《建筑环境学》第四章 课件

第4章建筑热湿环境主线：1。建筑物理因素——热湿环境的形成2。影响因素对热湿环境的定量影响——负荷计算3。人体对热湿环境的反应——室内热湿环境标准4。从人体生理学、心理学——热湿环境的评价——是建筑环境中最重要的部分1建筑热湿环境知识框架半透明体围护结构的热工性能生理学基础心理学基础建筑热湿环境影响室内热环境的物理因素太阳辐射与综合温度湿环境非透明体围护结构的热工性能稳定特性非稳定特性冷负荷形成及计算方法人体生理学和心理学冬围护结构负荷空气渗透负荷光学特性PMV-PPD法局部不舒适感其他稳定评价热舒适性方程稳定计算方法谐波反应法冷负荷系数法夏人,照明,设备得热负荷概念湿量计算冷凝校验结露防治温态环境动态环境过度环境热湿环境评价21345555971322681—气温2—太阳辐射3—室外空气综合温度4—热空气交换5—建筑内表面辐射6—人体辐射换热7—人体对流换热8—人体蒸发散热9—室内热源室内热湿环境的形成第4章建筑热湿环境3基本概念A:室外气象条件

——外扰

B:室内发热/湿/尘量——内扰(照明、设备、人体、散湿)C:空调方式

——广义外扰◎外扰作用方式：①热交换：太阳辐射(透明/半透明体)、 热传导(围护结构)/（对流＋辐射） ②空气交换：空气渗透、空调送风◎内扰作用方式：

①辐射

②对流③蒸发

★空气状态参数变化的途径：

①对流②空气直接混合③蒸发

热,湿,尘源Vi,Ii,di,iVo,Io,do,otwQWGPqwPqnI墙体传热/湿性能——影响内/外扰对室内空气环境的作用4.1影响室内热环境的物理因素44.1影响室内热环境的物理因素4.1.1太阳辐射与室外空气综合温度建筑表面的辐射作用直射：IN散射：地面反射：ID天空散射：IS太阳辐射I0大气辐射Iy建筑表面接受的辐射建筑表面的气温作用综合温度54.1影响室内热环境的物理因素4.1.1太阳辐射与室外空气综合温度法线直射强度：P——大气透明度（反应大气污染、水蒸气等颗粒对日射的衰减）m——大气质量（反应日射强度到达表面的路程大小）I0INI1βL’=L/sinβLdxdIxI0——呈指数衰减P=IL/I0=exp(-kL)大气透明度64.1影响室内热环境的物理因素4.1.1太阳辐射与室外空气综合温度大气透明度P＝1最透明变化范围：0.65~0.75，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级最透明东京晴天的大气透明度逐月值反应大气污染、水蒸气等颗粒对日射的衰减P=IL/I0=exp(-kL)

定义：7我国的大气透明度分区654433248IN=I0Pmm=L’/L=1/sin大大为什么太阳高度角接近0º和90º时垂直面的日射量都小？反应日射强度到达表面的路程大小大气质量：m4.1影响室内热环境的物理因素4.1.1太阳辐射与室外空气综合温度大气透明度94.1.1太阳辐射与室外空气综合温度

——A——α————γ——

i——θβ90AIS,Z=INsinIN90αNSIC,Z=INcoscos墙体法线INcosγiI,Z=INcosiI0INI1βLI0太阳辐射强度直射辐射10不同太阳高度角和和大气透明度下的的太阳直射辐射强强度β直射辐射太阳辐射强度11直射Z散射S地面反射D水平面SINsinIS,S0垂直面CINcoscos0.5IS,S0.5GIS,倾斜面INcosi0.5IS,S(1+cos)0.5GIS(1-cos)水平面散射强度IS,S(Berlage公式)：散射辐射与总辐射射强度G——地面平均日射反射射率水平面日射总辐射射：垂直面日射总辐射射：太阳辐射强度12水平面总日射辐射射强度：北纬40的太阳总辐射量按不同表面(水平、垂直、倾斜斜面)计算总辐射强度例4-1短波？长波？134.1.1太阳辐射与室外空空气综合温度大气长波辐射(Ia)与晚间有效辐射(Iy)指建筑表面向天空空的有效辐射指大气向建筑表面面的辐射大气向建筑表面的的辐射：Ia(地表)建筑表面向天空的的辐射：Id(地表)建筑向天空的有效效辐射：IS,B考虑云层(地表)建筑向天空的有效效辐射：IS,y天空当量温度大气温度式4-25为何白天可可以忽略大大气长波辐辐射，晚间间不可以？？例题4-2晚间有效辐辐射14太阳直射辐辐射太空散射辐辐射对流换热地面反射辐辐射环境长波辐辐射地面长波辐辐射壁体得热ISIZID非透明体外外表面接受受热辐射：：4.1.1太阳辐射与与室外空气气综合温度度室外空气综综合温度大气长波辐辐射IZIS建筑表面接接受辐射15室外空气温温度：外表面接受受的有效热热辐射：外表面得热热：短波辐射长波辐射4.1.1太阳辐射与与室外空气气综合温度度IyId－Ia室外空气综综合温度16td(I)td(I)twtz当量空气温温度+=室外空气温温度室外空气综综合温度60℃！35℃！如果忽略围围护结构外外表面与天天空和周围围物体之间间的长波辐辐射：td(I)Iy/w工程处理：垂直面：Iy/w=0；水平面：Iy/w=3.5～4.0℃。室外空气综综合温度17导热特性：：×100气体0.006～0.6Air:～0.029液体0.07～0.7Water:～0.58建筑材料0.3～3.5钢筋混凝土土:～1.5金属2.2～240建筑钢材×20保温材料＜0.3保温材料其他要要求：γ≯600～700kg/m3;γ↑→↑；耐压强度：＞＞4kg/cm2要点:空隙率,λair＜＜λsolidtwtnλαwwnαn12围护结构传导与与热对流聚乙烯泡沫材料料：～0.044.1影响室内热环境境的物理因素4.1.2非透明体围护结结构的热工性能能表面热对流特性性：表4-3w、n=f(v、－t、热面形式)λ——墙体导热系数，，W/mK18表面辐射特性：：一般建筑内墙：：0.82～0.93，铝箔0.05～0.20太阳集热器αs↑，保温材料ε↓→常贴铝箔ρ、α、τ——墙体表面反射率率、吸收率、透透射率（τ=0：非透明体；＜＜1：半透明体）αs——表面的太阳吸收收率

