03第3节热湿环境.ppt

第三章 建筑热湿环境 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 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。 基本概念 得热(Heat Gain ?? HG)：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。 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。 太阳辐射在玻璃中传递过程 玻璃对辐射的选择性 3mm厚普通玻璃的吸收率、反射率和透射率与入射角之间的关系 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。 空气与玻璃界面间的反射和折射作用 玻璃与空气界面间的反射和折射作用 空气与玻璃薄层界面的反射百分比r与射线的入射角和波长有关 n为物质的平均折射指数 射线通过玻璃的吸收百分比a0与射线在玻璃中的行程L及玻璃的消光系数K有关 a0=1-exp(-KL) 行程L与射线的入射角和玻璃的厚度有关； 玻璃的消光系数与玻璃的种类和入射射线的波长有关； 太阳辐射在玻璃中传递过程 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。 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。 影响玻璃对太阳辐射透射、反射率的因素 太阳辐射入射角 玻璃的厚度 玻璃材质 入射角越大透射率越小、反射率越大 玻璃越厚透射率、反射率越小 室外空气综合温度 室外空气综合温度 Solar-air Temperature 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。 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： 室外空气综合温度Solar-air Temperature 人们常说的太阳下的“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？ 天空辐射（夜间辐射，有效辐射） 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： 通过围护结构的显热得热 通过非透明围护结构的热传导 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。 与非稳态传热有关的几个概念 热容量(Heat Capacity) 材料的热物性参数之一，为单位体积材料温度升高1℃所需的热量。 导温系数 材料温度趋于一致的能力，又称热扩散系数 蓄热系数S[W/(㎡·K)]： 当某一足够厚度单一材料层一侧受到谐波热作用时，表面温度将按同一周期波动。通过表面的热流波幅Aq与表面温度波幅Aθ的比值，叫做材料的蓄热系数，即S＝Aq/Aθ。 S值按下式计算： 式中，T为热流波动周期。S值越大，材料的热稳定性越好。 热惰性指标(D)index of thermal inertia??? 表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标，其值等于材料层热阻与蓄热系数的乘积。温度波在围护结构内部衰减快慢程度的指标。单一材料围护结构，D＝Rs；多层材料围护结构，D＝ΣRS。 式中　　　R为材料层热阻，S为材料蓄热系数。D值越大，温度波在其中衰减得越快，围护结构的热稳定性越好。 热稳定性： 围护结构的热稳定性是指在周期性热作用下，围护结构本身抵