建筑熱工學(xué)日照防潮重慶大學(xué)

1、會計學(xué)1建筑熱工學(xué)日照防潮重慶大學(xué)建筑熱工學(xué)日照防潮重慶大學(xué)第1頁/共96頁25.3 建筑日照 本節(jié)要點：本節(jié)要點： 1. 日照基本規(guī)律； 2. 日照標準; 3. 日照設(shè)計方法。 第2頁/共96頁35.3.1日照基本規(guī)律 一一、 地球運行規(guī)律地球運行規(guī)律 公轉(zhuǎn), 自轉(zhuǎn)第3頁/共96頁4 (1) 地球公轉(zhuǎn) 一年365天 黃道面: 地球繞太陽運行的軌道平面 地軸與黃道面成 6633傾斜。 太陽赤緯角 : 太陽光線與赤道平面的夾角。第4頁/共96頁5 夏至日 太陽赤緯角 =2327 第5頁/共96頁6 夏至日 太陽赤緯角 =2327 第6頁/共96頁7 夏至日 太陽赤緯角 =2327 北半球晝長夜短

2、 南半球晝短夜長 第7頁/共96頁8 夏至日 太陽赤緯角=2327 北半球晝長夜短 南半球晝短夜長 北極圈永晝 南極圈長夜 第8頁/共96頁9第9頁/共96頁10 冬至日 太陽赤緯角 =2327 北半球晝短夜長 南半球晝長夜短 北極圈長夜 南極圈永晝 第10頁/共96頁11 春分、秋分 太陽赤緯角 =0 南北半球晝夜等長 第11頁/共96頁12 地球公轉(zhuǎn)的日期 赤緯角 : 2327 2327 第12頁/共96頁13季 節(jié)日 期赤 緯 日期季節(jié)夏 至6月21日或22日2327芒種6月6日左右22307月7日左右小暑小滿5月21日左右20007月21日左右大暑立夏5月6日左右15008月8日左右立

3、秋谷雨4月21日左右11008月21日左右處暑清明4月5日左右6009月8日左右白露春分3月21日或22日09月22日或23日秋分驚蟄3月6日左右60010月8日左右寒露雨水2月21日左右110010月21日左右霜降立春2月4日左右150011月7日左右立冬大寒1月21日左右200011月21日左右小雨小寒1月6日左右223012月7日左右大雪232712月22日或23日冬至 一年二十四節(jié)氣的太陽赤緯角 第13頁/共96頁14 (2) 地球自轉(zhuǎn) 一天24小時 太陽時: 以太陽位于正南向為12時規(guī)定的時間系統(tǒng) 時角: 0 360 第14頁/共96頁15 (3) 日照規(guī)律基本參數(shù) 地球公轉(zhuǎn): 赤緯

4、角 (2327 2327) 地球自轉(zhuǎn): 時角 (0 360) 地面位置: 緯度 (0 90) 第15頁/共96頁16 二二、 太陽在天空中的位置太陽在天空中的位置 太陽高度角hs 太陽方位角As 第16頁/共96頁17 一天中: 正午 As =0 , hs 最大 上午、下午 As , hs 對稱分布 hs第17頁/共96頁18 一年中: 春分、秋分: 90As 90 As 范圍: 180 hs第18頁/共96頁19 一年中: 春分、秋分: 90As 90 As 范圍: 180 hs第19頁/共96頁20 一年中: 冬至日: 90 As 90 As 范圍: 180 hs第21頁/共96頁22 三

5、三、 太陽太陽高度角高度角hs和和方位角方位角As計算計算 sinhs=sin sin + coscoscos位置 日期 時間hs , As 第22頁/共96頁23 1.太陽高度角hs計算 (1) 南向hs 南向: = 0sinhs=sin sin+cos coscossinhs=sin sin+cos cos =cos () =cos ( )hs =90 第23頁/共96頁24 (1) 南向hs : hs =90 重慶(=2935) 冬至日 = 2327 hs =90 2935( 2327) =3658 夏至日 = 2327 hs =90 2935 2327 =8352 秋、春分 = 0 h

6、s =90 2935 0 =6025第24頁/共96頁25 (1) 南向hs : hs =90 重慶(=2935) 冬至日 = 2327 hs =90 2935( 2327 ) =3658 夏至日 = 2327 hs =90 2935 2327 =8352第25頁/共96頁26sinhs=sin sin+cos coscos = 0 (2) 日出、日沒時間T 日出、日沒: hs = 0 日出、日沒 時角 : cos =tan tan 日出、日沒 時間 T :12時0時 時間360 24小時 15 1小時 1 4分第26頁/共96頁27 日出、日沒時角 : cos =tan tan 重慶(=29