红砖：ε=0.85-0.95αs=0.65-0.80外界物体辐射响应特性对外辐射特性但Cb——黑体辐射系数：5.67W/(m2K4)ε——表面黑度：4.1影响室内热环境境的物理因素4.1.2非透明体围护结结构的热工性能能19工程上：=f（墙表面平整整度，室外风风速）=19～23W/(m2K)=f（墙表面平整整度）≈8.72W/(m2K)对流放热系数数：辐射放热系数数：以外墙为例：：αout辐射对流4.1影响室内热环环境的物理因因素4.1.2非透明体围护护结构的热工工性能表面辐射特性性：20吸(放)热—导热—放(吸)热稳定传热量计计算流体与壁面对对流传热以外墙为例：：壁面与壁面辐辐射传热以外墙为例：：固体间导热传传热并联作用→表面换热串联作用并联作用→表面换热touttinλαoutWNαin14.1影响室内热环环境的物理因因素4.1.2非透明体围护护结构的热工工性能21K0、R0——墙体总传热系系数,总传热热阻R0=1/K0，K≈f（墙体材质））——GB50176-93民用建筑热工工设计规范等等twtn多层均质墙体体θwθn4.1影响室内热环环境的物理因因素4.1.2非透明体围护护结构的热工工性能稳定传热量计计算22封闭空气间层层：导热、对流、、辐射同时存存在处理方法：当量导热——表4-7实体：d↑→R↑→→传热↓→导热↓

→对流↑总传热↑(对流为主)d↑空气间层：思考：一般封闭间层层内贴铝箔(ε小)以降低传热量量,一般贴在高温温侧避免结露露,为什么？低温侧高温侧高温侧低温侧4.1.2非透明体围护护结构的热工工性能稳定传热量计计算23组合墙体：（1）分层——按等热流层分分（2）确定组合层——并联处理成当当量热阻由λ的面积加权推推导（3）整个墙体按多多层均质求解解4.1.2非透明体围护护结构的热工工性能计算方法：思考：分析按与热流平行方向划分和等热流层划分的不同。稳定传热量计计算24屋顶外墙外窗(含阳台透明部分)分户墙和楼板底部自然通风的架空楼板户门K≤1.0,D≥3.0K≤1.5,D≥3.0见下表K≤2.0K≤1.5K≤3.0K≤0.8,D≥2.5K≤1.0,D≥2.5外窗传热系数／Ｗ/(m2K)，表中r为窗墙面积比朝向窗外环境条件r≤0.250.25＜r≤0.30.3＜r≤0.350.35＜r≤0.450.45＜r≤0.5N最冷月室外平均气温>5℃4.74.73.22.5－最冷月室外平均气温≤5℃4.73.23.22.5－无遮阳措施4.73.2－－－有外遮阳(其太阳辐射透射率≤20%)4.73.23.22.52.54.74.73.22.52.5《夏热冬冷地区区居住建筑节节能设计标准准》传热系数K/Ｗ/(m2K)和热惰性指标标D的控制25JGJ26-86民用建筑节能能设计标准体形系数≤0.3体形系数＞0.3北纬～45º北纬～40º北纬～60º北纬～60º体形系数——建筑物外表面面积与其包围围的体积之比比JGJ26-95民用建筑节能能设计标准（（采暖居住建建筑部分）国内外建筑围围护结构传热热系数的比较较/W/(m2·K)JGJ24-86民用建筑热工工设计规程26墙体蓄热性能

