建筑熱工課件

1、建筑熱工20141一.簡(jiǎn)介一、簡(jiǎn)介1.基本內(nèi)容（1）建筑熱環(huán)境的基本知識(shí)（2）建筑傳熱的基本知識(shí)（3）建筑保溫設(shè)計(jì)（4）建筑防潮設(shè)計(jì)（5）建筑防熱設(shè)計(jì)（6）建筑日照和遮陽(yáng)設(shè)計(jì)2.考核方式（1）課堂作業(yè)2-3次（2）課堂出勤（3）考試 閉卷考試3.聯(lián)系方式：（短信）課程介紹2一.簡(jiǎn)介4.參考教材：建筑物理，劉加平編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社建筑熱環(huán)境，葉歆，清華大學(xué)出版社建筑熱環(huán)境，劉念雄、秦佑國(guó)，清華大學(xué)出版社課件及教材下載網(wǎng)址： 密碼：student參考材料3一.簡(jiǎn)介5.學(xué)習(xí)目的： 建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)提供舒適、健康、高效的建筑環(huán)境 建筑熱環(huán)境直接影響舒適性。但是由于設(shè)計(jì)上的原

2、因， 建筑并非時(shí)時(shí)讓我們感到舒適。南方：夏季制冷 北方：冬季采暖解決方法：合理的布局、平剖面設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)，合 理選擇建筑設(shè)備和新能源課程簡(jiǎn)介4一.簡(jiǎn)介托馬斯赫爾佐格教授（德國(guó)）：建筑師要掌握的知識(shí)太多，我們不可能樣樣精通，但概念理解非常重要，否則我們無(wú)法在前期構(gòu)思時(shí)提出具有生態(tài)意義的想法，也難以與其他專業(yè)人員溝通。我們無(wú)法想像，外科醫(yī)生在不了解循環(huán)系統(tǒng)的情況下會(huì)盲目地為病人做手術(shù)。建筑師相當(dāng)于一個(gè)樂(lè)隊(duì)指揮而非演奏員，他不必具備高超的演奏技巧，但他必須了解每種樂(lè)器的性能以充分發(fā)揮其潛力。我本人并不精通那些物理或力學(xué)計(jì)算，但我喜歡從整體上去把握它們之間的關(guān)系。名人寄語(yǔ)5第一章 建筑熱環(huán)境基本知識(shí)

3、第一章6 一.室內(nèi)外熱環(huán)境參數(shù)及其對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響二.室內(nèi)熱環(huán)境及評(píng)價(jià)方法第一章7一 .室外熱環(huán)境大氣多年（幾十或幾百年）的平均狀態(tài)（氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、降水）形成因素：太陽(yáng)輻射（緯度）、大氣環(huán)流（海陸，降水）、下墊面性質(zhì)（地形地貌）等第一章1.氣候：一 室外熱環(huán)境8 1.1 氣候區(qū)劃 對(duì)一個(gè)國(guó)家、一個(gè)地區(qū)，按一定的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需要適當(dāng)照顧自然區(qū)或行政區(qū)，將全國(guó)或某個(gè)區(qū)域按不同氣候特色劃分為若干小區(qū)，稱為氣候區(qū)劃。第一章 1.2 建筑氣候 研究建筑物如何適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，合理地規(guī)劃、布局、選材、設(shè)計(jì)施工等，以創(chuàng)造適宜的室內(nèi)氣候和良好的建筑物的氣象效應(yīng)的科學(xué)，這就是建筑氣候?qū)W。一 .

4、室外熱環(huán)境9一 .室外熱環(huán)境暖濕區(qū)干熱區(qū)溫和區(qū)寒冷區(qū) 柯本世界氣候分區(qū)圖 世界分 成四個(gè) 氣候區(qū)第一章10一 .室外熱環(huán)境我國(guó)氣候有三大特點(diǎn)第一章顯著的季風(fēng)特色明顯的大陸性氣候多樣的氣候類型11一 .室外熱環(huán)境1.3 建筑設(shè)計(jì)的熱工分區(qū)：第一章 我國(guó)的建筑熱工氣候分為五大區(qū):嚴(yán)寒地區(qū) 寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)溫和地區(qū)12 我國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)第一章一 .室外熱環(huán)境第一章13一 .室外熱環(huán)境 建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)要求第一章14一 .室外熱環(huán)境第一章1.4 太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射：建筑外部的主要熱源15一 .室外熱環(huán)境第一章太陽(yáng)總輻射能量比例太陽(yáng)常數(shù)1353W/m2：大氣層外的輻射強(qiáng)度進(jìn)入大氣層后被

5、反射和吸收，光譜成分有所改變，輻射強(qiáng)度有所改變。太陽(yáng)高度角是重要影響因素。16超短波X射線和其它一些超短波射線在通過(guò)電離層時(shí)被O2、N2及其它大氣成分強(qiáng)烈吸收短波受到天空中的各種氣體分子、塵埃、微小水珠等質(zhì)點(diǎn)的散射，使得天空呈現(xiàn)藍(lán)色紫外線被大氣中的臭氧所吸收長(zhǎng)波被CO2和水蒸氣等溫室氣體所吸收剩下的可見光近紅外線第一章第一章大氣層對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收一 .室外熱環(huán)境17直射輻射：為可見光和近紅外線散射輻射：被大氣中的水蒸汽和云層散射，為可見光 和近紅外線大氣長(zhǎng)波輻射：大氣（水蒸汽和CO2）吸收后再向地面 輻射，為長(zhǎng)波輻射。在日間比例很小，可以忽略。 所謂太陽(yáng)總輻射照度一般僅包括前兩部分大氣層對(duì)太陽(yáng)

