建筑环境学教案.doc

吉林建筑工程学院教师备课教案 专 业：建筑环境与设备工程、安全工程课 程 名 称：建筑环境学周 学 时：3总学时（计划学时）：36授 课 时 间：2008/2009学年，第一学期授 课 班 级：建环061、062，安全06任 课 教 师：葛风华本 册 教 案 目 录课次课题（章节）页码1第一章 绪论第一节 建筑环境学的主要研究内容及研究方法第二节 建筑环境与设备工程专业与建筑环境学第三节 建筑环境学与暖通空调第四节 建筑环境、能源利用、环境污染的关系2222第二章 建筑外环境第一节 地球绕日运行的规律第二节 太阳辐射2.2.1 太阳常数与太阳辐射的电磁波谱2.2.2 大气层对太阳辐射的吸收2.2.3 日照的作用与效果第三节 室外气候2.3.1 大气压力2.3.2 风88910151732.3.3 室外气温2.3.4 有效天空温度2.3.5 地温2.3.6 湿度与降水第四节 城市微气候第五节 我国气候分区与特点20202429314第三章 建筑环境中的空气环境第一节 空气污染的指标与来源3.1.1 空气环境指标3.1.2室内空气污染的来源第二节 空气污染物种类及其所造成的污染3.2.1 气体污染物的主要种类、来源及危害3.2.2 悬浮颗粒物与微生物3.2.3 其他污染物3333354041445第三节 换气量与换气次数3.3.1 通风与空气调节 3.3.2 换气量3.3.3 换气次数484856586第四节 通风形式3.4.1 机械通风形式3.4.2 自然通风的作用原理 6363667第五节 通风与气流分布对空气质量的影响3.5.1 气流分布的确定3.5.2 气流分布性能的评价3.5.3 CFD应用717172748第四章 建筑环境中的热湿环境第一节 太阳辐射对建筑物的热作用4.1.1 围护结构外表面所吸收的太阳辐射热4.1.2 室外空气综合温度4.1.3 夜间辐射7777779第二节 建筑围护结构的热湿传递4.2.1 通过围护结构的显热得热4.2.2 通过围护结构的湿传递第三节 以其他形式进入室内的热量和湿量4.3.1 室内产热产湿104.3.2 空气渗透带来的得热冷负荷与热负荷4.4.1 负荷的定义4.4.2 负荷与得热的关系4.4.3 负荷与得热的关系以及数学表达典型负荷计算方法原理介绍4.5.1 稳态计算法4.5.2 积分变换法4.5.3 模拟分析软件11第五章 人体对热湿环境的反应第一节 人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础5.1.1 人体的热平衡5.1.2 人体的温度感受系统5.1.3 人体的体温调节系统5.1.4 热感觉5.1.5 热舒适12第二节 人体对稳态热环境的反应描述5.2.1 热舒适方程5.2.2 预测平均评价PMV135.2.3 有效温度ET和ASHRAE舒适区第三节 人体对动态热环境的反应5.3.1 人体对阶跃温度变化的反应5.3.2 人体对变化风速的反应5.3.3 过渡活动状态的热舒适指标RWI和HDR第四节 其他热湿环境的物理度量5.4.1 热应力指标HIS5.4.2 风冷却指数WCI14第六章 建筑光环境第一节 光的性质与度量第二节 视觉与光环境 第三节 天然采光第四节 人工照明15第七章 建筑声环境第一节 声音的度量与声环境的描述7.1.1 声音的性质和基本物理量7.1.2 吸声材料和吸声结构第二节 人体对声音环境的反应原理7.2.1 人耳的听觉特征7.2.2 噪声的评价和标准16第三节 环境噪声控制途径7.3.1 降低声源噪声7.3.2 在传播路径上降低噪声 7.3.3 掩蔽噪声第四节 噪声控制基本原理和方法7.4.1 房间的吸声减噪7.4.2 消声器原理7.4.3 减振和隔振17第八章 工业建筑的室内环境要求第一节 室内环境对典型工艺过程的影响机理8.1.1 棉纺织工业8.1.2 半导体器件8.1.3 胶片8.1.4 制药工业8.1.5 医药应用8.1.6 宇航工业18第二节 典型工业建筑的室内环境设计指标第三节 净化空调设计吉林建筑工程学院教案章节题目第一章 绪论课 型理论课教学目的与要求 让学生对建筑环境学的概念及其作用有一个基本的整体的认识，理解建筑环境与暖通空调、环境保护、节能的关系。重 点 建筑环境能源利用之间的关系。难 点建筑环境学的研究方法。