第三章-建筑环境学热湿环境讲课讲稿

第四章

建筑(jiànzhù)热湿环境第一页，共96页。建筑热湿环境是如何(rúhé)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(běnshēn)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 第二页，共96页。第四章建筑(jiànzhù)热湿环境

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(chuánrè)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(liúzhì)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)第三页，共96页。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(shīqù)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。得热潜热显热辐射得热对流得热第四章建筑(jiànzhù)热湿环境

基本概念第四页，共96页。第一节

太阳辐射(tàiyánɡfúshè)对建筑物的热作用第五页，共96页。4.1太阳辐射对建筑物的热作用

4.1.1围护结构外表面(biǎomiàn)所吸收的太阳辐射辐射热是热量Q投射到物体表面上时(shànɡshí)：全透明体：白体：黑体：第六页，共96页。1射线(shèxiàn)在不同介质分界面上的反射百分比（r）其中：，n为折射指数。4.1太阳辐射(fúshè)对建筑物的热作用

4.1.2半透明物体对太阳光辐射(fúshè)的吸收反射和透过第七页，共96页。2射线通过(tōngguò)薄层的吸收百分比辐射强度被吸收的百分比（某一波长的射线单程通过(tōngguò)半透明薄层的吸收百分比）4.1太阳辐射对建筑物的热作用

4.1.2半透明物体对太阳光辐射的吸收反射(fǎnshè)和透过第八页，共96页。3太阳辐射在玻璃(bōlí)中传递过程玻璃(bōlí)对辐射的选择性0.8可见光近红外线长波红外线4.1太阳辐射对建筑物的热作用

4.1.2半透明物体(wùtǐ)对太阳光辐射的吸收反射和透过普通玻璃的光谱透过率第九页，共96页。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(zhēnkōng)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(bōlí)4.1太阳辐射对建筑物的热作用

4.1.2半透明物体对太阳光辐射的吸收(xīshōu)反射和透过3太阳辐射在玻璃中传递过程第十页，共96页。玻璃(bōlí)的吸收百分比a0:4.1太阳辐射(fúshè)对建筑物的热作用

4.1.2半透明物体对太阳光辐射(fúshè)的吸收反射和透过第十一页，共96页。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(fǎnshè)率、吸收率和透过率是阳光在半透明薄层内进行反射(fǎnshè)、吸收和透过的无穷次反复之后的无穷多项之和。4.1太阳辐射(fúshè)对建筑物的热作用

4.1.2半透明物体对太阳光辐射(fúshè)的吸收反射和透过第十二页，共96页。阳光(yángguāng)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？4.1太阳辐射对建筑物的热作用(zuòyòng)

4.1.2半透明物体对太阳光辐射的吸收反射和透过第十三页，共96页。太阳直射辐射大气长波辐射太空散射辐射对流换热地面反射辐射环境长波辐射地面长波辐射壁体得热4.1太阳辐射对建筑物的热作用

4.1.3室外空气(kōngqì)综合温度第十四页，共96页。1建筑物外表面单位面积(miànjī)上的得热量4.1太阳辐射对建筑物的热作用

4.1.3室外空气综合(zōnghé)温度第十五页，共96页。60℃！35℃！2室外空气(kōngqì)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(dāngliàng)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和周围物体之间的长波辐射： 第十六页，共96页。人们常说的太阳(tàiyáng)下的“体感温度”是什么？室外空气综合温度与什么因素有关？高反射率镜面外墙和红砖外墙的室外空气综合温度是否相同？请试算一下盛夏太阳(tàiyáng)下的室外空气综合温度比空气温度高多少？4.1太阳辐射对建筑物的热作用

4.1.3室外(shìwài)空气综合温度2室外空气(kōngqì)综合温度Solar－airTemperature第十七页，共96页。3天空辐射(fúshè)（夜间辐射(fúshè)）围护结构外表面与环境的长波辐射(fúshè)换热QL包括大气长波辐射(fúshè)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(fúshè)和对地面的长波辐射(fúshè)，则有：4.1太阳辐射(tàiyánɡfúshè)对建筑物的热作用

