建筑设备环境概论(PPT 44页).ppt

1、1 绪论2 建筑环境概论,1.1 建筑设备包含的内容,建筑设备是现代建筑必要的组成部分，是为建筑物的使 用者提供生活和工作服务的各种设施和设备系统的总称。 一般而言，我们把“建筑设备”分为建筑给排水、暖通 空调和建筑电气三大部分内容。 1、建筑给排水系统 (1)建筑给水系统。通常分为生活、生产和消防三类。 (2)建筑排水系统。是指用来排除生活污水和屋面雨、雪水 的设备。通常室内排水管道分为生活污水系统，工业污、废 水系统，室内雨水系统。 (3)热水供应系统,2、暖通空调系统 (1)供热系统：包括热水供暖和蒸汽供暖两种。供热系统 一般由热源部分、输热部分、散热部分组成。 (2)通风系统：通常指房

2、屋内部的通风设备。 (3)空调系统 (4)燃气供应系统 3、建筑电气系统 (1)建筑供配电系统：由变配电室或配电箱、供电线路、 用电设备组成。 (2)电气照明系统：由电气系统、照明灯具等组成。 (3)弱电设备 (4)电梯 (5)电气安全与建筑防雷,1.1 建筑设备包含的内容,建筑设备涉及的专业很多，而各专业、各系统之间又互 不相关。不论是基本理论知识还是专业内容都差别很大。如 何学习掌握建筑设备的内容，注的一个重要问题。 建筑设备虽然涉及内容众多，但仍然可以找出一些共性。 1、系统的概念 在建筑设备中，我们可以看到很多的系统，如给水系 统、供暖系统、电气系统等等。在这些系统中，又呈现出两 个特

3、点： (1)完整性。每个系统都是一个完整的、有头有尾的体 系，各环节缺一不可。,1.2 建筑设备的学习方法,(2)独立性。每个系统又是相对独立的，和其他系统没有 任何关联。可以设想，如果抓住一根管线，把它从这个建筑 中拿出来，那么所取出的是一个完整的系统，而同时这个建 筑中的其他系统则纹丝不动。 2、系统的组成 每个系统大致由源、管线、设备三部分组成。 (1)源。如水泵房、锅炉房、空调机房、变配电室等。 产品在这里经过加工、处理，为我们提供所需要的资源 或能源。这部分内容可能比较复杂，专业性较强，因此应当 由各相关专业人员去完成。,1.2 建筑设备的学习方法,(2)管线。如给水管、通风管、电力

4、线、电话线等。 管线将所制备出的东西输送到各用户。可以说各种管线 都会深入到建筑中的各个房间。管线虽然很多，但相对比较 单一。通过学习应当了解以下内容： 管线的布置形式。如给水管有枝状、环状布置；电气线 有放射式、树干式、混合式等等。不同的布置形式，保障程 度不同，当然投资也不同。 管线的敷设方式。包括明敷、暗敷两种。 管径估算。不一定需要掌握准确计算管径的方法，但应 该对管径的估算有一些了解。,1.2 建筑设备的学习方法,(3)设备。如卫生器具、散热器、灯具等。 综上所述，虽然建筑设备各专业内容繁杂，但只要把握 住方法，首先建立起一个抽象的框架，一个完整、独立的， 由源、管线、设备三部分组成

5、的系统之后，在每个专项系统 的学习中，掌握各自的特点，逐步形成一个个特别的系统， 这样就比较容易掌握建筑设备的知识。,1.2 建筑设备的学习方法,1、发展迅速 2、人们观念的转变和更新 3、建筑设备内容增加、标准提高 4、新技术、新材料、新产品、新设备不断出现 5、节水、节能、环保意识的增强 6、便于使用、管理,1.3 建筑设备的学习方法,1、环境的基本概念 环境指围绕人类生存的各种外部条件或因素的总体， 包括非生物要素和人类以外的所有生物体。 环境包括自然环境和人工环境两大类。 2、环境要素与环境的功能 (1) 环境要素及其属性 环境要素又称环境基质，是指构成人类生存环境整体和各个独立的、性

6、质不同而又服从整体演化规律的基本物质成分。环境要素可分为自然环境要素和人工环境要素。,2.1 环境概述,2.1 环境概述,环境要素的属性可概括如下： 最差因子限制规律 即环境质量的好坏取决于诸要素 中处于”最低状态“的那个要素，而不能用其余的处于良好状 态的环境要素去代替和你补 等值性 任一独立的环境要素对于环境质量的限制作 用并无质的差异 整体性大于个体之和 相互联系及互相依赖 （2）环境的功能 空间功能； 营养功能； 调节功能,3、环境的特性 (1) 环境自身的特性 (2) 环境对于干扰具有整体性、有限性、不可逆性、隐 显性、持续性、和灾害放大性 4、环境问题 (1) 环境问题的分类 (2