参考文献王昭俊，赵加宁，刘京. 室内空气环境M. 北京：化学工业出版社，2006李先庭，石文星. 人工环境学M. 北京：中国建筑工业出版社，2006教具 多媒体授课教学后记教学过程绪论第一节 建筑环境学的主要研究内容第二节 建筑环境与设备工程专业与建筑环境学第三节 建筑环境学与暖通空调第四节 建筑环境、能源利用、环境污染的关系第五节 绿色建筑与病态建筑 第 1 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）第一章 绪论 第一节 建筑环境学的主要研究内容1、 建筑环境学就是指在建筑空间内，在满足使用功能的前提下，如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。a）室内环境；b）满足功能要求；c）舒适和健康。内容室内环境：温度、湿度、气流速度，空气品质：气味CO CO2 O2含量（是否含有害物）采光、照明、噪声。建筑本身是一种人工环境，建筑在构筑室内外空间的同时，也在创造一个供人居住、生活的环境，无论哪一种生活形态，都必须以舒适、有效、安全为前提 。建筑环境学属于环境工程学的内容，是一门跨学科的边缘科学。 2、建筑环境与劳动生产率的关系3、环境的概念：研究环境需要针对某一主体。环境科学所研究的环境，其中心事物是人类，以人类为主体的外部世界，其分为自然环境和人工环境，人工环境：人工构筑物，生产力技术，政治体制文化，宗教信仰等。 第 2 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）4、当代世界的环境问题：环境问题分为两类。1）由自然力引起的为原生环境问题，地震、洪涝、干旱、滑坡 2）次生环境问题由人类活动引起：环境污染和生态破坏。同时，次生环境问题可以引发或加剧原生环境问题。 全球环境问题：人口问题、城市化问题、资源短缺、植物被破坏物种灭绝、海洋污染问题、全球变暖、臭氧层破坏、酸雨大气污染问题 5、环境科学分类 1）环境学2）基础环境学：环境数学（物理学、化学、 生物学） 3）应用环境学：环境工程学、环境生态学、环境医学、大气环境学、城市环境物理学。4）环境管理学：环境法学、环境经济学、环境规划等 第二节 建筑环境与设备工程专业与建筑环境学1、建筑环境学的作用与地位建筑环境学是建筑环境与设备工程专业、安全工程专业重要的专业基础课，是考试课。建筑环境与设备工程专业有几门专业基础课，工程热力学、流体力学、传热学、建筑环境学、热质交换原理与设备，流体输配管网等。专业改名称前（供热通风与空调工程）专业基础工程课：工程热力学、传热学流体力学，改专业名称后，增加了几门专业基础课，其中把一部分专业课中的理论部分等进行归纳并增加了新的内容。供热通风与空调工程改为建筑环境与设备工程，增加了建筑环境学等几门课，*体现了专业方向的调整：强调了室内环境。（暖通空调与建筑环境与设备工程的区别？） 调整后的专业是以建筑环境学为学科基础，真正体现了本学科的特点。建筑环境学的研究内容代表了本专业的发展方向。 第 3 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）2、建筑环境学的主要研究内容及研究方法本教材由六大部分组成：建筑外环境、室内空气品质、热湿环境及人体对热湿环境的反应、建筑光环境、建筑声环境、典型工艺过程对室内环境的要求。3、 建筑环境学内容的多样性1）建筑物理2）传热学3）生理学4）心理学5）劳动保护综合以上各类学科的研究成果包含了建筑、传热、声光、材料、生理、心理等多门学科的内容，完整准确的描述室内环境，并有可能给出一个评判环境的标准。4、安全工程专业与建筑环境学第三节 建筑环境学与暖通空调 满足室内环境的基本手段：1）采暖从火炕到集中采暖（1716），控制对象：温度 2）通风自然通风，控制对象： 温度、湿度3）空调最早的汉墓用木碳吸湿，用天然冰进行防暑降温，近代中央空调诞生与1904年，我国最早应用与上海大光明剧院。控制对象：所有参数。第四节、建筑环境、能源利用、环境污染的关系 1，暖通空调设备与耗能建筑环境质量的保障总是要以资源，能源的巨额消费为代价，在一些工业发达国家，建筑能耗占到总能耗的3040%，而其中约2/3消耗在暖通空调系统中，（我国建筑能耗约20%）2，能源利用与环境污染温室效应、酸雨、臭氧层破坏、热污染、放射性污染、能源对人体健康的影响。