＝0 通过围护结构的显热得热 3. 围护结构的热工特性与通过围护结构的热传导 3.1 通过非透光围护结构的传热过程 3.2 通过透光围护结构的传热过程 非透光围护结构外表面所吸收的太阳辐射热 不同的表面对辐射的波长有选择性，黑色表面对各种波长的辐射几乎都是全部吸收，而白色表面可以反射几乎90％的可见光。 围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率就越高，反射率越低。 太阳辐射在透光围护结构中的传递 太阳辐射在透光围护结构中的传递 玻璃对辐射的选择性——普通玻璃的光谱透射率 太阳辐射在透光围护结构中的传递 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-emissivity) 玻璃。对太阳辐射有高透和低透不同性能。 low- e玻璃的透光选择性 一层low-e玻璃 ＋ 一层普通玻璃 太阳辐射在透光围护结构中的传递 太阳辐射在透光围护结构中的传递 阳光照射到单层半透明薄层时，半透明薄层对于太阳辐射的总反射率、吸收率和透射率是阳光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。 太阳辐射在透光围护结构中的传递 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。 假定两层材料的吸收百分比和反射百分比完全相同，两层的吸收率相同吗？ 室外空气综合温度Solar-air Temperature 室外空气综合温度 Solar-air Temperature 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。是为了计算方便推出的一个当量的室外温度。 如果考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射： 如果忽略围护结构外表面与天空