建筑热工学日照防潮-重庆大学VIP

1,第5章建筑热工学5.1建筑保温5.2建筑防热5.3建筑日照5.4建筑防潮,2,5.3建筑日照本节要点：1.日照基本规律；2.日照标准;3.日照设计方法。,3,5.3.1日照基本规律一、地球运行规律公转,自转,4,(1)地球公转一年365天黄道面:地球绕太阳运行的轨道平面地轴与黄道面成6633倾斜。太阳赤纬角:太阳光线与赤道平面的夹角。,5,夏至日太阳赤纬角=2327,6,夏至日太阳赤纬角=2327,7,夏至日太阳赤纬角=2327北半球昼长夜短南半球昼短夜长,8,夏至日太阳赤纬角=2327北半球昼长夜短南半球昼短夜长北极圈永昼南极圈长夜,9,10,冬至日太阳赤纬角=2327北半球昼短夜长南半球昼长夜短北极圈长夜南极圈永昼,11,春分、秋分太阳赤纬角=0南北半球昼夜等长,12,地球公转的日期赤纬角:23272327,13,一年二十四节气的太阳赤纬角,14,(2)地球自转一天24小时太阳时:以太阳位于正南向为12时规定的时间系统时角:0360,15,(3)日照规律基本参数地球公转:赤纬角(23272327)地球自转:时角(0360)地面位置:纬度(090),16,二、太阳在天空中的位置太阳高度角hs太阳方位角As,17,一天中:正午As=0,hs最大上午、下午As,hs对称分布,hs,18,一年中:春分、秋分:90As90,As范围:180,hs,19,一年中:春分、秋分:90As90,As范围:180,hs,20,一年中:冬至日:90As90,As范围:180,hs,22,三、太阳高度角hs和方位角As计算,sinhs=sinsin+coscoscos,位置日期时间,hs,As,23,1.太阳高度角hs计算(1)南向hs南向:=0,sinhs=sinsin+coscoscos,sinhs=sinsin+coscos=cos()=cos(),hs=90,24,(1)南向hs:hs=90重庆(=2935)冬至日=2327hs=902935(2327)=3658夏至日=2327hs=9029352327=8352秋、春分=0hs=9029350=6025,25,(1)南向hs:hs=90重庆(=2935)冬至日=2327hs=902935(2327)=3658夏至日=2327hs=9029352327=8352,26,sinhs=sinsin+coscoscos=0,(2)日出、日没时间T日出、日没:hs=0日出、日没时角:cos=tantan日出、日没时间T:,12时,0时,时间36024小时151小时14分,27,日出、日没时角:cos=tantan重庆(=2935)冬至日=2327cos=tan2935tan(2327)=0.246=75.7,28,日出、日没时角:cos=tantan重庆(=2935)冬至日:=75.7T=6时57分,12时,0时,=75.7,75.75时3分,29,6时57分,6时57分(17时3分),12时,日出、日没时角:cos=tantan重庆(=2935)冬至日:T=6时57分,0时,30,日出、日没时角:cos=tantan重庆(=2935)春、秋分:=0,=90T=6时,6时,6时(18时),12时,0时,31,日出、日没时间T:重庆(=2935)冬至日:T=6时57分春、秋分:T=6时夏至日:T=5时3分,12时,0时,特点:T春+T秋=T冬+T夏=12,32,2.太阳方位角As计算日出、日没:hs=0,33,日出、日没As:重庆(=2935)冬至日=2327As=62.8=6248,s,6248,6248,冬至,34,日出、日没As:重庆(=2935)冬至日:As=6248春、秋分:As=90夏至日:As=11712,s,冬至,夏至,秋、春分,特点:As春+As秋=As冬+As夏=180,35,s,冬至,夏至,终年阴影区,终日阴影区,36,5.3.2日照标准一、背景工业革命以来出现了城市拥挤,居住条件恶化,流行病漫延等环境问题。城市改造,城市环境建设,田园城市1932年第四届国际建筑师大会提出:居住建筑在冬季至少应有2小时的日照美国公众健康协会要求:至少有一半的居住用房在冬至日中午有12小时日照各国制定了相应法规,规定了居住建筑日照要求。,37,二、日照标准城市居住区规划设计规范GB5018093住宅建筑规范GB503682005住宅建筑日照标准,38,建筑气候分区,39,建筑日照分区,大寒日日照时数:2(大城市)3(中小城市),日照时数:3(大城市大寒日)1(中小城市冬至日),冬至日日照时数:1,40,日照标准特点:(1)按不利原则规定日照标准日:冬至日,大寒日计算起点:底层窗台面,41,日照标准特点:(2)在经济、人口集中的I,II,III,IV,VII气候区,大城市的日照要求低于中小城市比较:日照时数,42,日照标准特点:(2)在经济、人口集中的I,II,III,IV,VII气候区,大城市的日照要求低于中小城市比较:日照有效时间带(太阳时),43,三、太阳时与标准时太阳时T与位置有关:经度相同的位置,