人类的几大世界性环境问题多多少少都与能源利用有关。3，我国能源结构：以煤为主（75%）。 能源分类：一次能源、常规能源：不可再生：煤、石油、天然气。可 再 生：水力、地热、海洋能 第 4 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）新能源：可 再 生：太阳、生物能。不可再生：核燃料 二次能源：电力、焦炭、煤气、沼气、蒸气、重油、激光 a、燃煤造成的环境问题 b、制冷造成的环境问题4，我国的能源形势与利用现状（1）以煤为主（75%，劣质能源），石油（优质能源）的一半以上靠进口。（2）能源利用效率低 特点：单位产值能耗高：2000年我国每万美元GDP耗能12.74吨标煤，比世界水平高2.4倍、比美国、欧盟、日本和印度分别高2.5倍、4.9倍、8.7倍和43%。单位产品能耗高：2000年石化、电力等8个待业主要产品单位能耗比国际先进水平高40%。能源效率低：比国际先进水平低10个百分点，能源利用中间环节（加工、转换和贮运）损失量大，浪费严重。 建筑能耗： 中国建筑能源消耗量巨大，中国2001年建筑用商品能源消耗共计3.58%亿吨标准煤，占当年全社会终端能源消耗量的比重为27.5%；而且根据发达国家的经验，这个比例还会持续上升并将最终达到35%左右；中国目前正在面临新一轮的能源短缺问题，从2002年起这个问题日趋严重。建筑能效： 建筑用能效低：单位建筑面积能耗高与气候条件接近的西欧或北美国家相比，中国住宅的单位采暖建筑面积一般要多消耗2-3倍以上的能源，而且舒适性较差。中国建筑外墙热损失是加拿大和其它北半球国家同类建筑的3-5倍，窗的热损失2倍以上 。建筑能耗污染 ：中国建筑能源消耗引起的污染严重；建筑用能对温室气 第 5 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）体排放的贡献率已达25%；中国北方城市冬季由于燃煤导致空气污染指数是世界卫生组织推荐的最高标准的2-5倍。5，节能和环保是我国经济发展长期战略创造一个舒适的室内环境不能以牺牲室外环境为代价。我们需要在保证室内舒适性、节能与环境保护之间找到一平衡点。建筑环境与设备工程是将环境与能源联系最紧密的专业，建环的人员肩负着研究室内环境与能源利用两大主题。近几年来，人们提出绿色建筑、可持续发展的概念。 在建筑内环境与外环境之间找到平衡点 第五节、绿色建筑与病态建筑可持续发展的概念：既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。有人预测下一次工业革命：全面否定了自然是为人类而存在是为了人类服务，人类要征服自然，利用自然的想法、做法。而是工业是自然循环的一部分，不破坏与自然和谐发展，做到零污染。绿色建筑：充分利用可再生的材料和能源、亲和自然（利用自然通风、自然采光），尽量不破坏环境和文化传统，保护居住者的健康，充分体现可持续发展和人类回归自然的理念。1） 绿色建筑的相对性2） 提高能源利用率病态建筑综合症：由于建筑内部的环境，导致建筑内部人员有不适的感觉甚至产生疾病，人离开建筑后，症状消失，也叫“病态建筑综合症”（SBS）建筑引起人们头脑发昏、嗜睡、眼睛受到刺激呼吸系统不适，严重的会导致疾病的传染，造成各种各样的健康问题，有资料表明有50.1%的急性病与室内环境有关，空气受到污染，空气品质恶化，新风量不足。原因：1）建筑设备的操作管理问题2）通风问题 3）过滤器问题4）室内通风管道及水管道的污染问题 第 6 页吉林建筑工程学院教案章节题目第二章 建筑外环境第一节 地球绕日运行的规律第二节 太阳辐射课 型理论课教学目的与要求 了解建筑外环境对建筑的影响，掌握太阳辐射强度与大气层对其吸收特点。重 点 1、 太阳辐射对建筑的影响；2、 太阳高度角与辐射强度难 点无难点。参考文献刘少康. 环境与环境保护导论，北京：清华大学出版社，2002教具 多媒体教学后记教学过程第一节 地球绕日运行的规律第二节 太阳辐射2.2.1 太阳常数与太阳辐射的电磁波谱2.2.2 大气层对太阳辐射的吸收2.2.3 日照的作用与效果第三节 室外气候1、 大气压力，2、风， 第 7 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）第二章 建筑外环境为什么要考虑建筑外环境?