6、輻射的吸收(由三部分組成)第一章一 .室外熱環(huán)境18一 .室外熱環(huán)境 太陽(yáng)輻射照度：大連 拉薩第一章19一 .室外熱環(huán)境 太陽(yáng)輻射:第一章建筑各朝向表面的日輻射照度隨季節(jié)的變化規(guī)律各不相同。太陽(yáng)輻射對(duì)建筑熱環(huán)境影響很大：綜合考慮朝向和季節(jié)屋面接受輻射最多，遠(yuǎn)超過(guò)垂直面南向夏季熱輻射較少，而冬季最多東西向夏季熱輻射比南向高20一 .室外熱環(huán)境第一章太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)地球大氣時(shí)，由于大氣層的反射、散射和吸收進(jìn)入地表的太陽(yáng)輻射大大削弱。削弱的程度與射線在大氣中的行程長(zhǎng)短和大氣質(zhì)量有關(guān)。而行程長(zhǎng)短主要取決于太陽(yáng)高度角和海拔21空氣溫度室外氣溫通常是指距地面1.5m高、 背陰處的空氣溫度。影響室外氣溫的主要因

7、素有太陽(yáng) 輻射照度、氣流狀況、地面覆蓋 情況以及地形等等。室外溫度：不斷波動(dòng)，分為年變 化和日變化一 .室外熱環(huán)境第一章1.5 空氣溫度22一 .室外熱環(huán)境大連 拉薩日干球溫度統(tǒng)計(jì)大連 拉薩23一 .室外熱環(huán)境 1.6 城市氣候第一章城市氣候城市氣候指某一地區(qū)，在城市化后由于：人口高度密集，眾多建筑物構(gòu)成特殊下墊面，高強(qiáng)度的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中消耗大量燃料，釋放出有害氣體和粉塵以及其他人類生產(chǎn)和生活的影響，改變了該地區(qū)原有的區(qū)域氣候狀況，形成一種與城市周圍不同的局地氣候稱為城市氣候。24一 .室外熱環(huán)境第一章 “城市熱島效應(yīng)” 25一 .室外熱環(huán)境第一章城市熱島溫度剖面示意圖城市熱島強(qiáng)度：指城市中心“高

8、峰區(qū)”最高溫度與郊區(qū)溫度之間差值。 城市熱島效應(yīng)26 城市熱島形成原因城市立體化下墊面層比郊區(qū)吸收更多太陽(yáng)輻射能，是形成熱島效應(yīng)的基本條件；城市立體化下墊面層比郊區(qū)自然下墊面層熱容量大，日落后城市下墊面降溫速度比郊區(qū)??；城市上空的污染覆蓋層吸收地面長(zhǎng)波輻射，如 CO2、可吸入顆粒物；城市內(nèi)街道“峽谷”的天空可見度變小，減少了地面長(zhǎng)波輻射熱損失；城市不透水面積大，地面蒸發(fā)小；植被面積小，蒸騰量少;城市建筑密度大，通風(fēng)不良，不利于熱量向外擴(kuò)散。第一章建筑與氣候1.6 城市氣候27第一章 典型高密度城市環(huán)境與傳統(tǒng)水鄉(xiāng)形成鮮明對(duì)比1.6 城市氣候28第一章汽車尾氣等人工排熱加劇城市熱島效應(yīng)1.6 城市

9、氣候29第一章城市熱島的特征城市熱島強(qiáng)度只與城市和郊區(qū)氣溫差值有關(guān)；而與氣溫絕對(duì)值非線性相關(guān)；城市規(guī)模越大，人口越多，熱島現(xiàn)象越強(qiáng)；各地區(qū)各季節(jié)的熱島強(qiáng)弱各不相同，一般冬季強(qiáng)于夏季；白天熱島效應(yīng)弱，晚間熱島效應(yīng)強(qiáng)；晴天無(wú)風(fēng)時(shí)熱島強(qiáng)，陰天風(fēng)大時(shí)熱島弱。建筑與氣候1.6 城市氣候30第一章熱島強(qiáng)度與人口和風(fēng)速 式中：熱島強(qiáng)度（K）； 人口數(shù)量；當(dāng)?shù)亟紖^(qū)10m高處風(fēng)速（m/s）。 城市熱島強(qiáng)度與風(fēng)速在巴黎地區(qū)的關(guān)系郊區(qū)風(fēng)速（m/s）城市熱島強(qiáng)度（K）14.523.433.442.652.21.6 城市氣候31第一章 城市熱島的影響形成熱島環(huán)境；出現(xiàn)熱島環(huán)流，或“鄉(xiāng)村風(fēng)”、“城市風(fēng)”；影響城市區(qū)域的降

10、水量和空氣濕度；城市干島和雨島。酷熱天氣日數(shù)增多，寒冷天氣日數(shù)減少。污染和霧霾天氣增加1.6 城市氣候32第一章城市熱島與逆溫層由于自然對(duì)流的作用，在地面以上一定高度內(nèi)形成了一個(gè)溫度隨高度上升的穩(wěn)定的“逆溫層”，使污染物處于低溫區(qū)域，妨礙了污染物向上部的擴(kuò)散，加劇了城市的污染程度?！澳鏈貙印钡挠绊懛秶c熱島強(qiáng)度有關(guān)，在大城市可達(dá)500m高，小城市約為50m。1.6 城市氣候33城市熱島效應(yīng)的主要改善措施：增加綠化和水體透水地面、屋頂綠化、雨水收集等合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)（都市氣候規(guī)劃、街谷規(guī)劃），促進(jìn)通風(fēng)建筑節(jié)能綠色交通出行第一章1.7 城市熱島的改善措施1.7 城市熱島的改善措施34 透水地面第一章