t↑（t↓）外表面瞬时得热内表面放热衰减特性：衰减系数ν0=室外综合空气气温度波幅/内表面温度波波幅延迟特性：延迟时间ξ0=内表面温度波波动相位延迟迟蓄热特性：蓄热系数S=热流波动振幅幅与温度波动动振幅之比qnξA0Anν=A0/An4.1.2非透明体围护护结构的热工工性能不稳定热工特特性27材料的蓄热系系数——反应材料的蓄蓄热特性。表面温度波动动程度S↑→温度波动↓蓄蓄热↑一般空气间层层：S=0材料层衰减度度——材料内部温度度衰减规律热惰性指标——反抗温度波动动的能力S↑→可蓄热↑λ↑→D↓→抗波动↓D≤3.0：轻型结构3.1≤D≤≤6.0：中型结构D≥6.1：重型结构S参数均可通过过半无穷大材材料的不稳定定传热计算4.1.2非透明体围护护结构的热工工性能不稳定热工特特性28波长/m穿透率/%可见光近红外线长波红外线0.8玻璃对波长具有选择性的透过特性：3m以下波长几乎全部部透过，但却能阻隔3m以上的长波红外线线辐射——温室效应4.1影响室内热环境的的物理因素4.1.2半透明体围护结构的的热工性能光学特性294.1影响室内热环境的的物理因素4.1.2半透明体围护结构的的热工性能玻璃在界面上的反射、透过特性和内部的吸收特性：ｒ——界面的反射百分比，A0——单程吸收百分比，光学特性30反射百分比：吸收百分比：ra0标准玻璃K≈0.045玻璃/太阳下空气消光系数行程4.1影响室内热环境的的物理因素4.1.2半透明体围护结构的的热工性能光学特性314.1影响室内热环境的的物理因素4.1.2半透明体围护结构的的热工性能热工特性窗框（材料、各种种间隔、断热窗框框等玻璃系统（单层、双层、贴贴膜等）组合结构窗系统32单层：在半透明薄层内进进行反射、吸收和和透过的无穷次反反复之后的无穷多多项之和。多层：阳光照射到双层半半透明薄层时，还还要考虑两层半透透明薄层之间的无无穷次反射，以及及再对反射辐射的的透过。4.1影响室内热环境的的物理因素4.1.2半透明体围护结构的的热工性能热工特性表4-933窗框型材：木框、铝合金框、、铝合金断热框、、塑钢框、断热塑塑钢框等；玻璃层间：可充空气、氮、氩氩、氪等或有真空空夹层；玻璃层数：单玻、双玻、三玻玻等；玻璃类别：普通透明玻璃、有有色玻璃、低辐射射(Low-e)玻璃等；玻璃表面：各种辐射阻隔性能能的镀膜，如反射射膜、low-e膜、有色遮光膜等等，或在两层玻璃璃之间的空间中架架一层对近红外线线高反射率的热镜镜膜。窗玻璃中心温度4.1影响室内热环境的的物理因素4.1.2半透明体围护结构的的热工性能热工特性34通过窗进入室内的的得热：玻璃得热80%，其次是缝隙空气渗渗透得热和窗框传传热得热。玻璃钢材铝合金PVC松木玻璃钢0.7658.22030.160.170.52传热系数[W/(m2K)]6.211.912.37特定结构常用窗框材料的导导热系数[W/(mK)]中空玻璃及其他墙墙体材料的传热系系数[W/(m2K)]材料厚度传热系数隔声量/dB普通中空玻璃3+6A+33.425～30普通中空玻璃3+12A+33.030～35三层中空玻璃3+12A+3+12A+32.135～40混凝土墙1503.3≥50砖墙2402.8双玻热阻：4.1.2半透明体围护结构的的热工性能热工特性354.2房间冷负荷的形成成及其计算方法概概述4.2.1得热与负荷的基本本概念得热与负荷的定义义与构成室内热量传递形形式36冷（热）负荷：：维持室内一定热热湿环境所需要要的在单位时间内从室内内除去（补充））的热量显热负荷潜热负荷送风方式辐射方式空气温湿度环境境空气温湿度+平均辐射温度空气中热量空气+室内各表面热量量表面储存热+4.2房间冷负荷的形形成及其计算方方法概述4.2.1得热与负荷的基基本概念得热与负荷的定定义与构成37常规的送风方式式空调需要去除除的是进入到空空气中的得热量量。冷辐射板空调需需要去除的热量量除了进入到空空气中的热量外外，还包括贮存存在热表面上的的热量。4.2房间冷负荷的形形成及其计算方方法概述4.2.1得热与负荷的基基本概念得热与负荷的定定义与构成384.2房间冷负荷的形形成及其计算方方法概述4.2.1得热与负荷的基基本概念冷负荷形成过程程物体室外空气室内空气得热潜热显热对流得热辐射得热Q空调冷冻设备～房间负荷得热：进入建筑的总热热量，包括导热热、对流、辐射射、直接空气交交换/HG(n)空调负荷：维持环境空调去去除或加入的冷冷量或热量/CL(n)除热量：房间非稳定工况况下实际由空调调系统除去的热热量/HE(n)比例＝f(热源性质)表4-15蓄热比例＝f(建筑热工特性、、作用形式)压缩机功率除热量（空调送风方式式）与得热比较有衰衰减和延迟39室内热源得热＝＝室内热源源对流得热＋热源向空调辐辐射板的辐射＋＋热源向壁面的的辐射室内热源得热分分解：4.2房间冷负荷的形形成及其计算方方法概述4.2.1得热与负荷的基基本概念冷负荷形成过程程空调送风方式与与辐射空调方式式的负荷构成区区别40壁面得热分解：：壁面得热分解＝＝通过围护结构的的导热得热＋本壁面获得的的通过玻璃窗的的日射得热＝壁面对流得得热＋本壁面面向热源源的辐射射＋本壁面面向空调调辐射设设备的辐辐射＋本壁面面向其他他壁面的的长波辐辐射Qcond③①②①②③谐波反应应法(4)——得热负荷荷的过程程4.2.3非透明体体围护结结构冷负负荷及谐谐波反应应系数法法41冷负荷＝排除的对对流热得得热+潜热+空气的焓焓值增值值＝室内热源源对流得得热＋壁面对流流得热＋＋潜热＋＋渗透透得热房间空气气的热平平衡关系系——空调送风风方式负负荷4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.1得热与负负荷的基基本概念念冷负荷形形成过程程稳定时其量物理理意义?42τq实际冷负荷(轻型)实际冷负荷(中型)实际冷负荷(重型)西向瞬时太阳辐射得热设计冷负荷4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.1得热与负负荷的基基本概念念建筑蓄热热特性对对冷负荷荷的影响响谐波扰量量阶跃扰量量得热量＝＝？蓄热量＝＝？冷负荷＝＝？除热量＝＝？新概念43的发展过过程当量温差差法谐波分解解法美/1946苏/50年代得热=负荷反应系数数法ASHRAE/77年冷负荷系系数法加/1967-71日射冷负负荷系数数Z传递函数数改进典型建筑筑冷负荷荷温差及及冷负荷荷系数谐波反应法完善稳态计算法得热≠负负荷我国根据据不同对对象推荐荐采用：：冬季,内围护结结构冷负负荷外围护结结构冷负负荷室内冷负负荷窗户日射射冷负荷荷4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.1得热与负负荷的基基本概念念负荷计算算方法与与模拟软软件44冷负荷指标装机容量的冷负荷指标/W/m2<5858.1-69.869.9-81.481.5-9394-104.7104.8-16.3>116.3宾馆饭店数量/个01254210宾馆饭店百分比/%04.18.320.316.78.341.7合计百分比/%33.266.7冷负荷指标实际开机容量的冷负荷指标/W/m2<5858.1-69.869.9-81.481.5-9394-104.7104.8-16.3>116.3宾馆饭店数量/个2893200宾馆饭店百分比/%8.333.337.512.58.300合计百分比/%91.68.3实际开机机容量＜装机容量量——设备闲置置浪费惊人的浪浪费！（样本数数：24）45稳态算法法不考虑建建筑蓄热热，负荷荷预测值值偏大动态算法法，积分分变换求求解微分分方程冷负荷系系数法、、谐波反反应法：：夏季设设计日动动态模拟拟。计算机模模拟分析析软件DOE2(美国)、HASP(日本)、ESP(英国)DeST(清华)4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.1得热与负负荷的基基本概念念负荷计算算方法与与模拟软软件46冬季为什什么采用用稳定计计算方法法，而夏夏季采用用非稳定定计算方方法？问题：4.2.2稳定计算算方法tws,tnstnwtww,△to,max△to,max比较：△tw,和t=tw-tnCLQwinter=HG=KwFw(tw-tn)47方法采用室内内外瞬时时温差或或平均温温差，负负荷与以以往时刻刻的传热热状况无无关：Q＝KFT特点简单，可可手工计计算未考虑围围护结构构的蓄热热性能，，计算误误差偏大大应用条件件蓄热小的的轻型简简易围护护结构室内外温温差平均均值远远远大于室室内外温温度的波波动值（（如冬季季负荷计计算、夏夏季内墙墙负荷计计算等））4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.2稳定计算算方法48第三类边边界条件件：太难求解解了！非均匀板板壁的不不稳定传传热:其中内表表面长波波辐射：：积分变换换法基本本原理(1)4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.3非透明体体围护结结构冷负负荷及谐谐波反应应系数法法49积分变换换法基本本原理(2)对于常系数数的线性偏偏微分方程程，采用积积分变换如如傅立叶变换换或拉普拉斯变变换。积分变换的的概念是把函数从从一个域中中移到另一一个域中，，在这个新新的域中，，函数呈现现较简单的的形式，因因此可以求求出解析解解。然后再再对求得的的变换后的的方程解进进行逆变换换，获得最最终的解。。B域：问题容容易求解对函数进行行积分变换求解A域：问题难难以求解对函数解进进行积分逆变换换获得解4.2房间冷负荷荷的形成及及其计算方方法概述4.2.3非透明体围围护结构冷冷负荷及谐谐波反应系系数法如何选用？？偏微分方程程变换为常微分方程程常微分方程程变换为代数方程50拉普拉斯变变换的解形式：传递递矩阵或s-传递函数传递函数问题的解积分变换法法基本原理理(3)4.2房间冷负荷荷的形成及及其计算方方法概述4.2.3非透明体围围护结构冷冷负荷及谐谐波反应系系数法系统Input(t)Output(t)51叠加单元扰量