建筑物所在地的气候条件，会通过围护结构，直接影响室内的环境，为得到良好的室内气候条件以满足人们生活和生产的需要，必须了解当地各主要气候要素的变化规律及其特征。一个地区的气候是在许多因素综合作用下形成的。对建筑密切有关的气候要素有：太阳辐射、气温、湿度、风、降水等等。第一节 地球绕日运动的规律1、经度和纬度2、时间：标准太阳时（世界时）本地太阳时时间、地球每转1需要4分钟、标准时T0和地方平均太阳时TmT0=Tm +4(L0 - Lm)对于一个时区，若T表示当地真太阳时，Tm为该时区的平均太阳时，L为当地子午线经度，Lm为该时区的中央子午线经度，e为时差，min水T=Tm +-(L0 - Lm)/15+e/60利用多媒体教学，第一节用0.5学时，第二节与第三节部分内容用1.5学时。 第 8 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）3、赤纬：太阳光线与地球赤道平面之间的夹角 、南北回归线概念4、时角：5、太阳高度角：为太阳方向与水平面的夹角6、太阳方位角：为太阳方向的水平投影偏离南向的角度。sinb = cosj cos h cos d+ sinj sindsin A = cos d sin h /cos b太阳时角第二节 太阳辐射2.2.1 太阳常数与太阳辐射的电磁波太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射照度概念进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，辐射照度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。太阳辐射能与太阳高度角的概念：太阳高度角与太阳通过的路径长度密切相关，从而影响日射照度。太阳高度角低则日射照度小。冬季太阳高度角低，夏季太阳高度角高，清晨和傍晚太阳高度角低，中午太阳高度角高；高纬度地区太阳高度角低，低纬度地区太阳高度角高 第 9 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）2.2.2 大气层对太阳辐射的吸收落到地球上的太阳辐射能量由三部分组成：直射辐射：为可见光和近红外线散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射，为可见光和近红外线大气长波辐射：大气（水蒸汽和CO2）吸收后再向地面辐射，为长波辐射。在日间比例很小，可以忽略。所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分大气透明度定义：I1/I0 = P = exp (-kL)，P1 最透明（I1为太阳位与天顶时，到达地面时的辐射强度）变化范围：0.650.75，在一个月份的晴天中可近似认为是常数。我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级最透明太阳辐射能的去向IN = I0 P m，（太阳到达地面时的辐射强度）m = L/L = 1/sinb，m为大气质量，L为太阳穿过大气层的距离。2.2.3 日照的作用与效果日照的作用：日照过少导致人体产生的褪黑色素增加，引起精神忧郁 紫外线；杀菌，促进合成维生素D；导致皮肤癌可见光 ：获得照明 红外线 ：带来辐射热能建筑布局与建筑间距我国民用建筑规范规定，冬至日满窗日照时间不低于1小时。第三节 室外气候内容：自然的微气候、大气压力、地层温度、空气温度、有效天空温度、空气湿度 、风 、降水、1、 大气压力 第 10 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）在大气压力随海拔高度而变：同一位置，冬季大气压力比夏季大气压力高，变化范围5以内，海平面大气压力称作标准大气压，为101325 Pa 或 760 mmHg2、地层温度：表面温度的变化取决于太阳辐射和对天空的长波辐射，可看作是周期性的温度波动；地层表面的月平均温度波动幅度基本等于室外月平均气温波动的幅度：北京全年最大月平均温差30.8 ，北京地层表面温度全年的波幅为15.4温度波在向地层深处传递时，有衰减和延迟；1.5m后日变化被滤掉；一定深度后便成为恒温层，温度比全年气温平均温度高12。