11、近年來(lái)中國(guó)許多城市常發(fā)生洪澇災(zāi)害。雨季多集中在春雨、梅雨、秋雨三個(gè)季節(jié)。尤其是臺(tái)風(fēng)季節(jié)，如果暴雨遭遇低標(biāo)準(zhǔn)的城市排水系統(tǒng)，常常造成城市道路被淹、低洼地區(qū)洪水成災(zāi)。城市地表大量鋪滿混凝土、瀝青，從而失去透水、保水功能，雨水絕大多數(shù)通過(guò)排水設(shè)施排到江河當(dāng)中，一旦出現(xiàn)特大暴雨就會(huì)超過(guò)排水設(shè)施的設(shè)計(jì)能力。1.7 城市熱島的改善措施35第一章1.7 城市熱島的改善措施36第一章加大城市的透水地面比例就能減緩防洪的壓力，并且增加地表的蒸騰能力，可以降低地表溫度、減緩城市熱島效應(yīng)。許多國(guó)家對(duì)城市透水地面占地面比例給出了強(qiáng)制性的規(guī)定，中國(guó)城市居住區(qū)熱環(huán)境設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）中也規(guī)定了透水鋪裝的比例。地面類型

12、、氣候區(qū)、氣候區(qū)滲透面積比率（%）密實(shí)性廣場(chǎng)4050游憩場(chǎng)5060停車場(chǎng)6070人行道50601.7 城市熱島的改善措施37透水地面的主要形式鋪裝透水路面磚（混凝土磚或者燒結(jié)磚）現(xiàn)場(chǎng)澆筑透水性混凝土透水瀝青混凝土透水地面第一章1.7 城市熱島的改善措施38植草磚停車場(chǎng)第一章1.7 城市熱島的改善措施39透水路面磚可采用混凝土透水磚、砂基透水磚或者燒結(jié)透水磚?；炷链u不經(jīng)過(guò)燒結(jié)，可做成各種形狀和顏色。第一章1.7 城市熱島的改善措施40第一章1.7 城市熱島的改善措施41第一章1.7 城市熱島的改善措施42第一章透水性混凝土采用特殊級(jí)配集料，因此混凝土結(jié)構(gòu)中大量的連通孔隙，降雨時(shí)水可沿著這些貫通

13、的孔隙透過(guò)路面進(jìn)入路基，滲入地下。透水性混凝土鋪裝路面需設(shè)計(jì)膨脹縫和收縮縫（圖2.19-2.21）。膨脹縫適宜設(shè)置在施工長(zhǎng)度30m以上（夏季約60m）以及端部與其他構(gòu)造物如側(cè)溝、建筑物、井等相連接的場(chǎng)合。透水混凝土1.7 城市熱島的改善措施43第一章1.7 城市熱島的改善措施44 北京金隅鳳麟洲小區(qū)儲(chǔ)存雨水的生態(tài)濕地第一章雨水貯集1.7 城市熱島的改善措施45屋頂花園城市綠化第一章1.7 城市熱島的改善措施46第一章 “波本豆”網(wǎng)球場(chǎng)屋頂綠化1.7 城市熱島的改善措施47 屋頂花園簡(jiǎn)圖及其構(gòu)造層次種植介質(zhì) 100-300土工布過(guò)濾層塑料板排水層混凝土防水層 40白灰砂漿隔離層 10防水層1：3

14、水泥砂漿找平層 201：8水泥陶粒找坡層 最薄處30保溫隔熱層 厚度根據(jù)計(jì)算鋼筋混凝土屋面板 第一章1.7 城市熱島的改善措施48西班牙某住宅的墻面綠化1.7 城市熱島的改善措施第一章49都市農(nóng)業(yè) 居民自發(fā)種植的農(nóng)產(chǎn)品（大連理工大學(xué)東山）1.7 城市熱島的改善措施第一章50空氣濕度是指空氣中水蒸汽的含量。水蒸汽主要來(lái)自水面和其他潮濕的表面以及植物的蒸發(fā)，經(jīng)風(fēng)的攜帶遍布于空氣中。 1.8 濕度1.8 濕度第一章51飽和空氣，飽和水蒸汽分壓力在氣壓相同時(shí)，空氣溫度愈高它所能容納的水蒸汽也愈多。在一定溫度和氣壓下，空氣中所能容納的水蒸汽量有一定限度。水蒸汽量達(dá)到最高限度的空氣稱為飽和空氣。此時(shí)的水蒸

15、汽分壓力稱為飽和水蒸汽分壓力。1.8 濕度第一章521.8 濕度第一章實(shí)際水蒸汽分壓力：在整個(gè)大氣壓力中由水蒸汽所造成的部分壓力，單位為Pa(帕斯卡)，過(guò)去工程上也用mmHg(毫米水銀柱)為單位。 空氣的相對(duì)濕度（） 是空氣中實(shí)際的水蒸汽分壓力e與該溫度下飽和水蒸汽分 壓力（E）之比，即 eE 100。53絕對(duì)濕度單位容積空氣所含水蒸汽的重量，常用f （g/m3）表示。是空氣調(diào)節(jié)工程設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，它能清楚地表示單位體積濕空氣中所含的水蒸汽數(shù)量。但在建筑熱工設(shè)計(jì)常用到相對(duì)濕度。空氣含濕量空氣含濕量(d)，即在單位重量的干空氣中所包含的水蒸汽量，其單位為kgkg干空氣。1.8 濕度第一章54問(wèn)題