扰量τ单元扰量响响应响应τ分解拉普拉斯变变换：热传递过过程是线性性定常系统统傅立叶变换换：扰量周期期变化Z变换：扰量非规则变化化扰量扰量Input()ττ室外参数τ三角波分解解谐波反应法法叠加条件：：线性定常系系统传递函数冷负荷系数数法积分变换法法基本原理理(4)52谐波反应法法：任何一连续续可导曲线线均可分解解为正(余)弦波之和。。把外扰分分解为余弦弦波，分别别求出每个个正(余)弦波外扰的的室内响应应，并进行行叠加。典型扰量输输入：室外外空气温度度，输出：：室内壁温温反应系数法法(冷负荷系数数法)：任何连续曲曲线均可离离散为脉冲冲波之和。。将外扰分分解为脉冲冲，分别求求得脉冲外外扰的室内内响应，再再进行叠加加获得室内内负荷。对应离散系系统，拉普普拉斯变换换转化为Z变换典型扰量输输入：室内内热源得热热，输出：：室内负荷荷积分变换法法基本原理理(5)4.2房间冷负荷荷的形成及及其计算方方法概述4.2.3非透明体围围护结构冷冷负荷及谐谐波反应系系数法53＝＋＋16.9℃-55152535450144028804320576072008640-200200144028804320576072008640-7.507.5050100150武汉市室外外干球温度度的全年变变化傅立叶级数数分解谐波反应法法(1)4.2.3非透明体围围护结构冷冷负荷及谐谐波反应系系数法54室外温度按按余弦波（（傅氏级数数）分解（（负荷为各各阶余弦波波响应之和和）————谐波反应计计算方法波幅的衰减减相位的延迟迟系统tz,n()n,n()扰量响应ntz,pAnT/ntzτn△n,n=An/n＝△tz,n/n室外空气综合合温度室内壁面温度度扰量响应扰量响应?An＝△tz,nBn＝△n,n谐波反应法(2)——单一谐波4.2.3非透明体围护护结构冷负荷荷及谐波反应应系数法谐波反应法55室外空气综合温度1阶谐波2阶谐波3阶谐波时刻/h平均值n、n——围护结构对n阶综合温度扰量传至内表面的衰减度及相相位延迟时间间，定义：对于谐波叠加加的室外(综合)空气温度：如用振幅表示示：谐波反应法(3)——多阶谐波4.2.3非透明体围护护结构冷负荷荷及谐波反应应系数法56双向(谐波)变化——叠加计算稳定传热：tz,p、tn,p→qn,p=K（tz,p－tn,p）①qn()=①+②+③＝qn,p+△qn1()+△qn2()tn=C,仅△tz()作用:△tz()→△n()→△qn1()②tz=C,仅△tn()作用:△tn()→△n()→△qn2()③外表面瞬时得得热：内表面瞬时放放热：取得νn、n的途径：大量性能试验验得到（但很很有限），目目前手册中的的大部分数据据属这类；理论计算得到到（见4.1.2）。（传入室内的的得热量）谐波反应法(4)——得热计算4.2.3非透明体围护护结构冷负荷荷及谐波反应应系数法57谐波反应法(5)——负荷计算室外空气综合温度度扰量房间得热房间负荷墙体衰减延迟房间衰减延迟n、nn、’n58外表面太阳吸收系系数房间的衰减与延迟迟负荷温差n’,’n冷负荷温度谐波反应法(6)——工程简便计算方法法4.2.3非透明体围护结构构冷负荷及谐波反反应系数法n’,’n59软件名功能负荷计算方法条件DOE-2（美）全年逐时能耗模拟反应系数法恒物性ESP（英）建筑、设备系统能耗有限差分法变物性EnergyPlus（美）建筑、设备系统能耗传递函数法(反应系数法)恒物性HASP(日本)建筑、设备系统能耗热平衡法恒物性DeST(中)建筑、设备系统能耗状态空间法恒物性