地层温度未考虑地热的影响，可以采用付立叶导热微分方程来求地层在周期温度作用下的温度场。假定地壳是一个半无限大的物体，有：边界条件为过余温度 A是地层表面温度的波幅()，Z是波动周期(小时)。地层温度深度达到某一个部位，最热月时此处的温度反而低于该点的全年平均温度，而在最冷月时，该点的温度要高于全年平均温度。如果考虑地热的影响，深度每增加1米，地层平均温度一般就会增加1/30 左右。但与当地地质条件有关 第 11 页吉林建筑工程学院教案章节题目第二章 建筑外环境第三节 室外气候第四节 城市微气候第五节 我国气候分区特点课 型理论课教学目的与要求 了解建筑外环境对建筑的影响，掌握我国的气候分区特点。重 点 1、太阳辐射对建筑的影响；2、热岛效应。3、我国气候分区特点难 点天空背景温度的理解。参考文献刘少康. 环境与环境保护导论，北京：清华大学出版社，2002教具 多媒体教学后记教学过程第三节 室外气候3、室外气温，4、有效天空温度，5、地温，6、湿度，7、降水第四节 城市微气候第五节 我国气候分区特点 第 12 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等） 3、空气温度：主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。与地表面以导热、对流和长波辐射形式进行热交换而被加热或冷却。对短波辐射几乎是透明体。日较差：一日内气温的最高值和最低值之差。年较差：一年内最冷月和最热月的月平均气温差。年平均温度：向高纬度地区每移动 200300 km 降低1。空气温度的日变化：一天中最高气温一般出现在下午23时，最低气温一般出现在凌晨45时空气温度的年变化。一年中最热月一般在7、8月份，最冷月一般在1、2月份。空气温度的局部效应霜洞效应：洼地冷空气聚集造成气温低于地面上的空气温度3、 有效天空温度：由上式，通过测的辐射换热量QR，可计算Tsky，还可以利用地面附近的空气与大气层的辐射热平衡关系式求得： 第 13 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）5、湿度相对湿度与气温变化相反 湿度年变化：内陆和沿海地区差别较大 6、风风的成因大气环流：造成全球各地差异：赤道和两极温差造成地方风：造成局部差异，以一昼夜为周期 第 14 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）地方性地貌条件不同造成，如海陆风、山谷风、庭院风、巷道风等季风：造成季节差异，以年为周期海陆间季节温差造成，冬季大陆吹向海洋，夏季海洋吹向大陆大气环流：赤道得到太阳辐射大于长波辐射散热，极地正相反。地表温度不同是大气环流的动因，风的流动促进了地球各地能量的平衡。海陆风和山谷风风的测量：测量开阔地面 10m 高处的风向和风速作为当地的观测数据 风速有梯度，地面为 0 m/s，可认为按幂函数规律分布，如：风玫瑰图，北京地区的风玫瑰图粗线：全年细实线：冬季，122月份虚线：夏季，68月份 第 15 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）7、降水大地蒸发的水分进入大气层，凝结后又回到地面，包括雨、雪、冰雹等降水强度：24小时的降水总量，单位 mm (或cm)影响因素：气温、地形、大气环流、海陆分布我国降水分布：我国降水基本集中在夏季，长江流域在夏初有“梅雨”降雪集中在北纬35以北第四节 城市微气候城市气候：小区风场、城市热岛、建筑布局与日照。2.4.1小区风场形成机理：建筑物对来流风的阻碍和聚集作用，小区内太阳辐射导致各表面存在温差而形成的自然对流不当风场的危害：冬季造成热负荷增加、高风速影响人员行动,并引起不舒适、夏季自然通风不良,污染物不宜扩散.建筑的布局对小区风环境有重要的影响。北京，在北风来流 7.6 m/s时，局部 1.5 m 高处出现 10 m/s 的高风速改变建筑布局，小区风环境有明显改善2.4.2 城市热岛热岛强度：热岛中心气温减去同时间同高度（距地1.5 m高处）附件远郊的气 第 16 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）温的差值。