建筑热湿环境PPT演示课件

1,第三章建筑热湿环境,2,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,3,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。,对流换热(对流质交换),围护结构传热传湿室内产热产湿,辐射,导热(水蒸汽渗透),4,基本概念,得热(HeatGainHG)：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。,5,第一节太阳辐射对建筑物的热作用,一、围护结构外表面所吸收的太阳辐射热,6,非透明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。,反射,吸收,7,太阳辐射在玻璃中传递过程,玻璃对辐射的选择性,普通玻璃的光谱透过率,8,太阳辐射在玻璃中传递过程,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。,低透low-e玻璃,9,太阳辐射在玻璃中传递过程,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、吸收率和透过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。,10,太阳辐射在玻璃中传递过程,玻璃的吸收百分比a0:,结果见式（3-1）至（3-3）。,11,太阳辐射在玻璃中传递过程,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。,12,通过玻璃窗的传热量如何计算？,13,二、室外空气综合温度,14,60！,35！,室外空气综合温度Solar-airTemperature,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。,15,60！,35！,室外空气综合温度Solar-airTemperature,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和周围物体之间的长波辐射：,16,围护结构外表面与环境的长波辐射换热QL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：白天有天空辐射吗？,三、天空辐射（夜间辐射，有效辐射）,17,第二节建筑围护结构的热湿传递一、通过围护结构的显热得热,通过围护结构的显热得热,外表面对流换热,外表面日射通过墙体导热,两种方式机理不同,18,(一)非透明围护结构的热平衡,由于热惯性存在，通过围护结构的传热量和温度的波动幅度与外扰波动幅度之间存在衰减和延迟的关系。衰减和滞后的程度取决于围护结构的蓄热能力。,19,通过非透明围护结构的热传导,非均质板壁的一维不稳定导热过程：边界条件：初始条件:t(x,0)=f(x)其中内表面长波辐射：,20,通过非透明围护结构的热传导,利用室外空气综合温度简化外边界条件：,21,通过非透光围护结构的热传导,板壁各层温度随室外温度的变化,22,（二）通过非透明围护结构的得热,板壁内表面温度同时受室内气温、室内辐射热源和其它表面的温度影响得热定义（P54）气象和室内气温对板壁传热量的影响比较确定，容易求得内表面辐射对传热量的影响较复杂，涉及角系数和各表面温度,23,建筑的供暖/冷方式,对流换热通过向建筑内送入经过冷热处理的空气实现辐射换热通过在建筑内设置冷热固体辐射板实现,24,建筑的供暖/冷方式对流换热,25,建筑的供暖/冷方式辐射换热,26,内表面辐射如何影响板壁的传热？,Tout,air,Qout,Qcond,Qin=Qin-Qwall,Tin,air,27,通过非透明围护结构的得热内表面辐射导致的传热量差值,将内边界条件线性化，则可利用线性叠加原理将气象与室内气温的影响与其它部分分离出来，称作：“通过围护结构的得热”，HGt=t1+t2,28,（三）通过透明围护结构的得热1、通过玻璃的温差传热,得热与玻璃窗的种类及其热工性能有重要的关系。,29,透过单位面积玻璃的太阳辐射得热：玻璃吸收太阳辐射造成的房间得热：注意：玻璃吸热后会向内、外两侧散热总得热：HGsolarHGglass,+HGglass,a=SSGDi+SSGdif,2、通过玻璃窗的日射得热,30,玻璃窗的种类与热工性能,窗框型材有木框、铝合金框、铝合金断热框、塑钢框、断热塑钢框等；玻璃层间可充空气、氮、氩、氪等或有真空夹层；玻璃层数有单玻、双玻、三玻等，玻璃类别有普通透明玻璃、有色玻璃、低辐射(Low-e)玻璃等；玻璃表面可以有各种辐射阻隔性能的镀膜，如反射膜、low-e膜、有色遮光膜等，或在两层玻璃之间的空间中架一层对近红外线高反射率的热镜膜。,31,玻璃窗的种类与热工性能,我国民用建筑最常见的是铝合金框或塑钢框配单层或双层普通透明玻璃，双层玻璃间为空气夹层，北方地区很多建筑装有两层单玻窗。商用建筑有采用有色玻璃或反射镀膜玻璃。发达国家寒冷地区的住宅则多装有充惰性气体的双玻窗。商用建筑多采用高绝热性能的low-e玻璃窗。,32,玻璃窗的种类与热工性能,不同结构的窗有着不同的热工性能U即传热系数Kglass气体夹层和玻璃本身均有热容，但较墙体小。,33,2、通过玻璃窗的日射得热,可利用对标准玻璃的得热SSGDi和SSGdif进行修正来获得简化计算结果：,实际照射面积比,玻璃的遮挡系数,遮阳设施的遮阳系数,窗的有效面积系数,34,通过玻璃窗的长波辐射?,夜间除了通过玻璃窗的温差传热外，还有由于天空夜间辐射导致的散热量采用low-e玻璃可减少夜间辐射散热通过玻璃窗的温差传热量和天空长波辐射的传热量可通过各层玻璃的热平衡求得,长波辐射,导热和自然对流换热,长波辐射,室内表面对玻璃的长波辐射,对流换热,35,遮阳方式,现有遮阳方式内遮阳：普通窗帘、百页窗帘外遮阳：挑檐、可调控百页、遮阳蓬窗玻璃间遮阳：夹在双层玻璃间的百页窗帘，百页可调控我国目前常见遮阳方式内遮阳：窗帘外遮阳：屋檐、遮雨檐、遮阳蓬,36,外遮阳和内遮阳有何区别?,外遮阳：只有透过和吸收中的一部分成为得热,内遮阳：遮阳设施吸收和透过部分全部为得热,对流,透过,反射,反射,对流,透过,37,通风双层玻璃窗，内置百页,38,内百页,无通风,有通风,双向通风窗,39,室外新鲜空气,室内空气,送风,排风,室内,室外,40,三、通过围护结构的湿传递