7、) 全球性环境问题 5、可持续发展,2.1 环境概述,如果以建筑围护结构为界，建筑环境可以分为建筑内环 境和建筑外环境。建筑内环境是人们接触最密切的环境，人 们80%以上的时间是在室内度过的。建筑内环境要素有建筑 热环境、建筑光环境和建筑内空气环境和建筑内电磁环境。,2.2 建筑内环境,1、建筑热环境 (1) 室内热环境参数 室内热辐射 室内热辐射主要指室内各表面及室内设备对人体的热辐射作用。 室内空气温度 室内空气温度（简称室内气温）是表征室内热环境的主 要参数，指室内环境空气的温度.对智能建筑来说：冬季室内 气温应保持在1822；夏季空调房间内的气温应保持在 2428。,2.2 建筑内环境

8、, 室内空气相对湿度 湿度，是指空气的干湿程度。与气温、气压有关。依据 表述侧重面的不同，有绝对湿度与相对湿度之分。每立方米 湿空气中所含水蒸气的重量称为绝对湿度；它们中的极大值 又称为饱和绝对湿度；空气的绝对湿度与同温同压下的饱和 绝对湿度之比称为相对湿度。即： 室内空气相对湿度，f 空气绝对湿度(g/m3) ，fmax 空气 饱和绝对湿度(g/m3)，P空气中水蒸气分压力(Pa)，Ps 同温下 空气中饱和水蒸气分压力(Pa),2.2 建筑内环境, 室内空气流速 室内空气流速影响室内人群的对流换热与蒸发换热，影响室内空气流动交换。一般情况下，对人体舒适的气流速 度：夏季0.20.5m/s；冬

9、季0.150.3m/s。 围护结构内表面及其它表面温度 建筑室内热环境，因围护结构选取的材料性质、几何尺 寸、传热方式的不同而受到影响。围护结构的内表面温度决 定了人体辐射散热的强弱，我国民用建筑热工设计规范 （GB50176-93）对围护结构的最低要求是：夏季，内表面最高温度不得高于室外空气计算最高温度；冬季，内表面最低温度不得低于室内空气露点温度。,2.2 建筑内环境, 人体热舒适评价 人体对周边环境冷热感觉的满意程度称为人体热舒适。 热舒适是人们工作、学习、生活、社会交往的基本要求，人 对冷热的感觉，不仅与环境的用途有关，还与人的自身条 件、衣着、活动量等诸多因素有关。一般的说，人的热舒

10、适 感是建立在人与周边环境的正常热交换基础上的人体热收支 平衡。 室内热环境评价，通常采用得到国际标准化组织（ISO） 承认，由丹麦学者P.O.Fanger 综合近千人在不同热环境下的 热感觉测试结果“预测平均热感觉指标PMV”进行，在我国， 一般认为PMV值介于11之间均可视为热舒适环境。,2.2 建筑内环境,预测平均热感觉指标PMV （2） 室外热环境 建筑室外热环境主要是通过建筑外围护结构来影响室内 热环境，并以外围护结构的内表面温度来体现。 建筑围护结构 砌体、门窗、屋顶、地面、幕墙等。 传热方式 1) 热传导 从高温物质传递到与之相邻的低温物质的热量 传递现象。,2.2 建筑内环境,

11、2) 对流传热 指液体或气体通过循环流动，使温度趋于均匀的过程。 3) 热辐射 高温物体通过红外线辐射向外发出辐射能。 （3）智能建筑热环境特点 人员密度大 约为810m2/人。个人办公室的人员密度甚至高达34m2/人； 大量先进电气设备的使用，电气设备的散发热量（可按80W/m2h估算）比重增大，而人体散发热量比重减小； 坐姿工作，加之计算机、屏风、隔断、挡板、文件柜 等的布置，造成室内热量难以迅速散出，由于大多数空调采取上送风方式，对流交换不均匀，对工作面（1.5 m）以下的热环境调控作用不明显；,2.2 建筑内环境, 各种大型镜面式外装饰材料的应用，室内人工照明的大量采用，不仅产生光污染