其他还有：BLAST（美）、NBSLD（美）计算机模拟分析软软件概况z4.2房间冷负荷的形成成及其计算方法概概述4.2.3非透明体围护结构构冷负荷及谐波反反应系数法60DOE-2(DesignofExperience)由美国能源部主持持，美国LBNL开发，于1979年首次发布的建筑全年逐时能耗耗模拟软件，是目前国际际上应用最普遍的的建筑热模拟商用用软件，用户数估估计达到1000~2500家，遍及40多个国家。其中冷冷热负荷模拟部分分采用的是反应系数法，假定室内温度恒定，不考虑不同房间间之间的相互影响响。EnergyPlus美国LBNL90年代开发的商用、、教学研究用的建筑热、光模拟＋＋系统软件。采用的是传递函数法（反应系数法）。。z计算机模拟分析软软件概况61ESP-r(EnergySimulationProgramforResearch)ESP(ESP-r)是由英国Strathclyde大学的能量系统统研究组1977－1984年间开发的建筑环境与设备备系统能耗动态模拟软软件。负荷算法法采用的是有限差分法求解一维传热过过程，而不需要对基本传热方方程进行线性化，因此可模拟具有非线性部件的建筑的热过程程，如有特隆布布墙(Trombewall)或相变材料等变变物性材料的建建筑。采用的时时间步长通常以以分钟为单位。。该软件对计算算机的速度和内内存有较高要求求。HASP(Heating,Air-conditioningandSanitayEngineeringProgram)日本1971开发，采用热平衡方法动态计算负荷，，强化建筑并考考虑系统的能耗耗模拟软件。z计算机模拟分析析软件概况62DeST(Designer’sSimulationToolkit)90年代清华大学开开发的建筑与HVAC系统分析和辅助设计软件。负荷模拟部分分采用状态空间间法，即采用现现代控制论中的的“状态空间”的概念，把建筑筑物的热过程模模型表示成：状态空间法的求解是在空间上进行离散，在时间上保持连续。对于多个房间间的建筑，可对对各围护结构和和空间列出方程程联立求解，因因此可处理多房间问题。其解的稳定性及及误差与时间步步长无关，因此此求解过程所取取时间步长可大大至1小时，小至数秒秒钟，而有限差差分法只能取较较小的时间步长长以保证解的精精度和稳定性。。但状态空间法与反反应系数法和谐谐波反应法相同同之处是均要求求系统线性化，，不能处理相变墙体材料、、变表面换热系系数、变物性等等非线性问题。z分阶段计算机模拟分析析软件概况63日射得热温差传热得热得热分析：——玻璃吸收的太阳阳辐射向室内传传入的分额4.2房间冷负荷的形形成及其计算方方法概述4.2.4半透明体围护结结构得热与负荷荷及其节能方法法半透明体围护结结构得热1。日射透射得热热2。内壁面对流得得热：日射吸热热得热、温差传传热得热q=Iq=I64定义：日射得热因数处理方法：先解标准玻璃得热，其他玻璃则采用用修正系数半透明体围护结结构得热工程处理：定义标准玻璃标准玻璃：我国采用3mm厚的普通玻璃当当入射角为i=0时，=0.8，=0.074，=0.126标准玻璃日射得得热——日射得热因数Ds65吸热玻璃：在玻璃中添加金金属离子或某些些物质形成着色色玻璃，获得较较高吸收率。20世纪60年代流行——丰富色彩。反射玻璃：在玻璃表面附加加一层膜，使之之反射更多太阳阳辐射，获得较较高反射率。20年代70世纪流行——映射景色。吸热玻璃与反射玻璃比较较玻璃温度：31.4℃39.5℃36.8℃比较条件：厚度度3mm，环境：32℃，室内：24℃，太阳日射强度度：600W/m2，温差传热：49.4W/m2普通玻璃吸热玻璃反射玻璃0.865