太阳时相同,44,时区划分:按经度每15为一个时区,共24个时区,每个时区以其中央子午线所在处的太阳时为标准时,每两个相邻时区的标准时相差1小时,45,0时区标准时:英国伦敦格林威治时间中国:东5时区东9时区中国标准时=北京时间=东8时区标准时,46,标准时与太阳时的关系:经度L太阳时T北京时间T120T=T北京市11617?12时LT14分,47,标准时与太阳时的关系:经度L太阳时T北京时间T120T=T北京市1161711时45分12秒12时LT14分3.714.8分,48,标准时与太阳时的关系:经度L太阳时T北京时间T120T=T北京市1161711时45分12秒12时太阳时T与北京时间T的换算:T=T+4(L120)分,49,5.3.3日照设计内容:确定建筑的日照间距计算建筑的日照时间方法:(1)棒影日照图(2)日照模型实验(3)日照分析软件,50,(1)棒影日照图,51,(1)棒影日照图,52,(2)日照模型实验,53,(2)日照模型实验,54,(2)日照模型实验,55,(3)日照分析软件,56,(3)日照分析软件详见第8章介绍,57,5.3建筑日照复习：日照三参数:赤纬角,时角,纬度太阳高度角hs和方位角As的变化特点及计算日照标准及其特点日照设计方法,58,思考题：地球上哪些位置日照规律相同?哪些位置太阳时相同?一年中太阳方位角的变化范围在高纬度地区和低高纬度地区有何差别?,59,第5章建筑热工学5.1建筑保温5.2建筑防热5.3建筑日照5.4建筑防潮,60,5.4建筑防潮本节要点：1.围护结构热湿分布；2.围护结构内部冷凝控制。,61,5.4.1建筑中的湿问题(1)内表面凝结潮湿表面容易滋生霉菌及其他微生物繁殖，并会散布到室内空气中和物品上，使物品变质，影响环境卫生,危害人体健康。解决办法:围护结构保温达到最小热阻要求,62,(2)围护结构内部凝结建筑材料受潮,导致强度降低、变形、腐烂、脱落，降低使用质量，影响建筑物的耐久性。围护结构中的保温材料受潮，导致导热系数增大，保温能力降低。,P室外P室内,63,5.4.2围护结构内部冷凝一、围护结构内部冷凝判定依据凝结条件:PPs不凝结凝结,64,二、围护结构内部温度分布根据计算,65,66,67,温度分布图解法材料层的热阻越大，温度分布直线降落越陡,68,根据温度得到饱和水蒸气分压力:,69,三、围护结构内部水蒸汽分压力分布稳定传热传湿比较:传热传湿热流强度q单位:W/m2蒸汽渗透强度单位:g/(m2h),q=,温差热阻,R=,d,热阻,:材料的导热系数,=,蒸汽压力差蒸汽渗透阻,H=,d,蒸汽渗透阻,:材料的蒸汽渗透系数,一般密实材料小,多孔透气材料大,70,=,蒸汽压力差蒸汽渗透阻,71,计算Pi、P2、P3、Pe:(1)由ti、te和i、e，计算出Pi、Peti、tePsi、PsePi=iPsiPe=ePse(2)根据=1=2=3计算P2,P3,72,PiP2H1,=,P2P3H2,PiPeH0,=1=2,73,四、围护结构湿分布计算步骤(1)由ti、te，计算i、1、e;(2)由i、1、e,查表得Psi，Ps1,Pse,(3)由ti、te和i、e，计算Pi、P1,Pe(4)在围护结构剖面图上，以压力为纵坐标，连接PsiPs1,Pse各点为一折线，即为饱和水蒸汽分压力Ps分布；同理，连接Pi、P1,Pe各点为一折线，即为水蒸汽分压力P分布。,74,【例5-8】检查下图所示外墙是否会产生冷凝。已知:ti=16，i=60%，te=4，e=50%外墙构造：120mm厚石灰砂浆内粉刷；250mm厚加气混凝土（密度500kg/m3）；3120mm厚砖墙。【解】步骤如下:（1）计算各层热阻和水蒸汽渗透阻（2）计算室内、外空气的水蒸汽分压力（3）计算各层的温度和水蒸汽分压力（4）作出P与Ps分布图,75,（1）计算各层热阻和水蒸汽渗透阻,m2.K/W,m2hPa/g,m2K/W,m2hPa/g,76,（2）计算室内、外空气的水蒸汽分压力ti=16，Psi=1817Pa则Pi=iPsi=181760%=1090.3Pate=4，Pse=437.3Pa则Pe=ePse=437.350%=218.7Pa,77,（3）计算各层的温度和水蒸汽分压力,Psi=1419.9Pa,Ps2=1347.9Pa,Ps3=726.6Pa,Pse=492.0PaPaPa,78,（4）作出P与Ps分布图P曲线与Ps曲线相交，说明墙体内部将出现冷凝Psi=1419.9PaPs2=1347.9PaPs3=726.6PaPse=492.0PaPi=1090.3PaP2=1024.8PaP3=925.9PaPe=218.7Pa,79,五、冷凝量估计冷凝界面:最易出现冷凝，而且凝结最严重的界面位于材料的蒸汽渗透系数由大变小的界面,80,冷凝强度:采暖期内总的冷凝量:采暖期内保温材料湿度的增量:,g/(m2h),Zh:暖期天数,g/m2,d:材料厚度(m);:材料密度(kg/m3)d:材料面密度(kg/m2),81,部分保温材料的允许湿度增量,82,5.4.3防止和