12、，还会增加室内温度， 玻璃幕墙也会造成在夏季可发生温室效应，而在冬季发生来自冷玻璃面的低温辐射效应， (4) 获得室内理想热环境的途径 建筑设计对室内温热环境的影响 设备调节室内温热环境。进分区设计；改进空调送风的出风方式；充分利用自然条件。 利用可再生能源，降低建筑能耗 太阳能利用；自然温差（冬夏、日夜）利用；地能利用和废水、废热利用；相变材料利用；,2.2 建筑内环境,2、建筑光环境 包括自然光环境和人工照明环境两部分。 自然光是我们所在星球上万物所必然依赖的生命之源， 为生命的起源创造了条件。不仅仅是光亮，还有各种自然现 象，如风雨昼夜，有四季，温差，干湿的变化等等。 人工光环境，是人类

13、改造自然所取得的成果之一。说到 底，只是因自然光环境受时间、条件限值而做的补充，主要 用于满足人们某种视觉功能或效果。 因此，建筑光环境设计，是指最大限度地利用自然光与 合理应用人工光。,2.2 建筑内环境,2.2 建筑内环境,柏林国会大厦,建筑中央的议会大厦上部建有直径40m、高23m的玻璃穹顶，顶下是嵌有360块镜面玻璃的倒锥体，二者的透光和反光作用，使议会大厅能够得到充足的自然光。穹顶内还有一面可随日光照射方向变化而自动调整方位的遮阳板，用以防止眩光。,3、建筑声环境 （1）声的定义 任何物体围绕平衡位置所做的往复运动称为机械振动。 频率在2020000Hz的振动称为声振动.发生振动时，

14、都会迫 使该物体周围的媒质发生相应振动，使该振动在媒质中进行 由近及远的传播，其传播过程能引起人的听觉，形成声波， 也称声音或声。 （2）建筑声环境 声，时时处处伴随着我们：任何振动都可以产生声音， 而任何可听域范围的声音则会对其周边的人产生影响。,2.2 建筑内环境,除特殊应用外，一般意义上的建筑声环境，不是设计出 来的，换句话说，声是不可控的，只能采取预防或补救措施。 人因环境、温湿度 、气候、情绪、体质等条件的变化， 对声音的可接受度影响很大，对不可接受的声音便认为是噪 声。 （3）国家标准 1）标准与建议 我国已制定了国产机动车辆允许噪声标准、工业 企业噪声卫生标准、城市区域环境噪声标

15、准、居住 建筑隔声标准等。,2.2 建筑内环境,2）噪声容许标准,2.2 建筑内环境,（4）噪声防治 1）室外噪声即：由机动车辆引起的交通噪声； 解决的方法：设置声障，如隔声墙，种植花木等； 2）室内噪声 计算机设备引起的噪声； 空调、风机引起的噪声； 语音设备引起的噪声。 解决的方法：播放背景音乐、隔声挡板、吸音材料等方 法 ，以减少噪音的传播。,2.2 建筑内环境,（5）理想的室内声环境的设计 理想的室内声环境应满足如下几个方面的要求： 无令人讨厌的噪声； 无回声等音响障碍； 满足室内需要的音响效果，即话音清楚，乐声优美； 声音有足够的响度。,2.2 建筑内环境,4、建筑内空气环境 空气环

16、境是重要的建筑内环境要素之一。室内空气环境 主要由热环境、湿环境和空气质量等部分构成。 良好的室内空气环境不仅应有一个为室内多数成员所认 可的舒适的热湿环境，同时也必须能够为室内人员提供新鲜 怡人、激发活力并且对健康无负面影响的高品质空气，以满 足人体舒适和健康的需要。 (1) 室内空气品质（IAQ）的概念 室内空气品质的英文全称为 indoor air quality。 起源,2.2 建筑内环境,最早引起关注是在上个世纪的70年代，由于石油危机引 发对建筑节能的思考，为了节能将建筑的新风量标准从原来 的30m3/(hp) 降低到8m3/(hp)，并且强调建筑的密闭性 能，导致室内污染物浓度增

17、加，同时各种新技术产生的人工 合成材料在建筑中越来越多的使用，其散发出来的新污染更 加剧了室内环境的恶化，再加上人在室内的时间越来，结果 引发了各种与室内环境相关的病症(统称病态建筑综合症 SBS)。,2.2 建筑内环境, 影响因素及措施 提高室内空气品质： 应该保证室内各污染物浓度对人体不构成危害； 室内空气品质未必对人体没有伤害，室内污染物对人体 的影响不是独立的，不同浓度符合标准的挥发物的综合效 应，也可对人体健康产生危害； 室内空气品质的好坏，还与室内空气参数、人在室内滞 留时间的长短、人的生理条件等因素有关。 (2) 室内空气品质标准 智能建筑室内空气品质是近年来各国专家学者研究的重