16、：1 一般來(lái)說(shuō)，城市中心區(qū)和郊區(qū)相比相對(duì)濕度哪一個(gè)更高？2 蒸騰作用、城市排水系統(tǒng)、氣溫對(duì)比3 空氣中的相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？4 雨、霧1.8 濕度第一章551.8 濕度第一章溫濕度圖（焓濕圖）干球溫度濕球溫度相對(duì)濕度蒸汽分壓力含濕量561.9 露點(diǎn)溫度第一章1.9 露點(diǎn)溫度 露點(diǎn)（Dew Point）溫度td空氣中的水蒸汽開始出現(xiàn)結(jié)露的溫度。如保持空氣的含濕量不變，而只是使氣溫降低，相對(duì)濕度變大。溫度下降越多， 相對(duì)濕度越大。當(dāng)溫度降到某一特定值時(shí)， 相對(duì)濕度=100%，本來(lái)是不飽和的空氣，終于因室溫下降而達(dá)到飽和狀態(tài)，這一特定溫度稱“露點(diǎn)溫度”。571.10 濕球溫度第一

17、章 濕球溫度用兩支相同的水銀溫度計(jì)，一支的水銀球用浸在水中的濕紗布包起來(lái)，稱為濕球溫度計(jì);另一支不包濕紗布，稱為干球溫度計(jì)。其相應(yīng)的讀數(shù)分別稱為濕球溫度twet和干球溫度tdry，而后者顯然就是空氣的溫度。 濕紗布上水分的蒸發(fā)能力主 要與空氣的相對(duì)濕度有關(guān)。如果空氣是飽和的，其=100%， 那么紗布上的水不會(huì)蒸發(fā)， 這樣干濕球溫度將相等;空 氣的相對(duì)濕度越小，紗布上 的水分蒸發(fā)越多，濕球溫度 越低。顯然可用于、濕球溫 度來(lái)確定相對(duì)濕度。 1.10 濕球溫度581.11 風(fēng)第一章 中國(guó)的季風(fēng)氣候 風(fēng)向與風(fēng)速1.11風(fēng)591.11 風(fēng)第一章中國(guó)的季風(fēng)氣候 風(fēng)向與風(fēng)速風(fēng)主要是由于地球表面接收的日輻射

18、不均勻所引起的空氣流動(dòng)造成的，同時(shí)受到地形、地勢(shì)、地表覆蓋、水陸分布等局部因素的影響，對(duì)一個(gè)地區(qū)來(lái)說(shuō)風(fēng)的變化有一定規(guī)律。601.11 風(fēng)第一章 風(fēng)向與風(fēng)速地區(qū)的風(fēng)向頻率圖（又稱風(fēng)玫瑰圖）表示當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向規(guī)律。氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)：10m高地面風(fēng)速頻率圖：區(qū)分各方位的不同風(fēng)速出現(xiàn)頻率611.11 風(fēng)第一章大連地區(qū)的風(fēng)向頻率圖621.11 風(fēng)第一章風(fēng)力等級(jí)陸地地面物體征象相當(dāng)風(fēng)速（m/s）對(duì)人體的影響0靜，煙直上。0 02無(wú)感1煙能表示風(fēng)向。0315不易察覺(jué)2人面感覺(jué)有風(fēng)，樹葉微動(dòng)。1633撲面的感覺(jué)3樹葉及微技搖動(dòng)不息，旌旗展開。3454頭發(fā)吹散4能吹起地面灰塵和紙張，樹的小枝搖動(dòng)。5579頭發(fā)吹散，灰塵

19、四揚(yáng)，紙張飛舞5有葉的小樹搖擺，內(nèi)陸的水面有小波。80107感覺(jué)風(fēng)力大，為陸上允許的極限6大樹枝搖動(dòng)，電線呼呼有聲，舉傘困難。10813.8張傘難，走路難7全樹動(dòng)搖，迎風(fēng)步行感覺(jué)不便。13917l走路非常困難8微枝折毀，人向前行感覺(jué)阻力甚大。172207無(wú)法迎風(fēng)步行9草房遭受破壞，大樹枝可折斷。208244陣風(fēng)可將人吹倒10樹木可被吹倒，一般建筑物遭破壞。24528411陸上少見，大樹被吹倒，一般建筑物遭嚴(yán)重破壞。28532612陸上絕少，其催毀力極大。327369631.11 風(fēng)第一章室外環(huán)境不同風(fēng)速時(shí)人體的感覺(jué)風(fēng)速(m/s)人體感覺(jué)V5舒適5V10不舒適，行動(dòng)受到影響10V15很不舒適，行

20、動(dòng)受到嚴(yán)重影響15V20危險(xiǎn)641.11 風(fēng)第一章地形風(fēng)由于地形的起伏、各種地表材料對(duì)太陽(yáng)輻射吸收率的差異、材料熱容量的不同，產(chǎn)生各小區(qū)域之間的氣壓差，因而形成局部性的地形風(fēng)。海陸風(fēng) 山谷風(fēng) 花園風(fēng)、林園風(fēng)街巷風(fēng) 中庭風(fēng)65海陸風(fēng)在白天，陸上的空氣溫度較同一緯度海上的空氣 溫度為高，熱氣上升，海上的冷氣流即吹向內(nèi)陸。 在夜間，此過(guò)程相反。山谷風(fēng)在山區(qū)，局部的溫差會(huì)造成局地風(fēng)型1.11 風(fēng)第一章661.11 風(fēng)第一章671.11 風(fēng)第一章城市風(fēng)道路交錯(cuò)、房屋密集，使風(fēng)速變小，風(fēng)向改變建筑密集的市中心風(fēng)速比郊區(qū)20%-30%，有時(shí)要小40%，冬季差距比夏季明顯 681.11 風(fēng)第一章城市風(fēng) 風(fēng)速梯