7、35) 冬至日 = 2327 cos =tan 2935 tan (2327)=0.246 = 75.7第27頁/共96頁28 日出、日沒時角 : cos =tan tan 重慶(=2935) 冬至日: = 75.7 T=6時57分12時0時 =75.7 75.7 5時3分第28頁/共96頁296時57分6時57分(17時3分)12時 日出、日沒時角 : cos =tan tan 重慶(=2935) 冬至日 : T=6時57分 0時第29頁/共96頁30 日出、日沒時角 : cos =tan tan 重慶(=2935) 春、秋分 : = 0, = 90 T=6時 6時6時(18時)12時0時第

8、30頁/共96頁31 日出、日沒時間T : 重慶(=2935) 冬至日 : T=6時57分 春、秋分 : T=6時 夏至日 : T=5時3分 12時0時特點: T春+T秋= T冬+T夏=12第31頁/共96頁32 2.太陽方位角As計算 日出、日沒 : hs = 0 cossincossA第32頁/共96頁33 日出、日沒 As: 重慶(=2935) 冬至日 = 2327 As= 62.8= 6248 cossincossA4575. 03529cos) 2723sin(cossAs62486248冬至第33頁/共96頁34 日出、日沒 As: 重慶(=2935) 冬至日: As= 6248

9、春、秋分 : As= 90 夏至日 : As= 11712 s冬至夏至秋、春分特點: As春+As秋= As冬+As夏=180第34頁/共96頁35s冬至夏至 終年陰影區(qū)終日陰影區(qū)第35頁/共96頁365.3.2日照標準 一一、 背景背景 工業(yè)革命以來出現(xiàn)了城市擁擠, 居住條件惡化, 流行病漫延等環(huán)境問題。 城市改造, 城市環(huán)境建設(shè), 田園城市 1932年第四屆國際建筑師大會提出: 居住建筑在冬季至少應(yīng)有2小時的日照 美國公眾健康協(xié)會要求: 至少有一半的居住用房在冬至日中午有12小時日照 各國制定了相應(yīng)法規(guī), 規(guī)定了居住建筑日照要求。 第36頁/共96頁37 二二、 日照標準日照標準 城市居住

10、區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范GB5018093 住宅建筑規(guī)范GB 503682005 住宅建筑日照標準建筑氣候區(qū)劃、氣候區(qū)氣候區(qū)、氣候區(qū)大城市中小城市大城市中小城市日照標準日大寒日冬至日日照時數(shù)（h）231有效日照時間（h）816915計算起點底層窗臺面第37頁/共96頁38 建筑氣候分區(qū) 第38頁/共96頁39 建筑日照分區(qū) 大寒日日照時數(shù): 2(大城市) 3(中小城市) 日照時數(shù): 3 (大城市大寒日) 1(中小城市冬至日) 冬至日日照時數(shù): 1 第39頁/共96頁40 日照標準特點: (1) 按不利原則規(guī)定 日照標準日: 冬至日, 大寒日 計算起點: 底層窗臺面 建筑氣候區(qū)劃、氣候區(qū)氣候區(qū)、氣候區(qū)大城

11、市中小城市大城市中小城市日照標準日大寒日大寒日冬至日冬至日日照時數(shù)（h）231有效日照時間（h）816915計算起點底層窗臺面底層窗臺面第40頁/共96頁41 日照標準特點: (2) 在經(jīng)濟、人口集中的I, II, III, IV, VII氣候區(qū), 大城市的日照要求低于中小城市 比較: 日照時數(shù) 建筑氣候區(qū)劃、氣候區(qū)氣候區(qū)氣候區(qū)氣候區(qū)、氣候區(qū)大城市中小城市大城市中小城市日照標準日大寒日冬至日日照時數(shù)（h）231有效日照時間（h）816915計算起點底層窗臺面第41頁/共96頁42 日照標準特點: (2) 在經(jīng)濟、人口集中的I, II, III, IV, VII氣候區(qū), 大城市的日照要求低于中小

12、城市 比較: 日照有效時間帶(太陽時) 建筑氣候區(qū)劃、氣候區(qū)氣候區(qū)氣候區(qū)氣候區(qū)、氣候區(qū)大城市中小城市大城市中小城市日照標準日大寒日冬至日日照時數(shù)（h）231有效日照時間（h）816915計算起點底層窗臺面第42頁/共96頁43 三三、 太陽時與標準時太陽時與標準時 太陽時T 與位置有關(guān): 經(jīng)度相同的位置, 太陽時相同第43頁/共96頁44 時區(qū)劃分: 按經(jīng)度每15為一個時區(qū), 共24個時區(qū),每個時區(qū)以其中央子午線所在處的太陽時為標準時,每兩個相鄰時區(qū)的標準時相差1小時 第44頁/共96頁45 0時區(qū)標準時: 英國倫敦格林威治時間 中國: 東5時區(qū) 東9時區(qū) 中國標準時=北京時間=東8時區(qū)標準時