4.1.3室外空气综合温度第十八页，共96页。经验值：垂直壁面：QL=0水平屋面：QL/aout=3.5-4.0℃注意：夏季不考虑夜间辐射冬季必须考虑夜间辐射白天有天空辐射吗？试算一个夜间的室外空气(kōngqì)综合温度是多少？4.1太阳辐射对建筑物的热作用(zuòyòng)

4.1.3室外空气综合温度3天空(tiānkōng)辐射（夜间辐射）第十九页，共96页。第二节建筑(jiànzhù)围护结构的热湿传递与得热第二十页，共96页。通过(tōngguò)围护结构的显热得热通过非透明围护结构的热传导通过玻璃窗的得热外表(wàibiǎo)面对流换热外表面(biǎomiàn)日射通过墙体导热两种方式机理不同3.2建筑围护结构的热湿传递与得热3.2.1通过围护结构的显热得热第二十一页，共96页。由于热惯性存在，通过围护结构的传热量(rèliàng)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。3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.1通过围护结构的显热得热第二十二页，共96页。均质板壁的一维不稳定(wěndìng)导热过程非均质板壁的一维不稳定(wěndìng)导热过程3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.2通过非透明围护结构的热传导第二十三页，共96页。非均质板壁的一维不稳定导热过程：边界条件：（由傅里叶定律(dìnglǜ)的表达式）围护结构外侧围护结构内侧初始条件t(x,0)=f(x)其中内表面长波辐射：3.2建筑(jiànzhù)围护结构的热湿传递与得热3.2.2通过非透明围护结构的热传导第二十四页，共96页。x=0x=Qenv利用室外空气综合温度简化外边界条件：

实际由内表面传入室内的热量为：

这部分热量将以对流换热和长波辐射的形式向室内传播。只有对流换热部分直接(zhíjiē)进入空气。3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.2通过非透明围护结构的热传导第二十五页，共96页。板壁各层温度(wēndù)随室外温度(wēndù)的变化3.2建筑围护结构的热湿传递与得热3.2.2通过(tōngguò)非透明围护结构的热传导第二十六页，共96页。板壁内表面温度同时受室内气温、室内辐射热源(rèyuán)和其它表面的温度影响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3.2建筑(jiànzhù)围护结构的热湿传递与得热3.2.2通过非透明围护结构的热传导第二十七页，共96页。内表面辐射如何影响板壁(bǎnbì)的传热？Qin’=Qconv+Ql尽管Qin增加了，但Qout和Qcond却是减少的。Tout,airQoutQcondQin=QconvTin,air3.2建筑围护结构的热湿传递与得热3.2.2通过(tōngguò)非透明围护结构的热传导第二十八页，共96页。将内边界条件的长波辐射线性化则可利用(lìyòng)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”HG

t=t1+t2气象与室温决定部分辐射造成的增量3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.2通过非透明围护结构的热传导第二十九页，共96页。4-15式分解(fēnjiě)为4-16为4-17为3.2建筑(jiànzhù)围护结构的热湿传递与得热3.2.2通过非透明围护结构的热传导第三十页，共96页。通过非透明围护结构的得热

内表面(biǎomiàn)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(qìwēn)的影响与其它部分分离出来，称作：“通过围护结构的得热”HGQin’(即前面的Qenv)和Qin(即HG)的差值即内表面辐射导致的传热量差值:3.2建筑(jiànzhù)围护结构的热湿传递与得热3.2.2通过非透明围护结构的热传导第三十一页，共96页。玻璃窗的种类(zhǒnglèi)与热工性能窗框(chuānɡkuànɡ)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。3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.3通过透明围护结构的热传导第三十二页，共96页。玻璃窗的种类(zhǒnglèi)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(kōngqì)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。3.2建筑(jiànzhù)围护结构的热湿传递与得热3.2.3通过透明围护结构的得热第三十三页，共96页。不同结构的窗有着不同的热工性能U即传热系数Kglass气体(qìtǐ)夹层和玻璃本身均有热容，但较墙体小。玻璃窗的种类(zhǒnglèi)与热工性能第三十四页，共96页。通过玻璃板壁的传热透过玻璃的日射得热通过玻璃窗的得热通过(tōngguò)透光围护的得热得热与玻璃窗的种类(zhǒnglèi)及其热工性能有重要的关系。3.2建筑围护结构的热湿传递与得热3.2.3通过(tōngguò)透明围护结构的得热第三十五页，共96页。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(hòuhuì)向内、外两侧散热总得热：HGsolar＝HGglass,+HGglass,a3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.3通过透明围护结构的得热第三十六页，共96页。标准太阳得热