0.06

0.051

0.111

0.024

0.889

0.075

0.150.45

0.31

0.09

0.40

0.60

0.46

0.30

0.10

0.32

0.38

0.22

0.600.40

4.2.4半透明体围护结结构得热与负荷荷及其节能方法法玻璃面发展及其其节能特性66low-e玻璃：将具有低发射率率、高红外反射射率的金属（铝铝、铜、银、锡锡等），使用真真空沉积技术，，在玻璃表面沉沉积一层极薄的的金属涂层，这这样就制成了Low-e(Low-emissivity)玻璃。对太阳辐辐射有高透和低低透不同性能。。4.2.4半透明体围护结结构得热与负荷荷及其节能方法法玻璃面发展及其其节能特性674.2.4半透明体体围护结结构得热热与负荷荷及其节节能方法法玻璃面发发展及其其节能特特性可见光冬季型Low-E玻璃7.0%45.6%45,2%2.2%普通玻璃璃高高高高高高低吸热玻璃璃中中中中中中低反射玻璃璃低低低中低low-e玻璃低低低低近红外线线可见光紫外线长波红外外线透过率高～中内镀非常常薄但又又耐久的的镀银薄薄层。20世纪80年代盛行行——节能玻璃璃。→夏季→东西向687030透过：100打开的窗户仅内窗帘帘19对流：4透过：77816mm普玻透过：19对流：32反射：4951反射对流6mm+内百叶82对流：8透过：1018反射对流外百叶+6mm各种遮阳阳及遮挡挡的日射射得热比比较降低通过过玻璃门门窗传入入室内热热量的措措施4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.4半透明体体围护结结构得热热与负荷荷及其节节能方法法69有效面积积系数地点修正正系数降低通过过玻璃门门窗传入入室内热热量的措措施4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.4半透明体体围护结结构得热热与负荷荷及其节节能方法法玻璃的遮遮阳系数数(遮挡系数数)窗户的遮阳系数数窗户面积积例4-8、例4-9不同措施施的日射射得热窗玻璃的遮阳系系数窗户得热热70降低通过过玻璃门门窗传入入室内热热量的措措施4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.4半透明体体围护结结构得热热与负荷荷及其节节能方法法通风窗、、双层通通风玻璃璃幕墙内藏百叶排风排风内藏百叶内玻璃幕墙外玻璃幕墙回/排风卷帘百叶外玻璃幕墙回/排风卷帘百叶外玻璃幕墙回/排风通风风窗窗空气屏屏障障式吸热后产产生烟囱囱效应自然机械通风排热热改善窗际际微环境境原理：节能71特隆布墙墙7273通风夹层层的节能能特性74通风双层层玻璃窗窗，内置置百页呼吸式玻玻璃幕墙墙：75a)外立面b)通风换气气层图4-29双层通风风玻璃幕幕墙降低通过过玻璃门门窗传入入室内热热量的措措施双层通风风玻璃幕幕墙与通风窗窗之区别别？76半透明体体围护结结构负荷荷计算方方法4.2房间冷负负荷的形形成及其其计算方方法概述述4.2.4半透明体体围护结结构得热热与负荷荷及其节节能方法法扰量得热得热扰量负荷传导负荷日射负荷经过了什么部件被被衰减和延迟了?77负荷温差：与什么因素有关？？玻璃窗日射冷负荷荷玻璃窗传导冷负荷荷n’,n’降低通过玻璃门窗窗传入室内热量的的措施4.2房间冷负荷的形成成及其计算方法概概述4.2.4半透明体围护结构构得热与负荷及其其节能方法工程处理：日射负荷强度=日射得热×日射负荷系数n’,n’78处理方式：太阳辐射中不考虑虑直射辐射。有阴影与无阴影混混合作用：分别考虑，按面积积计算各得热。阴影面积：可由几何关系求解解。空调得热计算：按最不利情况计算，不考虑因阴影面而而引起的得得热减少。。降低通过玻玻璃门窗传传入室内热热量的措施施4.2房间冷负荷荷的形成及及其计算方方法概述4.2.4半透明体围围护结构得得热与负荷荷及其节能能方法外遮阳阴影影面处理79冷负荷系数数法——原理4.2.5冷负荷系数数法与室内内负荷室内热源简简化基本思思想：扰量×系数室内热源设设备：冷负荷系数数HG(0)——内热源散热热量-0——热源开始散散热至计算算时刻CLQ(-0)——冷负荷系数数负荷强度系系数，它与与开始使用用时间和连连续使用时时间有关，，与建筑热热特性有关关。80冷负荷系数数求解原理理图（照明负荷荷）135791113151719第1小时第2小时第3小时第4小时时刻/h00.20.40.60.81135791113使用时数=1h得热：扰量负荷：响应热量比例时刻/h00.20.40.60.81135791113151719第1小时第2小时时刻/h负荷qτ冷负荷系数数的简便计计算4.2.5冷负荷系数数法与室内内负荷81QTZ00－T图4-31周期性阶跃扰量作用示意L冷负荷系数数的简便计计算4.2.5冷负荷系数数法与室内内负荷qτ82计算基数：：输入功率率N（电动设备备安装功率率）/kW注意计算时时应考虑：：①n1利用系数(最大实耗功功率与安装功率率之比)；②n2同时使用系系数；③n3负荷系数(实耗功率与与最大实耗功功率之比)；④n4有局部排风风时应考虑虑排风带走热热量的系数数。室内室外得热热能机械能功率热能判别主要常见设设备有电热热设备、电电动设备/考虑电动机机效率η工艺设备电动机得热计算式/W电动设备室内室内Q=1000n1n2n3N/室内Q=1000n1n2n3N室内Q=1000n1n2n3(1-)N/电热设备室内Q=1000n1n2n3n4N室内负荷4.2.5冷负荷系数数法与室内内负荷设备得热与与负荷83人体显热潜热辐射热对流热对流热吸收热负荷水分蒸发：：水分温度↑湿度↑得热室内负荷4.2.5冷负荷系数数法与室内内负荷人体得热与与负荷例4-1084谐波反应法法的简化算算法与冷负负荷系数法法形式一致致。不能分析变变物性的材材料如相变变材料制成成的围护结结构热过程程。只是在一定定程度上反反应了得热热和冷负荷荷之间的区区别，对辐辐射的影响响作了很多多简化：对墙体内表表面之间的的长波辐射射作了简化化处理，给给定比例忽略了透过过玻璃窗日日射落在墙墙内表面上上的光斑的的影响热源对流和和辐射比例例给定，与与墙表面角角系数给定定把室内空气气温度看作作是常数如果房间与与简化假定定相差较远远，则结果果的误差较较大，如内内表面温度度差别大、、房间形状状不规则、、室内空气气控制温度度随时间变变化等。积分变换法法/两种积分变变换法总结结4.2.5冷负荷系数数法与室内内负荷85夏季：室内内外温差小小，风压是是主要动力力冬季：室内内外温差大大，热压作作用往往强强于风压，，造成底层层房间热负负荷偏大。。因此冬季季冷风渗透透往往不可可忽略。理论求解方方法：网络络平衡法，，数值求解解网络平衡法法原理：工程应用：：压差法、、缝隙法、、换气次数数法节点平衡：：Gi＝0回路压力平平衡：P＝0通风渗透得得热=室内外焓差差×渗透风量＝＝负荷为什么？计算关键？？4.2房间冷负荷荷的形成及及其计算方方法概述4.2.6通风渗透负负荷86指数孔口出流渗流(流道细小)门窗渗透n0.511/1.5风压正压空调热压下部渗入上部渗出高层建筑夏季冬季负压渗入正压渗出负压空调迎风面渗入入被风面渗渗出气密性室外风速①压差法②缝隙法③换气次数法法压差高大空间自然通风流量平衡网网络法①②La=klal=f(室外风速,门窗结构,门窗缝隙长度））③La=nV=f（换气次数，室室容积）第三章视情况考虑一般考虑渗透动力起因现象影响因素方法多开口？4.2.6通风渗透负荷计算方法分析87湿源：人员、工艺设备备、水槽、地面面积水等；散湿均变为瞬时时负荷；围护结构与家具具的蓄湿作用一一般不考虑。湿表面功率为N的热源加热蒸发发湿表面散湿量：：教材式(4-121)符号见教材P.182冷负荷：蒸汽潜热，一般般蒸汽的显热不不考虑湿负荷：蒸汽量自然蒸发湿负荷：式(4-121)蒸汽源冷负荷：根据设备散热方方式，由N确定湿负荷：式(4-121)工艺性发湿除外外4.3室内湿环境的形形成4.3.1室内湿源及其散散湿量人体88围护结构传湿与与传热具有相似性，其蒸汽渗透量量(湿负荷)为：4.3室内湿环境的形形成4.3.2墙体传湿及计算算89每层界面上温度度：每层界面上水蒸蒸汽分压力：导热系数大——温降小渗渗透系系数大——分压力降小λa＜λbt(x)↓Pb[t(x)]=Pb(x)p(x)冷凝？λva＞

λvbpwPb水汽方向CBApntwPbtn水汽方向ACB4.3室内湿环境的形形成4.3.2墙体传湿及计算算90目的：建筑物内部无水水汽凝结（美观、减少发发病率、降低采采暖费、延长建建筑寿命）检验方法：使建筑物表面(表面结露)、各层(内部结露)1)调整各材料层顺顺序；见图保温层：导热系系数小，但渗透透系数大。图中A相当于保温层、、B相当于隔汽层2)设置隔汽层；布置原则：“进难易出”见图（水汽侧）内－－隔汽层－保温温层－外采暖房间？冷库库？3)设置通风间层或或泄汽沟道消除围护结构内内部冷凝的方法法Pi(x)≯pb(x)pwPbpn水汽方向CAB水汽方向CBApwPbpn4.3室内湿环境的的形成4.3.3围护结构结露露及其防治例4-11λva＞