13、第45頁/共96頁46 標準時與太陽時的關(guān)系: 經(jīng)度L 太陽時T 北京時間T 120 T = T 北京市11617 ? 12時 L T 1 4分 第46頁/共96頁47 標準時與太陽時的關(guān)系: 經(jīng)度L 太陽時T 北京時間T 120 T = T 北京市11617 11時45分12秒 12時 L T 1 4分 3.7 14.8分第47頁/共96頁48 標準時與太陽時的關(guān)系: 經(jīng)度L 太陽時T 北京時間T 120 T = T 北京市11617 11時45分12秒 12時 太陽時T與北京時間T 的換算: T = T +4(L120) 分 第48頁/共96頁495.3.3日照設(shè)計 內(nèi)容: 確定建筑的日照

14、間距 計算建筑的日照時間 方法: (1) 棒影日照圖 (2) 日照模型實驗 (3) 日照分析軟件 第49頁/共96頁50 (1) 棒影日照圖 第50頁/共96頁51 (1) 棒影日照圖 第51頁/共96頁52 (2) 日照模型實驗 第52頁/共96頁53 (2) 日照模型實驗 第53頁/共96頁54 (2) 日照模型實驗 第54頁/共96頁55 (3) 日照分析軟件 第55頁/共96頁56 (3) 日照分析軟件 詳見第8章介紹 第56頁/共96頁57 5.3 建筑日照復(fù)習(xí)： 日照三參數(shù): 赤緯角, 時角,緯度 太陽高度角hs和方位角As的變化特點及計算 日照標準及其特點 日照設(shè)計方法第57頁/

15、共96頁58思考題： 地球上哪些位置日照規(guī)律相同? 哪些位置太陽時相同? 一年中太陽方位角的變化范圍在高緯度地區(qū)和低高緯度地區(qū)有何差別?第58頁/共96頁59第5章 建筑熱工學(xué)5.1 建筑保溫5.2 建筑防熱5.3 建筑日照5.4 建筑防潮第59頁/共96頁605.4 建筑防潮 本節(jié)要點：本節(jié)要點： 1. 圍護結(jié)構(gòu)熱濕分布； 2. 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝控制。 第60頁/共96頁615.4.1建筑中的濕問題濕問題 (1) 內(nèi)表面凝結(jié) 潮濕表面容易滋生霉菌及其他微生物繁殖，并會散布到室內(nèi)空氣中和物品上，使物品變質(zhì)，影響環(huán)境衛(wèi)生, 危害人體健康。 解決辦法: 圍護結(jié)構(gòu)保溫達到最小熱阻要求 第61頁/共9

16、6頁62 (2) 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部凝結(jié) 建筑材料受潮, 導(dǎo)致強度降低、變形、腐爛、脫落，降低使用質(zhì)量，影響建筑物的耐久性。圍護結(jié)構(gòu)中的保溫材料受潮，導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)增大，保溫能力降低。P室外室外 P室內(nèi)室內(nèi)第62頁/共96頁635.4.2 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝 一、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝判定依據(jù)一、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝判定依據(jù) 凝結(jié)條件: P Ps 不凝結(jié) 凝結(jié)第63頁/共96頁64 二、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度分布二、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度分布 根據(jù) 計算 e321qqqqqe32i,第64頁/共96頁65 iiiei011tRttRei0iiittRRt1qq 第65頁/共96頁66ei01ii2ttRRRt

17、ei0iiittRRtei021ii3ttRRRRtei0eeettRRt第66頁/共96頁67 溫度分布圖解法 材料層的熱阻越大，溫度分布直線降落越陡 第67頁/共96頁68 根據(jù)溫度 得到飽和水蒸氣分壓力:e32i,se3s2ssi,PPPP第68頁/共96頁69 三、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部水蒸汽分壓力分布三、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部水蒸汽分壓力分布 穩(wěn)定傳熱傳濕比較: 傳熱 傳濕 熱流強度q 單位:W/m2 蒸汽滲透強度 單位:g/(m2h) q =溫差熱阻R=d 熱阻: 材料的導(dǎo)熱系數(shù) =蒸汽壓力差蒸汽滲透阻H=d 蒸汽滲透阻: 材料的蒸汽滲透系數(shù)一般密實材料小,多孔透氣材料大第69頁/共96頁700eiH

18、PP 3210HHHH =蒸汽壓力差蒸汽滲透阻12i1HPP 2322HPP 3e33HPP 第70頁/共96頁71 計算 Pi 、P2 、 P3 、 Pe : (1) 由ti、te和i、 e ，計算出Pi 、Pe ti、te Psi 、Pse Pi = i Psi Pe =e Pse (2) 根據(jù) = 1 1 = 2 2 = 3 3 計算 P2, P3 第71頁/共96頁72PiP2 H1 = = P2P3 H2PiPe H0ei01i2PPHHPPei021i3PPHHHPP = 1 1 = 2 2 第72頁/共96頁73 四、四、 圍護結(jié)構(gòu)濕分布計算步驟圍護結(jié)構(gòu)濕分布計算步驟 (1) 由