21、度：風(fēng)速隨著高度增加而增加的速率稱為風(fēng)速梯度。 風(fēng)速梯度取決于地面的粗糙度。由于高處的摩擦力逐漸減弱， 風(fēng)速隨地面以上的高程增加會(huì)出現(xiàn)加大的現(xiàn)象。 在平地面上或水面上，風(fēng)速的增加比在森林上空及有各種高 矮建筑物的城市上空增加得快。 691.11 風(fēng)第一章風(fēng)速和高度的關(guān)系風(fēng)速梯度：高層建筑的抗風(fēng)要求室外風(fēng)速隨著高度變化的經(jīng)驗(yàn)公式如下式中：Vh高度為h處的風(fēng)速(m/s)V0高度為h0處的風(fēng)速（m/s），通常取h0=10m高度處（一般空曠地面）的風(fēng)速值。n與地面粗糙度和垂直溫度梯度有關(guān)的指數(shù)，空曠區(qū)n=0.14,市中心n=0.2-0.33。70建筑的室內(nèi)熱環(huán)境及其評(píng)價(jià)方法第一章二、建筑的室內(nèi)熱環(huán)境及

22、其評(píng)價(jià)方法 1.室內(nèi)熱環(huán)境的組成 2.人體熱舒適度 3.室內(nèi)環(huán)境的評(píng)價(jià)方法 4.建筑氣候設(shè)計(jì)711. 室內(nèi)熱環(huán)境的組成第一章1.室內(nèi)熱環(huán)境的組成72室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)室內(nèi)空氣溫度室內(nèi)空氣濕度室內(nèi)風(fēng)速室內(nèi)熱輻射1.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)1.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)第一章731.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)第一章（1）室內(nèi)氣溫：評(píng)價(jià)室內(nèi)熱環(huán)境的主要參數(shù)室內(nèi)實(shí)際溫度則由房間內(nèi)得熱和失熱、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度及通風(fēng)等因素構(gòu)成的熱平衡所決定。室內(nèi)溫度有相應(yīng)規(guī)定：冬季室內(nèi)氣溫一般應(yīng)在 16 2 2 （18 ） ；夏季空調(diào)房間的氣溫多規(guī)定為2428（26 ），并以此作為室內(nèi)計(jì)算溫度。741.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)第

23、一章(2）室內(nèi)空氣濕度室內(nèi)空氣濕度直接影響人體的蒸發(fā)散熱。一般認(rèn)為最適宜的相對(duì)濕度應(yīng)為5060。在多數(shù)情況下，即氣溫在 16 25 C時(shí)、相對(duì)濕度在 30 70范圍內(nèi)變化，對(duì)人體的熱感覺(jué)影響不大。如濕度過(guò)低（低于30）則人會(huì)感到干燥、呼吸器官不適；濕度過(guò)高則影響正常排汗，尤其在夏季高溫時(shí)，如濕度過(guò)高（高于70）則汗液不易蒸發(fā)，最令人不舒適。 751.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)第一章（3）室內(nèi)風(fēng)速室內(nèi)氣流狀態(tài)影響人體的對(duì)流換熱和蒸發(fā)換熱，也影響室內(nèi)空氣的更新。在一般情況下，對(duì)人體舒適的氣流速度應(yīng)小于0.3m/s ；但在夏季利用自然通風(fēng)的房間,由于室溫較高，舒適的氣流速度也應(yīng)較大。76氣溫30的環(huán)境當(dāng)

24、中，空氣的相對(duì)濕度是40%-50%，平均風(fēng)速在3m/s以上時(shí)，人就不會(huì)感到很熱，然而在相同的溫度條件下，相對(duì)濕度達(dá)到80%以上時(shí)，人就會(huì)產(chǎn)生悶熱的感覺(jué)，體弱者甚至?xí)霈F(xiàn)中暑現(xiàn)象。人體對(duì)最低風(fēng)速的感知有差異，一般為0.5m/s。Baetjer曾在30時(shí)測(cè)定人體的感知風(fēng)速最低值是0.6m/s。 15-18范圍內(nèi)的感知風(fēng)速最低值是0.2m/s；在12時(shí)，人體的感知風(fēng)速最低值是0.15m/s；環(huán)境溫度越高，人體的有感風(fēng)速就越高。室內(nèi)風(fēng)環(huán)境而言，在冬季，入侵室內(nèi)的風(fēng)速超過(guò)0.2-0.25 m/s以上時(shí)，人就會(huì)感覺(jué)不舒服。 室內(nèi)不同風(fēng)速時(shí)人體的感覺(jué)1.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)第一章77 （4）室內(nèi)熱輻射室內(nèi)

25、熱輻射的強(qiáng)弱通常用“平均輻射溫度”（Tmrt）代表。平均輻射溫度即室內(nèi)對(duì)人體輻射熱交換有影響的各表面溫度的平均值。利用黑球溫度換算1.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)第一章781.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)第一章平均輻射溫度791.1 室內(nèi)熱環(huán)境及其參數(shù)第一章 室內(nèi)熱輻射利用黑球溫度計(jì)換算黑球溫度是將溫度計(jì)放在直徑為150mm黑色空心球中心測(cè)得的反映熱輻射影響的溫度?？捎脕?lái)計(jì)算平均輻射溫度。802.人體熱舒適度第一章2.人體熱舒適度812.1 人體的基礎(chǔ)生理需求第一章2.1人體的基本生理需求食物分解氧化熱量人體的基本生理要求：維持體溫基本恒定！代謝率(Metabolic Rate)：人體新陳代謝反 應(yīng)過(guò)程中