单位：城市热岛的成因，自然条件、市内风速、对天空长波辐射：建筑布局影响对天空角系数和风场。云量：市区内云量大于郊区；太阳辐射：市内大气透明度低；下垫面的吸收和反射特性、蓄热特性：地面材料、植被、水体的设置人为影响：“人为热”；交通、家用电器、炊事产热；空调采暖产热城市热岛与逆温层：由于自然对流的作用，在地面以上一定高度内形成了一个温度随高度上升的稳定的“逆温层”，使污染物处于低温区域，妨碍了污染物向上部的扩散，加剧了城市的污染程度。“逆温层”的影响范围与热岛强度有关，在大城市可达500m高，小城市约为50m。伦敦的城市热岛：伦敦地区冬季月均热岛强度达到6.7（12 F）北京的城市热岛：北京80年代初城市热岛强度为夏季1.5，冬季5。家用空调的普及和车辆的剧增必然导致近年夏季热岛强度增加。2.4.3 建筑布局与日照日照的作用冬季采暖：充分利用太阳能；自然采光需要：适当的散射辐射心理需要：冬日室内光斑对人的心理有积极作用影响因素：纬度-决定太阳高度角和日射强度；建筑布局：决定遮挡情况目标。冬天尽量多：但太阳高度角低易被遮挡；夏天尽量少：但太阳高度角高不易被遮挡。建筑的互遮挡情况：永久日影，红线区内为永久日影区第五节 我国气候分区特点 两个分区标准：“民用建筑设计规范”（GB5017693）的五个建筑热工设计分区；建筑热工区划标准（GB5017693）的七个建筑气候区划分区。 第 17 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）建筑热工设计分区及设计要求分区名称分 区 指 标设 计 要 求主 要 指 标辅 助 指 标严寒地区最冷月平均温度10日平均温度5的天数145天必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热寒冷地区最冷月平均温度100日平均温度5的天数为90145天应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热夏热冬冷地区最冷月平均温度010，最热月平均温度2530日平均温度5的天数090天，日平均温度25的天数为49110天必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温夏热冬暖地区最冷月平均温度10，最热月平均温度2529日平均温度25的天数为100200天必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温温和地区最冷月平均温度013，最热月平均温度1825日平均温度5的天数090天部分地区应考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热采暖方式的选择，应根据建筑物规模，所在地区 气象条件、能源状况、政策、环保等要求，通过技术经济比较确定。累年日平均温度稳定低于或等于5的日数大于或 等于90天的地区，宜采用集中采暖。符合下列条件之一的地区，其幼儿园、养老院、 中小学校、医疗机构等建筑，宜采用集中采暖：累年日平均温度稳定低于或等于5的日数为6089天；累年日平均温度稳定低于或等于5的日数不足60天，但稳定低于或等于8的日数大于或等于75天。习题1，为什么我国北方住宅严格遵守座北朝南的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？2，是空气温度改变导致地面温度改变，还是地面温度改变导致空气温度改变？晴朗的夏夜，气温25，有效天空温度能达到多少？ 如果没有大气层，有效 第 18 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）天空温度应该是多少？3，为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？ 为保证日照时间满足规范要求，南方地区和北方地区要求的最小住宅楼间距是否相同？为什么？4，采用高反射率的地面对住区微气候是改善了还是恶化了？为什么？水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是什么？ 