18、 点。各国都制定有相应的标准。我国的标准有：,2.2 建筑内环境,民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325-2001 室内空气质量标准GB/T18883-2002 空气污染指数（Air pollution Index，简称API）是目前 世界上许多发达国家或地区评估该地区空气质量状况的一种 方式。我国空气质量划分等级为：,2.2 建筑内环境,(3) 影响室内空气品质的因素 影响室内空气品质的因素包括两个方面： 空气状态参数 影响室内空气品质的空气参数主要是空气的温度、湿度 和风速。 室内污染物 影响室内空气品质的污染物有很多，主要包括空气中的 气溶胶颗粒、挥发性有机化合物、香烟、石棉、甲

19、醛、氡、 烟气、燃烧产物、人体新陈代谢产物以及微生物等。 (6) 改善室内空气品质的方法,2.2 建筑内环境, 对污染源进行有效控制 污染源的控制包括三个方面：室内、室外和空调系统。 对已产生的污染物进行有效稀释，选择合适的换气次数 国家行业标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计规范GJ134- 2001规定: 居住建筑冬季采暖和夏季空调室内换气次数为 1.0次/h。 室内空气质量标准GB/T18883-2002规定： 室内新风量应不小于30立方米时人(m3/hp)。夏季空 调室内空气流速不大于0.3m/s，冬季采暖室内空气流速不大 于0.2m/s，可吸入微粒不大于0.15mg/m3。,2.2 建筑

20、内环境, 完善通风设计和调节，加强自然通风的通畅性 对空气调节的挑战已不仅限于维持何种热环境参数、采 用何种工作模式及如何节省能量消费的问题，而是扩大到空 气调节在维持空气环境的“清洁度”。 技术措施：改进送风方式、工位调节。 室内净化装置的应用 吸附型和光催化型空气过滤器。 (4) 室内空气品质的评价方法 室内空气品质的评价方法有两种： 客观评价,2.2 建筑内环境,客观评价通过仪器来检测空气中已知的有害物浓度是否 超标，直接用室内污染物浓度指标来评价室内空气品质。 选择具有代表性的污染物为 NOx、COx。 主观评价 主观评价利用人自身的感觉器官对空气品质进行描述和 评判，一般都依靠某方面

21、具有敏感器官及长年经验积累的专 家。 通过对一定背景和场合的人员进行问卷调查，并采用统 计分析等方法得出对所处空气环境的评价。 (5) 其它说明,2.2 建筑内环境,解决室内空气品质问题最直接的方法是增加新风量。从 控制角度讲，增加新风量意味着空调设备的投入和使用，就 意味着建筑用电量增加。 智能建筑中，空调设备的耗电量约占整个建筑用电量的 70 80 。 这对于从事电气专业技术的工程技术人员来说，涉及到 供配电、安全用电、节能降耗等诸多方面，这是一对矛盾， 必须在设计、施工、验收、交付等技术环节中引起重视，容 不得半点的马虎或失误。,2.2 建筑内环境,5、建筑内电磁环境 (1) 电磁辐射的

22、基本概念 电磁辐射 指能量以电磁波形式在空间传播的现象。电磁辐射来源 包括： 1) 天然辐射 天然的电磁辐射来自于地球的热辐射、太阳 热辐射、宇宙射线、雷电等。 2) 人工辐射 人工电磁辐射来自于广播、电视、雷达、通 信基站及电磁能在工业、科学、医疗和生活中的应用设备。 可以说，任何一个带电体，都可以认为是一个电磁辐射源。,2.2 建筑内环境, 电磁干扰 1)电磁噪声 一种明显不传送信息的时变电磁现象，她可 能与有用信号叠加或组合。 2)电磁骚扰 任何可能引起装置、设备或系统性能降级或 对有生命或无生命物质产生作用的电磁现象。电磁骚扰可能 是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。 3) 电磁

23、干扰 电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能 的下降。 （2）电磁辐射污染 任何带电体都有电磁辐射，当电磁辐射强度超过国家标 准，就会产生负面效应，引起人体的不同病变和危害，超过,2.2 建筑内环境,电磁场辐射标准的部分叫电磁辐射污染。 电磁辐射污染分为天然的电磁辐射污染和人为的电磁辐 射污染两类。 （3）电磁辐射污染的危害 电磁辐射对人体危害 国内外关于电磁辐射对人体危害的研究已经进行多年， 认为电磁辐射对人体的影响，与频率值的大小有关；与个人 的身体抵抗能力有关。超低频（50 Hz60Hz）和微波 （300KHz 300GHz）的电磁辐射，在以下六个方面对人 体具有潜在危害：,2.2 建筑内环境, 造成儿童白血病。 诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。 影响人的生殖系统。 导致儿童智力残缺； 影响人们的心血管系统。 对人们的视觉系统有不良影响 电气设备对周围事物造