26、能量釋放的速率822.1 人體的基礎(chǔ)生理需求第一章人體新陳代謝產(chǎn)熱率832.2 人體溫度第一章2.2 人體溫度842.2 人體溫度第一章核心(Core)溫度 核心層：通常包括腦、脊椎、心臟、肝臟、消化器官 等內(nèi)臟部分。直腸溫度最接近。外層(Shell)溫度 皮膚表面到10 mm 以內(nèi)的部分，通常包括皮膚，皮下脂 肪和表層的肌肉。人體溫度 852.2 人體溫度第一章人體體溫范圍862.2 人體溫度第一章人體外層溫度872.3人體熱平衡第一章人體的熱平衡 qw 人體蒸發(fā)產(chǎn)熱率qr 人體與周圍環(huán)境輻射換熱率qc 人體與周圍環(huán)境對(duì)流換熱率 H 人體新陳代謝產(chǎn)熱率q人體產(chǎn)熱率與散熱率之差，即人體熱負(fù)荷q

27、 0時(shí)，體溫恒定不變q 0時(shí)，體溫上升；q 0時(shí)，體溫下降。2.3 人體熱平衡882.3 人體熱平衡第一章蒸發(fā)散熱率(qw)：是在正常情況下，人通過(guò)呼吸和無(wú)感覺(jué)排汗，向外界環(huán)境放出一定的熱量(潛熱)。在勞動(dòng)強(qiáng)度變大、環(huán)境變熱及室內(nèi)相對(duì)濕度低時(shí)，qw隨著有感覺(jué)汗液蒸發(fā)而顯著增加。 輻射換熱率(qr)：是在人體表面與周圍環(huán)境之間進(jìn)行的輻射熱交換。當(dāng)體表溫度高于周圍表面的平均輻射溫度時(shí)，人體失熱，qr為負(fù)值；反之則人體得熱, qr為正值。對(duì)流換熱(qc)：是當(dāng)人體表面與周圍空氣之間存在溫度差時(shí)，通過(guò)空氣對(duì)流交換的熱量。當(dāng)體表溫度高于氣溫時(shí)，人體失熱, qc為負(fù)值；反之，則人體得熱, qc為正值。89

28、2.3 人體熱平衡第一章人體熱平衡：正常熱平衡當(dāng)q 0時(shí)，人體處于熱平衡狀態(tài)，體溫可維持正常、這是人生存的基本條件。q 0并不一定表示人體處于舒適狀態(tài)。因?yàn)楦鞣N熱量之間可能有許多不同的組合，都可使q 0 ；人們會(huì)遇到各種不同的熱平衡，然面只有那種使人體按正常比例散熱的熱平衡才是舒適的。正常的比例散熱因人的活動(dòng)狀況和環(huán)境狀況的不同，而有不同的數(shù)值。通常情況下，大體是對(duì)流換熱約占總散熱量的25一30，輻射散熱約為45一50呼吸和無(wú)感覺(jué)蒸發(fā)散熱約占25一30，處于熱舒適狀態(tài)的熱平衡才稱為正常熱平衡。902.3 人體熱平衡第一章環(huán)境過(guò)冷：血管收縮、顫抖、減少皮膚血流，降低皮膚表面溫度環(huán)境過(guò)熱：血管擴(kuò)張

29、、增加皮膚血流，升高皮膚表面溫度，加大排汗量人體熱平衡：負(fù)荷熱平衡912.3 人體熱平衡第一章人體熱平衡：負(fù)荷熱平衡 在負(fù)荷熱平衡狀態(tài)下，雖q 仍然等于0，但人體已不處于舒適狀態(tài)，不過(guò)只要分泌的汗液量和皮膚表面的平均溫度仍在生理允許的范圍之內(nèi)，則負(fù)荷熱平衡仍是可以忍受的。922.4 人體與外界的熱交換第一章環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱環(huán)境表面溫度：輻射換熱水蒸汽分壓力（空氣濕度）：對(duì)流質(zhì)交換高溫環(huán)境：增加熱感低溫環(huán)境：增加冷感！風(fēng)速：對(duì)流熱交換和對(duì)流質(zhì)交換吹風(fēng)感：Draught，冷感和對(duì)皮膚的壓力沖擊服裝熱阻：影響所有換熱形式2.4人體與外界的熱交換932.5 人體與外界的熱交換第一章服裝的熱阻Ic

30、l943 室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)第一章953. 室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)第一章 室內(nèi)熱環(huán)境的量化表示及綜合評(píng)價(jià)熱環(huán)境各個(gè)因素是互不相同的物理量，但對(duì)人們的熱感覺(jué)來(lái)說(shuō)，它們相互之間又有著密切的關(guān)系；改變其中一個(gè)因素往往可以補(bǔ)償其他因素的不足，如室內(nèi)空氣溫度低而平均輻射溫度高，和室內(nèi)空 氣溫度高而平均輻 射溫度低的房間就 可以有同樣的熱感 覺(jué)。3 室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)96第一章什么是熱舒適？熱舒適是一種復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的心理現(xiàn)象，人對(duì)熱環(huán)境主觀 上表示中性的狀態(tài)。（美國(guó)暖通空調(diào)協(xié)會(huì)ASHRAE Standard 55-1992定義）不同人對(duì)舒適感的差異瞬感現(xiàn)象 衣著狀況個(gè)體狀況 適應(yīng)性種族差異 年齡差異恒定與