第 19 页吉林建筑工程学院教案章节题目第三章 建筑环境中的空气环境第一节 空气污染的指标与来源第二节 空气污染物种类及其所造成的污染课 型理论课教学目的与要求 了解室内污染物的种类与来源室内空气品质的；掌握室内空气品质的定义。重 点1、室内空气品质的概念；2、室内环境品质的概念；3、室内空气品质的评价方法；难 点对室内环境品质的理解参考文献宋广生. 室内空气质量标准解读，北京：机械工业出版社，2003史德，苏广和. 室内空气质量对人体健康的影响，北京：中国环境科学出版社，2005教具多媒体课件教学后记教学过程第一节 空气污染的指标与来源3.1.1 空气环境指标3.1.2室内空气污染的来源第二节 空气污染物种类及其所造成的污染3.2.1 气体污染物的主要种类、来源及危害3.2.2 悬浮颗粒物与微生物3.2.3 其他污染物 第 19 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）第三章 建筑环境中的空气环境为什么要研究建筑的空气环境?人们约有80以上的时间是在室内度过的。很少有人对不清洁的空气所导致的深远影响有所认识，而对这一问题缺乏应有的重视却对人类的寿命产生如此严重的影响。 Hood 1944年SBSSick Building Syndrome病态建筑综合症：现代都市病症状 头痛、恶心 疲乏，萎靡不振 粘膜有刺激感（眼红、流泪、咽干等） 易感冒 患哮喘或其它呼吸道疾病 BRI：建筑关联病 室内空气环境是人们接触最频繁的环境室内污染物增多：燃料消耗量、化工产品品种、建筑材料品种增多为了减少空调采暖能耗，建筑物密闭程度增加第一节 空气污染的指标与来源3.1.1 空气环境指标(1) NIOSH的调查 (2) WHC的调查问题种类 数量 (% ) 数量 (%)新风量不足 252 52 710 52内部污染物 77 16 165 12外部污染物 48 10 125 9建筑材料 20 4 27 2微生物污染 26 5 6 0.4 无IAQ问题 61 12 329 24(1) NIOSH(美国国立劳动安全卫生研究所)1987年发表的对484所办公建筑物的调查结果 第 20 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）（2）WHC(加拿大卫生和福利机构)1990年发表的对1362所办公建筑物的调查结果空气污染的评价指标1、阈值 纯客观指标阈值的种类 时间的加权平均阈值：8h 工作日或 35h 工作周加权平均浓度，在该浓度下日复一日停留的人员几乎均无有害影响。使用最广泛的阈值。 短期暴露极限阈值：15 分钟暴露无害。 最高极限阈值：瞬间暴露无害。 时间的加权平均 阈值确定的困难 污染物对人体的长期影响难以确定。多种有害物的共同作用难以确定。 2、室内空气品质（IAQIndoor Air Quality)丹麦工业大学P.O.Fanger的定义(1989)：品质反映了人们要求的程度，如果人们对空气满意，就是高品质；反之，就是低品质。 从纯主观感受出发。ASHRAE 62-1989的良好IAQ 定义：空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度指标，并且处于这种空气中的绝大多数人（80）对此没有表示不满意 主观感受与客观评价结合。ASHRAE Standard 62-1989R的定义Acceptable Indoor Air Quality：空调空间中绝大多数人没有对室内空气表示不满意，并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体产生严重健康威胁的浓度。反映了主观和客观的结合， ASHRAE Standard 62-1999给予了继承。Acceptable Perceived Indoor Air Quality: 感觉上可以接收的IAQ:空调空间中绝大多数人没有因为气味或刺激性而表示不满。应该是必要条件而不是充分条件。3、室内空气品质的评价方法： 第 21 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）方法1：测量室内污染物浓度客观评价方法2：居住者问卷调查 主观评价问题：用什么作为代表性的污染物？(测什么？)