——以某种类型(lèixíng)和厚度的玻璃作为标准透光材料，取其中无遮阳条年下的太阳得热量标准(biāozhǔn)太阳能热率3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.3通过透明围护结构的得热第三十七页，共96页。可利用(lìyòng)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(shíjì)照射面积比玻璃的遮挡(zhēdǎng)系数遮阳设施的遮阳系数窗的有效面积系数3.2建筑围护结构的热湿传递与得热3.2.3通过透明围护结构的得热第三十八页，共96页。玻璃窗的种类(zhǒnglèi)与热工性能无色玻璃(bōlí)表面覆盖无色low-e涂层，可使这种窗的遮档系数Cs低于0.33.2建筑围护结构的热湿传递与得热3.2.3通过(tōngguò)透明围护结构的得热第三十九页，共96页。通过玻璃窗的长波(chángbō)辐射???夜间除了通过玻璃窗的传热以外(yǐwài)，还有由于天空夜间辐射导致的散热量采用low-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第四十页，共96页。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(diàokònɡ)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(diàokònɡ)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3.2建筑(jiànzhù)围护结构的热湿传递与得热3.2.4遮阳方式第四十一页，共96页。外遮阳(zhēyáng)和内遮阳(zhēyáng)有何区别?外遮阳：只有透过(tòuɡuò)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(bùfen)全部为得热反射对流透过对流透过反射第四十二页，共96页。通风(tōngfēng)双层玻璃窗，内置百页3.2.4遮阳(zhēyáng)方式第四十三页，共96页。内百页(bǎiyè)无通风(tōngfēng)有通风(tōngfēng)第四十四页，共96页。湿传递的动力(dònglì)是水蒸气分压力的差。墙体中水蒸气的传递过程与墙体中的热传递过程相类似：w=Kv(Pout-Pin)kg/sm2水蒸汽渗透系数，kg/(Ns)或s/m：散湿系数(xìshù)kg/(Ns)或s/m第i层材料(cáiliào)的蒸汽渗透系数kgm/(Ns)或s3.2建筑围护结构的热湿传递与得热3.2.5通过围护结构的湿传递第四十五页，共96页。稳态时的围护结构内部(nèibù)温度从内算起第层材料(cáiliào)外表面的温度3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.5通过围护结构的湿传递(chuándì)第四十六页，共96页。饱和水蒸汽分压力温度实际水蒸汽分压力当墙体内实际水蒸汽分压力高于饱和水蒸汽分压力时，就可能(kěnéng)出现凝结或冻结，影响墙体保温能力和强度。3.2建筑围护结构的热湿传递(chuándì)与得热3.2.5通过围护结构的湿传递(chuándì)第四十七页，共96页。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(duìliú)：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3.3以其他形式(xíngshì)进入室内的热量和湿量3.3.1室内产热与产湿第四十八页，共96页。室内湿源包括人员、水面、产湿设备散湿形式：直接进入空气(kōngqì)得热往往考虑围护结构和家具的蓄热，“得湿”一般不考虑“蓄湿”湿源与空气(kōngqì)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(kōngqì)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(kōngqì)的显热转化为潜热蒸汽源：可仅考虑潜热交换3.3以其他形式(xíngshì)进入室内的热量和湿量3.3.1室内产热与产湿第四十九页，共96页。人体(réntǐ)散热散湿，见第四章！3.3以其他形式进入(jìnrù)室内的热量和湿量3.3.1室内产热与产湿第五十页，共96页。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(shèntòu)往往不可忽略。理论求解方法：网络平衡法，数值求解