31、變化973. 室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)第一章室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)方法3.1 作用溫度 3.2 有效溫度 3.3 熱應(yīng)力指標(biāo) 3.4 預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)983.1 作用溫度第一章3.1 作用溫度 作用溫度綜合了室內(nèi)氣溫和平均輻射溫度對(duì)人體的影響，作用溫度可用公式表示為 993.2 有效溫度第一章3.2 有效溫度有效溫度（ Effective Temperature ）為室內(nèi)氣溫，空氣濕度和室內(nèi)風(fēng)速在一定組合下的綜合指標(biāo)。綜合熱輻射的影響，用黑球溫度代替空氣溫度，得到修正的有效溫度（Corrected Effective Temperature）1003.3 適應(yīng)力指標(biāo)第一章3.3 適應(yīng)力指標(biāo)熱應(yīng)力指標(biāo)

32、 （heat stress index）根據(jù)人體熱平衡的條件，先求出在一定熱環(huán)境中人體所需的蒸發(fā)散熱量，然后再計(jì)算在該環(huán)境中最大可能的蒸發(fā)散熱量，以這二者的百分比作為熱應(yīng)力指標(biāo)，它提供了一種按照人體活動(dòng)產(chǎn)熱、衣著及周圍熱環(huán)境對(duì)人的生理機(jī)能綜合影響的分析方法。1013.4 pmv-ppd指標(biāo)第一章預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)PMV（predict mean vote） 丹麥學(xué)者范格爾70年代提出的，針對(duì)上千人在不同熱環(huán)境下的熱感覺(jué)試驗(yàn)結(jié)果，是至今考慮人體熱舒適感因素最多、最權(quán)威的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 人體熱舒適受到六項(xiàng)因素的影響空氣溫度 空氣濕度 風(fēng)速 環(huán)境輻射溫度（室內(nèi)） 衣著量 人體活動(dòng)量3.4 pmv-ppd

33、 指標(biāo)1023.4 pmv-ppd指標(biāo)第一章預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)PMV（predict mean vote） 并以人體熱平衡方程為基礎(chǔ)認(rèn)為人的熱感覺(jué)是熱負(fù)荷(產(chǎn)效率與散熱率之差)的函數(shù)人在舒適狀態(tài)下應(yīng)有的皮膚溫度和排汗散熱率分別與產(chǎn)熱率之間存在相對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在一定的活動(dòng)狀態(tài)下，只有一種皮膚溫度和排汗散熱率是使人感到最舒適的。 由范格爾推導(dǎo)出的熱舒適方程可以計(jì)算出人在多種衣著和活動(dòng)狀態(tài)下對(duì)熱環(huán)境的舒適感覺(jué)，并將這種感覺(jué)分為7級(jí)。指標(biāo)與熱感覺(jué)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：1033.4 pmv-ppd指標(biāo)第一章PMV-PPD預(yù)測(cè)熱感覺(jué)指標(biāo)（pmv）圖1-15 預(yù)測(cè)熱感覺(jué)指標(biāo)（pmv）與不滿意百分率不滿意百分率（%）

34、1043.4 pmv-ppd指標(biāo)第一章其它因素：Fanger 的實(shí)驗(yàn)結(jié)論 人種：非洲人比北歐人喜歡熱環(huán)境嗎？ 熱舒適感覺(jué)一樣，只是熱帶人對(duì)熱環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)力，寒帶人對(duì)冷環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)力。 年齡：老年人比年輕人更喜歡熱環(huán)境嗎？ 不是，只是老年人活動(dòng)量小。 性別：女性比男性更喜歡熱環(huán)境嗎？ 不是，只是女性喜歡穿較輕薄的衣服。 季節(jié)和一天中的時(shí)間會(huì)影響熱舒適感嗎？ 盡管人體溫有波動(dòng)，但熱舒適感沒(méi)有明顯變化105什么是適應(yīng)性熱舒適模型？1）傳統(tǒng)的熱舒適指標(biāo)夸大了空調(diào)和采暖需求在嚴(yán)格控制的人工氣候室中，測(cè)試了一千多位美國(guó)和丹麥的青年人得到2）人更適應(yīng)動(dòng)態(tài)的熱環(huán)境，需要保持機(jī)體的應(yīng)激能力需要在過(guò)少或過(guò)多刺

35、激中保持一種平衡狀態(tài) 3）長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的熱舒適環(huán)境會(huì)導(dǎo)致一系列健康問(wèn)題抵抗力削弱、帶來(lái)肺部、呼吸道、眼部疾病、精神壓抑等106什么是適應(yīng)性熱舒適模型？室內(nèi)熱舒適與室外氣候參數(shù)相關(guān)聯(lián)的模型（Humphreys，R. de Dear等 ）與人自身的調(diào)節(jié)、心理和生理適應(yīng)能力高度相關(guān) 研究領(lǐng)域：環(huán)境心理學(xué)（人類工效學(xué)）和建筑節(jié)能對(duì)大量真實(shí)建筑熱感覺(jué)的主觀問(wèn)卷調(diào)查自然通風(fēng)建筑熱舒適區(qū)間舒適溫度和室外空氣溫度的線性回歸公式 1074 建筑氣候設(shè)計(jì)第一章4. 建筑氣候設(shè)計(jì)1084.1 氣候設(shè)計(jì)和建筑的被動(dòng)式氣候設(shè)計(jì)第一章4.1 氣候設(shè)計(jì)和建筑的被動(dòng)式氣候設(shè)計(jì)室外實(shí)際氣候條件 熱舒適環(huán)境 = 需要的氣候控制需