19、ti、te ，計算i 、 1 、 e ; (2) 由i、1 、 e , 查表得Psi， Ps1 , Pse, (3) 由ti、te和i、 e ，計算Pi 、P1, Pe (4) 在圍護結(jié)構(gòu)剖面圖上，以壓力為縱坐標，連接Psi Ps1 , Pse 各點為一折線，即為飽和水蒸汽分壓力Ps分布；同理，連接Pi 、P1, Pe各點為一折線，即為水蒸汽分壓力P分布。 第73頁/共96頁74 【例5-8】檢查下圖所示外墻是否會產(chǎn)生冷凝。 已知: ti=16，i =60%， te =4， e =50% 外墻構(gòu)造： 120mm厚石灰砂漿內(nèi)粉刷； 250mm厚加氣混凝土（密度500kg/m3）； 3120mm厚

20、磚墻。 【解】步驟如下: （1）計算各層熱阻和水蒸汽滲透阻 （2）計算室內(nèi)、外空氣的水蒸汽分壓力 （3）計算各層的溫度和水蒸汽分壓力 （4）作出P與Ps分布圖 第74頁/共96頁75序號材料層d(m)RH1石灰粉刷0.020.810.0250.00012166.672加氣混凝土0.050.190.2630.000199251.513磚墻0.120.810.1480.00006671799.10 （1）計算各層熱阻和水蒸汽滲透阻436. 0R28.2217Hm2.K/Wm2hPa /g586. 004. 0436. 011. 00Rm2K/W28.22170Hm2hPa /g第75頁/共96頁7

21、6 （2）計算室內(nèi)、外空氣的水蒸汽分壓力 ti=16， Psi =1817 Pa 則 Pi = i Psi =181760%=1090.3 Pa te =4， Pse=437.3 Pa 則Pe =e Pse =437.350%=218.7 Pa第76頁/共96頁77 （3）計算各層的溫度和水蒸汽分壓力 , Psi =1419.9 Pa , Ps2 =1347.9 Pa , Ps3 =726.6 Pa , Pse =492.0 Pa Pa Pa2 .12)416(586. 011. 016i4 .11)416(586. 0025. 011. 01624 . 2)416(586. 0263. 00

22、25. 011. 01636 . 2)416(586. 004. 0586. 016e78.1024)7 .2183 .1090(28.221767.1663 .10902P92.925)7 .2183 .1090(28.221751.25167.1663 .10903P第77頁/共96頁78 （4）作出P與Ps分布圖 P曲線與Ps曲線相交，說明墻體內(nèi)部將出現(xiàn)冷凝 Psi =1419.9 Pa Ps2 =1347.9 Pa Ps3 =726.6 Pa Pse =492.0 Pa Pi = 1090.3 Pa P2 = 1024.8 Pa P3 = 925.9 Pa Pe =218.7 Pa第7

23、8頁/共96頁79 五、五、 冷凝量估計冷凝量估計 冷凝界面: 最易出現(xiàn)冷凝，而且凝結(jié)最嚴重的界面 位于材料的蒸汽滲透系數(shù)由大變小的界面第79頁/共96頁80 冷凝強度: 采暖期內(nèi)總的冷凝量: 采暖期內(nèi)保溫材料濕度的增量: e , 0Bcs,i , 0cs,A21cHPPHPPg/(m2h)hc0, c24ZZh : 暖期天數(shù) g/m2(%)100100024hcdZd : 材料厚度(m); :材料密度(kg/m3 )d: 材料面密度(kg/m2) 第80頁/共96頁81部分保溫材料的允許濕度增量 保溫材料名稱 （%）多孔混凝土（泡沫混凝土、加氣混凝土等）0=500700kg/m34水泥膨脹珍珠巖和水泥膨脹蛭石等， 0=300500kg/m36瀝青膨脹珍珠巖和瀝青膨脹蛭石等，0=300400kg/m37水泥纖維板5礦棉、巖棉、玻璃棉及其制品（板或氈）3聚乙烯泡沫塑料15礦渣和爐渣填料2第81頁/共96頁82 5.4.3 防止和控制內(nèi)部冷凝措施防止和控制內(nèi)部冷凝措施 1.合理布置材料層的相對位置讓蒸汽難進易出 第82頁/共96頁83 2.設(shè)置隔汽層 PsP第83頁/共96頁84隔汽材料d（mm）H（m2hPa /g）石油瀝青油紙0.4333石油瀝青油氈1.51107熱瀝青一道2267熱瀝青二道4480乳化瀝青二道520聚氯乙烯涂層二