3.3以其他形式进入室内的热量和湿量3.3.2空气(kōngqì)渗透带来的得热第五十一页，共96页。空气(kōngqì)渗透量m3/h流速(liúsù)门窗缝隙(fèngxì)面积，m2计算风压引起的空气渗透量；工程应用：缝隙法、换气次数法、缝隙法：气密性系数当量孔口面积面m3/（hpa1/1.5)3.3以其他形式进入室内的热量和湿量3.3.2空气渗透带来的得热第五十二页，共96页。网络平衡(pínghéng)法原理节点平衡：AG＝0回路(huílù)压力平衡：BP＝0各支路和节点均编号。网络(wǎngluò)关联矩阵A元素aij：由i点到j点为1，反之为-1，无关为0。基本回路矩阵B元素bij：由j支路与i回路同向为1，反之为-1，无关为0。第五十三页，共96页。冷负荷：维持一定室内热湿环境(huánjìng)所需要的在单位时间内从室内除去的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。如果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分，则又可称作湿负荷。热负荷：维持一定室内热湿环境(huánjìng)所需要的在单位时间内向室内加入的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。如果只控制室内温度，则热负荷就只包括显热负荷。3.4冷负荷(fùhè)与热负荷(fùhè)3.4.1负荷(fùhè)的定义第五十四页，共96页。负荷的大小与去除或补充(bǔchōng)热量的方式有关常规的送风(sònɡfēnɡ)方式空调需要去除的是进入到空气中的得热量。冷辐射(fúshè)板空调需要去除的热量除了进入到空气中的热量外，还包括贮存在热表面上的热量。第五十五页，共96页。各种得热进入空气(kōngqì)的途径（1）潜热得热、渗透空气(kōngqì)得热，得热立刻成为瞬时冷负荷（2）通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、室内显热源散热，对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷；（3）辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式进入空气(kōngqì)成为瞬时冷负荷，因此负荷与得热在时间上存在延迟。3.4冷负荷(fùhè)与热负荷(fùhè)3.4.2负荷(fùhè)与得热的关系第五十六页，共96页。3.4冷负荷(fùhè)与热负荷(fùhè)3.4.2负荷(fùhè)与得热的关系第五十七页，共96页。冷负荷与得热有关，但不一定相等决定因素：空调形式送风：负荷＝对流部分辐射：负荷＝对流部分＋辐射部分热源(rèyuán)特性：对流与辐射的比例是多少？围护结构热工性能：蓄热能力如何？如果内表面完全绝热呢？房间的构造（角系数）注意：辐射的存在是延迟和衰减的根源！3.4冷负荷(fùhè)与热负荷(fùhè)3.4.2负荷(fùhè)与得热的关系第五十八页，共96页。第五十九页，共96页。房间(fángjiān)空气的热平衡关系排除的对流热＋空气的显热增值＝室内热源(rèyuán)对流得热＋壁面对流得热＋渗透得热第六十页，共96页。室内(shìnèi)热源对流得热室内热源得热＝室内热源对流(duìliú)得热＋热源向空调辐射板的辐射＋热源向壁面的辐射第六十一页，共96页。壁面对流(duìliú)得热通过围护结构的导热得热＋本壁面获得(huòdé)的通过玻璃窗的日射得热＝壁面对流得热＋本壁面向空调辐射设备的辐射＋本壁面向其他壁面的长波辐射＋本壁面向热源的辐射Qcond第六十二页，共96页。房间(fángjiān)的总冷负荷房间(fángjiān)的各种得热空气(kōngqì)的显热增值内表面辐射导致的传热量差值得热和冷负荷的差值房间空气热平衡的数学表达式对辐射项进行了线性化而导出：第六十三页，共96页。第三类边界条件：太难求解(qiújiě)了！典型负荷(fùhè)计算方法原理介绍非均匀(jūnyún)板壁的不稳定传热:其中内表面长波辐射：第六十四页，共96页。1946.USA1950s.USSR1967.Canada目的(mùdì)：使负荷计算能够在工程应用中实施发展：由不区分得热和冷负荷发展到考虑二者的区别典型负荷计算方法原理(yuánlǐ)介绍第六十五页，共96页。稳态算法不考虑建筑蓄热，负荷预测值偏大动态算法，积分变换求解微分方程(wēifēnfānɡchénɡ)冷负荷系数法、谐波反应法：夏季设计日动态模拟。计算机模拟软件DOE2(美国)、HASP(日本)、ESP(英国)DeST(清华)常用的负荷(fùhè)求解法第六十六页，共96页。稳态算法(suànfǎ)方法采用室内外瞬时温差或平均温差，负荷与以往时刻的传热状况无关：Q＝KFT特点简单，可手工计算未考虑围护结构的蓄热性能，计算误差偏大应用条件蓄热小的轻型简易(jiǎnyì)围护结构室内外温差平均值远远大于室内外温度的波动值(如冬季)第六十七页，共96页。稳态算法举例(jǔlì)：