主观评价结果往往与客观评价结果矛盾：客观测量值远远低于控制标准，但主观感觉不好；客观测量值可能有些问题，但主观感觉并不差。人们感觉不舒服的原因很多，不知道哪些是IAQ的问题（热环境、颜色、照度、工作压力等也有影响）。室内环境品质(IEQIndoor Environment Quality)：大量研究证明，引起病态建筑综合症的并非某一种室内污染物的单独作用，也并非完全由室内空气中的污染物所致，而是多种因素的综合作用。 室内空气品质、舒适度、噪声、照明、社会心理压力、工作压力、工作区背景等因素对室内人员生理和心理上的单独和综合的作用。 IAQ的标准：规定了室内污染物浓度的上限值。我国：有商用建筑的空气品质卫生标准（公共场所卫生标准），和2002年新颁布的民用建筑的空气品质标准。特点：除污染物浓度外，均考虑了温湿度、风速、噪声、照明等影响，相当于反映了部分IEQ水平。民用建筑工程室内环境指标：类民用建筑工程：住宅、宿舍、医院病房、老年建筑、幼儿园、学校教室等建筑工程；II 类民用建筑工程：旅店、办公楼、文化娱乐场所、书店、图书馆、展览馆、体育馆、商场(店)、公共交通工具等候室、医院候诊室、饭馆、理发店等公共建筑工程。空气污染的评价指标之一：气味人们往往根据气味评判空气质量，鼻子的特征：比任何测量仪表都灵敏 第 22 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）嗅觉有时间适应性：难以定量；个体有差异，难以作为客观标准；鼻子的灵敏度随空气的温湿度改变 P.O. Fanger 的研究结论为：IAQ随空气焓值的降低而提高。鼻子感觉的生理基础：C.P. Yaglon制定的臭气强度指标。污染物衡量标准气体污染物浓度：体积浓度(ppm)、质量浓度(mg/m3)、放射性气体浓度(Bq/ m3)放射性比活度 specific activity：某种材料单位质量的某种放射性核素的活度，Bq/kg。悬浮颗粒物，质量浓度：mgm3；计数浓度：粒cm3；微生物，撞击法：菌落形成单位（CFU ）/m3；沉降法：个（菌落）/ 皿 正常大气组分常量组分 符号 含量(ppm)氮气 N2 780840.00氧气 O2 209460.00氩气 Ar 9340.00氖气 Ne 18.18氦气 He 5.14氪气 Kr 1.14氢气 H2 0.503.1.2 室内空气污染的来源室内空气污染物的来源之一：室外来源大气的易变量组分 符号含量(ppm)水蒸气 H2O 130000二氧化碳 CO2 350甲烷 CH4 1.67 第 23 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等） 一氧化碳 CO 0.19臭氧 O3 0.04氨气 NH3 0.004二氧化氮 NO2 0.001二氧化硫 SO2 0.001一氧化氮 NO 0.0005室内空气污染物的来源之一：室外来源燃料的燃烧、交通工具、工业企业、城市垃圾等造成的：NOx、SOx、H2S、悬浮颗粒物、烟雾等；地层放射性污染；被污染的水。室内空气污染物的来源之二：生产工艺工程：有机溶剂的蒸汽、燃烧产生的有毒气体、刺激性气体、生产性粉尘等；家电的电磁辐射；设计或管理不良的HVAC系统；以及：生活中的燃烧过程：炊事、吸烟等；装修材料、日化产品微生物：室内污染物的来源室内空气污染物的来源之三：人体生物污染：CO2：新陈代谢；气味：汗液蒸发、呼吸、有机物排泄、微生物分解、氨气等；服上的灰尘、细菌；烟草的烟气：VOC和 CO。新鲜空气与人体呼气的成分(体积%) 成分 N2, O 2, CO2 其它废气 新鲜空气 78.03 20.99 0.03 人体呼气 79.1-80.0 14.5-18.5 3.5-5.0 若干第二节 空气污染物的种类及其所造成的污染3.2.1 气体污染物1、CO2 氡 氨2、挥发性有机化合物VOC3、气味分子污染 第 24 页吉林建筑工程学院教案教 学 内 容 （讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）4、悬浮颗粒物 5、微生物（病毒、细菌、尘螨） 6、其它（油烟、烟草烟雾、臭氧等） CO2 常用指标 主要为人体代谢过程：人体呼出的空气中约占4，与人体代谢率有关；儿童为成年人的 50%。排出CO2越多，同时排出其它