λvbpwPb水汽方向CBApn大Rv材料91S＞0S＜0S=0人体体温生理理特征肝脏：最高，，38℃皮肤：与外界界环境有关各部分温差不不会太大日夜有1℃以内的波动代表温度：核核心温度4.4热湿环境中的的人体生理学学和心理学基基础4.4.1热湿环境中的的人体生理学学基础生理特征蓄热92人体体温的核心温度——下丘脑部位处处皮肤温度易测的代表温温度——表4-38直肠温度平均温度(在热环境中)(在冷环境中)人体体温生理理特征4.4热湿环境中的的人体生理学学和心理学基基础4.4.1热湿环境中的的人体生理学学基础93人体的正常温温度人体体温生理理特征4.4热湿环境中的的人体生理学学和心理学基基础4.4.1热湿环境中的的人体生理学学基础HotCold38oC32oC人的正常体温温：36.5℃人的皮肤表面面温度为：33.3℃94冷感受器处的的皮肤结构人体各部位的的冷点数目明明显多于热点点。问题：为什么人对冷冷更敏感？人体热感受系系统4.4.1热湿环境中的的人体生理学学基础皮下~0.2mm皮下~0.6mm95人体的皮肤和和内脏器官有有无数个“冷冷点”（冷感感受器）和““热点”（热热感受器），，它们使大脑脑产生冷热感感觉的作用系系统如下：表皮0.2mm真皮0.6mm深部脂肪层10mm热感受器位于皮肤表面下0.3-0.6mm冷感受器位于皮肤表面下0.15-0.17mm温度内脏皮肤温度核心温度大脑热感冷感主观心理描述客观生理反应客观生理反应冷热感受系统统4.4.1热湿环境中的的人体生理学学基础人体热感受系系统96人体与非生物物体的区别：人体的温度度和散热量并并不完全由环环境因素决定定，在一定环环境参数范围围内人体的体温调节系统可以以将人体的核心温温度维持在一个适适合于生存的较窄窄的范围内比较核心温度与设设定值偏差生理反应=f(M)=f(活动量)静止:36.8℃;步行:37.4℃；慢跑:37.9℃;剧烈运动:39.5℃;…自调节控制系统4.4.1热湿环境中的人体体生理学基础人体的体温自调节节控制系统97下丘脑具有调节代代谢、体温和内分分泌功能：前部主要促进散热热来降温，后部促促进产热抵御寒冷冷。散热调节方式血管扩张，增加血血流，提高表皮温温度出汗御寒调节方式血管收缩，减少血血流，降低表皮温温度通过冷颤增加代谢谢率在体温调节系统正正常工作时，增加加环境温度并不能能提高人体的核心心温度（直肠温度度）。只有改变代谢率才才能改变人体核心心温度。几个概念4.4.1热湿环境中的人体体生理学基础人体的体温自调节节控制系统98人体水分蒸发的生生理现象被动水分损耗皮肤、肺部水蒸气分压力差汗腺分泌蒸发皮肤热不平衡呼吸显热散热皮肤汗液蒸发散热皮肤湿扩散散热呼吸潜热散热归纳4.4热湿环境中的人体体生理学和心理学学基础4.4.1热湿环境中的人体体生理学基础99研究方法：心理学，研究感觉觉与刺激间的关系系学科称为心理物物理学。定义：人对周围环境“冷”“热”的主观描述。特点：尽管人描述环境的的冷热，实际上只只能感觉到自己皮皮肤下神经末梢的的温度。所以“冷”“热”与感受者的身体状态有关，不是完全客客观的反映。“中性”的定义：不冷不热，人用于于体温调节消耗的的能量最小。度量：感觉不能用任何直直接的方法测量。。热感觉4.4热湿环境中的人体体生理学和心理学学基础4.4.2热湿环境中的人体体心理学基础几个概念100皮肤温度变化率敏感区敏感区迟钝区420-1冷热感觉阈℃皮肤温度变化率/℃/s温度变化率对冷阈和暖阈的作用热感觉4.4热湿环境中的人体体生理学和心理学学基础4.4.2热湿环境中的人体体心理学基础101实线—暖阈、凉阈虚线—感觉变化阈皮肤感觉与适应温温度以及变化量之之间的关系结论？适应温度的变化/K适应温度/℃问题：环境温度30℃时，在什么情况下下感觉暖？问题：环境温度36℃时，在什么情况下下感觉凉？热感觉4.4热湿环境中的人体体生理学和心理学学基础4.4.2热湿环境中的人体体心理学基础热感冒102一只手浸入热水后后的疼痛强度问题：浸在45℃的水中，感到疼痛痛的时间约多少？？水温（℃）时间（s）←疼痛强度痛阈18s后疼痛消失4847464543热感觉4.4热湿环境中中的人体生生理学和心心理学基础础4.4.2热湿环境中中的人体心心理学基础础描述人对热热刺激的反反应103热舒适4.4热湿环境中中的人体生生理学和心心理学基础础4.4.2热湿环境中中的人体心心理学基础础当人获得一一个快感的的刺激时是是舒服的，，但此时可可能热感觉觉可能是中中性的甚至至是非中心心的同样的手温温有时感到到舒适有时时感到不舒舒适，说明明了什么？？104冷感觉一般情况取取决于平均均皮肤温度度；热感觉最初取决于于皮肤温度度，而后取取决于深部部体温；热舒适感——可以获得快快感的刺激激；可以消消除热不舒舒适感为什么？热舒适4.4热湿环境中中的人体生生理学和心心理学基础础4.4.2热湿环境中中的人体心心理学基础础comfort,thermal:thatconditionofmindwhichexpressessatisfactionwiththethermalenvironment,itrequiressubjectiveevaluation.——ASHRAE55-1992andisassessedbysubjectiveevaluation.