北京室外气温和室内控制温度比较第六十八页，共96页。积分变换(biànhuàn)法原理对于常系数的线性偏微分方程，采用积分变换如傅立叶变换或拉普拉斯变换。积分变换的概念是把函数从一个域中移到另一个域中，在这个新的域中，函数呈现较简单(jiǎndān)的形式，因此可以求出解析解。然后再对求得的变换后的方程解进行逆变换，获得最终的解。B域：问题容易求解对函数进行积分变换求解A域：问题难以求解对函数解进行积分逆变换获得解第六十九页，共96页。为何板壁(bǎnbì)不稳定传热适用拉普拉斯变换？拉普拉斯变换的应用条件时间(shíjiān)变化范围为半无穷区间（0，+）必须是线性定常系统拉普拉斯变换的特点复杂函数变为简单函数偏微分方程变换为常微分方程常微分方程变换为代数方程拉普拉斯变换的解传递矩阵或s-传递函数的解的形式第七十页，共96页。传递函数与输入量、输出量的关系(guānxì)积分变换(biànhuàn)法原理传递函数G(s)仅由系统(xìtǒng)本身的特性决定，而与输入量、输出量无关，因此建筑的材料和形式一旦确定，就可求得其围护结构的传递函数。这样就可以通过输入量和传递函数求得输出量。如果输入原函数是指数函数，则不需变换直接输入，即可求得解的原函数。第七十一页，共96页。应用(yìngyòng)条件对于普通材料的围护结构的传热过程，在其一般温度变化的范围内，材料的物性参数变化不大，可近似看作是常数，可采用拉普拉斯变换(biànhuàn)法来求解。对于采用材料的物性参数随温度或时间有显著变化的围护结构的传热过程，就不能采用拉普拉斯变换(biànhuàn)法来求解。第七十二页，共96页。线性定常系统(xìtǒng)的特性可应用叠加原理对输入的扰量和输出的响应进行分解和叠加。当输入扰量作用的时间改变时，输出响应的时间在产生同向、同量(tónɡliànɡ)的变化，但输出响应的函数不会改变。可把输入量进行分解或离散为简单函数，再利用变换法进行求解。求出分解或离散了的单元输入的响应，这些响应也应该呈简单函数形式。再把这些单元输入的响应进行叠加，就可以得出实际输入量连续作用下的系统的响应输出量。第七十三页，共96页。输入(shūrù)边界条件的处理方法输入边界条件的处理步骤边界条件的离散或分解；求对单元(dānyuán)扰量的响应；把对单元(dānyuán)扰量的响应进行叠加和叠加积分求和。两种基于积分变换的负荷计算法：函数均采用拉普拉斯变换，边界条件的处理方法不同对边界条件进行傅立叶级数分解：谐波反应法对边界条件进行时间序列离散：反应系数法第七十四页，共96页。武汉市室外干球温度的全年(quánnián)变化第七十五页，共96页。＝＋＋输入(shūrù)边界条件的处理方法：

傅立叶级数分解第七十六页，共96页。输入边界条件的处理(chǔlǐ)方法：

时间序列离散第七十七页，共96页。两种积分(jīfēn)变换法反应系数法(冷负荷系数法)：任何连续曲线均可离散为脉冲波之和。将外扰分解为脉冲，分别求得脉冲外扰的室内(shìnèi)响应，再进行叠加室内(shìnèi)负荷。对应离散系统，拉普拉斯变换转化为Z变换谐波反应法：任何一连续可导曲线均可分解为正(余)弦波之和。把外扰分解为余弦波，分别求出每个正(余)弦波外扰的室内(shìnèi)响应，并进行叠加。第七十八页，共96页。