—ASHRAE55-2004ThermalEnvironmentalConditionsforHumanOccupancyASHRAE55:标度——表4-40—ISO7730105人体蓄热率率人体能量代代谢率人体产热率率与室内相对湿度有关与活动强度有关衣着主要影响因因素:环境(t,,v,tr)衣着活动量与表面温度tr有关人体所作机机械功人体与环境境辐射换热热率人体与环境境对流换热热率人体蒸发散热率与室温ｔ、气流风速ｖ有关热平衡方程程4.4热湿环境中中的人体生生理学和心心理学基础础4.4.3人体热平衡衡方程以及及热舒适性性描述106人体感到舒舒适的必要条件：S=0人体感到舒舒适的充分条件：人体按正常常比例散热热对流散热/总散热辐射散热/总散热呼吸、无感觉蒸发散热/总散热25～30%45～50%25～30%当S=0时：将前述各各散热量量计算式式代入方方程式，，可以得得到公式式（5-32），即人人体蓄热热量S取决于6个因素的的定量描描述：P.O.Fanger热舒适方方程人体正常常的散热热范围：：热舒适方方程4.4热湿环境境中的人人体生理理学和心心理学基基础4.4.3人体热平平衡方程程以及热热舒适性性描述107蓄热量不不同时的的生理现现象4.4热湿环境境中的人人体生理理学和心心理学基基础4.4.3人体热平平衡方程程以及热热舒适性性描述S>0：体温升高高，40℃时人出汗汗停止；；43.5℃时人死亡亡。S<0:体温降低低，人体体颤抖；；34℃时，肌肉肉适应，，停止颤颤抖；28℃时，呼吸吸停止，，人死亡亡。108产能量(代谢率)进食体内化学学反应等等客观因素素:活动强度度/环境/性别/年龄/进食后时时间长短短/等主观因素素:神经紧张张程度等等作机械功功皮肤/服装/呼吸热交换环境热平衡与无生命命物质能能量平衡衡的主要要区别单位met：1met=58.2W/m2，即成年男男子静坐坐时的代代谢率。。成年男子子RMB：46W/m2/0.8metBMR变化范围围：10~15％。超过过20％为病态态。影响因素素基础代谢谢率/RMB→维持生命命所需最最低产能能→用于于比较不同条件件时的代谢率率/早餐前清清醒静卧卧半小时时,室温为18～25℃测得人体能量量代谢率率M4.4热湿环境境中的人人体生理理学和心心理学基基础4.4.3人体热平平衡方程程以及热热舒适性性描述研究方法法109人体能量量代谢率率MM=f(耗氧量、、CO2排放量)=f(活动量)1met0.83km/h2.03.08.05km/h10km/h1.4一般室内运动动代谢率多在在5met以下肌肉活动强度度对代谢率起起决定性的影影响表4-42式4-134人体能量如何何分配？4.4热湿环境中的的人体生理学学和心理学基基础4.4.3人体热平衡方方程以及热舒舒适性描述研究方法？定量方法表面积＝1.8m2,中国人的表面面积1.5～1.8m2；110定义：人体的机械效效率∵S=0时：C+R+E=(M-W)实际<M计算空调负荷计算算时：取η≈0，即：W≈0——偏安全计算问题：人体是高效的的能量转化系系统吗？人体所作的机机械功W4.4热湿环境中的的人体生理学学和心理学基基础4.4.3人体热平衡方方程以及热舒舒适性描述<0.2111呼吸显热散热热：皮肤汗液蒸发发散热：皮肤湿扩散散散热：呼吸潜热散热热；人体平均皮肤肤温度：皮肤呼吸人体总蒸发散散热量E4.4热湿环境中的的人体生理学学和心理学基基础4.4.3人体热平衡方方程以及热舒舒适性描述112ε——人体表面发射射率，灰体且且长波辐射时时等于吸收率率feff——人体有效辐射射面积修正系系数，考虑不不同姿势的修修正σ——斯蒂芬-玻尔兹曼常数数5.67×10-8W/m2K4tcl——衣服外表面温温度：②①0.80.40.70.780.720.7人体外表面面与外界的的辐射换热热量R4.4热湿环境中中的人体生生理学和心心理学基础础4.4.3人体热平衡衡方程以及及热舒适性性描述113tcl——可以通过①①②③联立立求解③人体外表面面与周围环环境空气的的对流换热热量C4.4热湿环境中中的人体生生理学和心心理学基础础4.4.3人体热平衡衡方程以及及热舒适性性描述fcl──人体服装面面积系数，，它是着装装后实际表表面积Acl与人体裸身表面积积AD之比，即：：对流换热114当S=0人体达到热热平衡时有有：4.4热湿环境中中的人体生生理学和心心理学基础础4.4.3人体热平衡衡方程以及及热舒适性性描述舒适性方程程及其影响响因素M、W、ta、Pa、mrt、fcl、tcl、cl。f(tcl，ta，va)f(ta，va，Icl，fcl，mrt，M)f(Icl)f(ta、a)ta、Pa(或)、mrt、va、M、Icl六个影响参数：：115成年男子在不同同环境温度下的的散热工程上妇女、儿儿童散热取值为为男子散热参数数的85%全热：主要决定定于肌肉活动强强度，其它它因素影响在应应用上可以忽略略。显热：决定于环境温度，随温度上上升而减少。潜热(散湿)：决定于环境温度，随温度上上升而增加。正正常情况下，提提高环境温度仅仅影响出汗速率率，不影响直肠肠、皮肤温度。人体总散热量4.4.3人体热平衡方程程以及热舒适性性描述116S=(M-W)1.7310-2M(5.867Pa)0.0014M(34ta)3.05[5.7330.007(MW)Pa]0.42(MW58.2)皮肤扩散蒸发散散热汗液蒸发散热fclcl(tcl-ta)3.9610-8fcl[(tcl+273)4(mrt+273)4]对流散热辐射散热=TL=S=(M-W)－(E±C±R＋)=0呼吸潜热呼吸显热散热达到热平衡时4.5人对热湿环境的的评价4.5.1PMV-PPD指标及其影响因因素舒适性方程PMVSPMV：客观物理量感觉主观定量PMV热感觉标尺+3热+2暖+1微暖0适中-1微凉-2凉-3冷表4-43117PMVPPD通过满意度描述述由大量试验获获得PMV指标只代表了同一一环境下绝大多数数人的感觉，不能能代表所有个人的的感觉。PPD是通过概率分析确确定某环境条件下下人群