设备使用(shǐyòng)1小时的室内负荷响应得热：Q(t)－－输入干扰负荷(fùhè)：CLQ(t)－－响应 反应系数(xìshù)法原理图示(1)第七十九页，共96页。设备使用2小时的室内(shìnèi)负荷反应系数(xìshù)法原理图示(2)第八十页，共96页。设备(shèbèi)使用10小时的室内负荷响应反应(fǎnyìng)系数法原理图示(3)第八十一页，共96页。反应(fǎnyìng)系数法反应系数的大小即反应了某一项因素(yīnsù)对某时刻负荷大小的影响程度。反应系数为0~1，相当于影响为0~100%。内外扰的处理内扰采用冷负荷系数日射冷负荷采用冷负荷系数围护结构传热采用冷负荷温度第八十二页，共96页。(a)围护结构传热冷负荷基本计算式 Qcl()=KF[tcl()–tin]tcl()为冷负荷温度逐时值，与围护结构类型(lèixíng)、气象条件、朝向有关。tcl()反映了室外空气温度、阳光辐射、建筑物蓄热等因素的综合影响。tinKFtcl(t)Qcl(t)冷负荷温度(wēndù)：一个当量温度(wēndù)室内(shìnèi)温度第八十三页，共96页。(b)日射冷负荷 Qcl()=FCsCnDt·maxCcl()F为窗面积，Dt·max是日射得热因素最大值 Ccl()是冷负荷系数，与纬度、朝向有关。Cs为玻璃遮挡(zhēdǎng)系数，Cn为遮阳系数。Qcl(t)D·maxFCsCnCcl()反应(fǎnyìng)系数法第八十四页，共96页。内扰冷负荷 Qcl()=HG(0)Ccl(-0) HG(0)为内热源散热量 Ccl(-0)是冷负荷系数 Ccl(-0)与开始(kāishǐ)使用时间和 连续使用时间有关，与建 筑热特性有关。QQcl()Ccl(t-0)反应(fǎnyìng)系数法第八十五页，共96页。谐波(xiébō)反应法对外扰的分解：室外空气综合温度tz()=tzp+tz()=tzp+tznsin(n+n) =A0+Ansin(2n/T+n)对外扰的响应形式：围护结构对不同频率外扰有一定的衰减n=An/Bn与延迟n，响应也是傅立叶级数形式：tin,n()=An/nsin(2n/T+n-n)]通过围护结构形成(xíngchéng)的负荷：叠加tin,n()可得出tin()，通过tin()和室内热平衡就可求出负荷。第八十六页，共96页。谐波(xiébō)反应法玻璃窗冷负荷传热温差用外气温而不是室外综合温度(wēndù)：Qcl()=KFt()=KF[twp–tin+twnsin(n+n)]内扰冷负荷对内扰响应的分解方法类似对外扰响应的分解。第八十七页，共96页。谐波反应法的简化(jiǎnhuà)算法算法繁琐，故需要简化传导部分(墙、窗)：Qcl()=KFt-t为负荷温差，表中值为室温26℃时温差，可修正。算法同冷负荷系数法。日射部分：Qcl()=xgxdCnCsFJ()xg窗有效面积系数，xd地点修正系数，J()为负荷强度(qiángdù)。xdJ相当于冷负荷系数法的D·maxQcl()，xgF相当于冷负荷系数法的F。内扰部分：Qcl()=HG(0)JX-oJX-o为设备负荷强度(qiángdù)系数(-0时刻)，同冷负荷系数法的Ccl()。第八十八页，共96页。两种积分变换(biànhuàn)法总结谐波反应法的简化算法与冷负荷系数法形式(xíngshì)一致。为了便于手工计算，均把内外扰通过一个板壁形成的冷负荷分离出来，作为一个孤立的过程处理，不考虑与其它墙面和热源之间的相互影响。不能分析变物性的材料如相变材料制成的围护结构热过程。第八十