36、要的氣候控制建筑的被動(dòng)式調(diào)控 = 主動(dòng)式調(diào)控 4 建筑氣候設(shè)計(jì)1094.2室內(nèi)熱環(huán)境和室外氣候條件的關(guān)系第一章 居住者對(duì)室內(nèi) 環(huán)境的熱舒適 的要求室外氣候狀況4.2 室內(nèi)熱環(huán)境和室外氣候條件的關(guān)系 1104.3 氣象數(shù)據(jù)分析第一章4.3氣象數(shù)據(jù)分析 夏季是全年相對(duì)濕度最高的季節(jié) 冬季溫度較低 全年風(fēng)速較大盤錦市氣候特點(diǎn)：1114.3 氣象數(shù)據(jù)分析第一章 氣象數(shù)據(jù)分析 1124.3 氣象數(shù)據(jù)分析第一章 氣象數(shù)據(jù)分析 1134.3 氣象數(shù)據(jù)分析第一章盤錦市典型氣象年溫濕度圖表舒適區(qū)溫濕度分布利用生態(tài)策略前后舒適時(shí)間的對(duì)比風(fēng)和陽(yáng)光的設(shè)計(jì)策略：夏季：加強(qiáng)通風(fēng)冬季：防風(fēng)，太陽(yáng) 能利用 ECOTECT軟件

37、 weather toolECOTECT軟件 weather tool氣象數(shù)據(jù)分析114思考題第一章思考題為什么晴朗天氣的凌晨樹葉表面容易結(jié)露或結(jié)霜？ 采用高反射率的地面對(duì)住區(qū)微氣候是改善了還是惡化了？為什么？水體和植被對(duì)熱島現(xiàn)象起什么作用？機(jī)理是什么？某辦公室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是干球溫度26，相對(duì)濕度65，風(fēng)速0.25m/s。如果最低只能使溫度達(dá)到27，相對(duì)濕度仍然為65，有什么辦法可以使該空間能達(dá)到與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)同等的舒適度？115第二章第二章 建筑傳熱基本知識(shí)116第二章1.建筑的熱平衡2.傳熱的基本方式2.1輻射換熱2.2.對(duì)流和表面換熱2.3.導(dǎo)熱第二章 建筑傳熱基本知識(shí)1171.建筑的熱平衡第二

38、章1.建筑的熱平衡118第二章1.建筑的熱平衡 建筑得熱 1通過(guò)墻和屋頂?shù)奶?yáng)輻射得熱：構(gòu)件的外表面吸收了太陽(yáng) 輻射并將其轉(zhuǎn)換成熱能，通過(guò)熱傳導(dǎo)到構(gòu)件的內(nèi)表面，再 經(jīng)表面輻射及空氣對(duì)流換熱將熱量傳入室內(nèi)。 2通過(guò)窗的太陽(yáng)輻射得熱： 主要是直接透過(guò)玻璃的輻射。 3居住者的人體散熱。 4電燈和其他設(shè)備散熱。 5采暖設(shè)備散熱。1.建筑的熱平衡119第二章建筑的失熱部分有： 6通過(guò)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)和對(duì)流輻射向室外散熱。 7空氣滲透和通風(fēng)帶走熱量。 8地面?zhèn)鳠帷?9室內(nèi)水分蒸發(fā)，這部分水 蒸汽排出室外所帶走的熱 量(潛熱)： 10致冷設(shè)備吸熱。1.建筑的熱平衡1.建筑的熱平衡120第二章建筑的熱平衡：得

39、熱=失熱1.建筑的熱平衡1.建筑的熱平衡1212.傳熱的基本方式2.傳熱的基本方式122第二章吸熱放熱導(dǎo)熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷空氣熱空氣熱量傳遞（熱流）傳熱的基本概念2.傳熱的基本方式123第二章2.1 輻射換熱輻射凡溫度高于絕對(duì)零度的物體，都可以發(fā)射同時(shí)也接受熱 輻射。電磁波方式，真空中也發(fā)生。大部分物體的熱輻射為長(zhǎng)波，能量主要位于紅外線區(qū)段建筑現(xiàn)象：散熱器、人與墻的熱交換、窗的吸熱、放熱。2.1 輻射換熱124第二章 輻射一個(gè)物體對(duì)外來(lái)的入射輻射可以有反射、吸收和透過(guò)3種情況，它們與入射輻射的比值分別叫作物體對(duì)輻射的反射系數(shù)（又稱反射率）、吸收系數(shù)（又稱吸收率）和透過(guò)系數(shù)（又稱透過(guò)率）， 以入射輻射

40、為1，則有如下關(guān)系式： 12.1 輻射換熱125第二章輻射 理論上黑體：對(duì)外來(lái)輻射全部吸收白體：對(duì)外來(lái)輻射全部反射透明體：對(duì)外來(lái)輻射全部透過(guò)建筑材料：灰體2.1 輻射換熱126第二章 輻射 物體對(duì)不同波長(zhǎng)的外來(lái)輻射的反射能力也是不同的白色表面對(duì)可見光的反射力最強(qiáng)，對(duì)于長(zhǎng)波熱輻射，其反射能力則與黑色表面相差極小。磨光的表面，則不論其顏色如何，對(duì)各種波長(zhǎng)輻射的反射能力都是很強(qiáng)的。2.1 輻射換熱127輻射系數(shù)： C溫度高于絕對(duì)零度的物體，既可以發(fā)射也可以接受熱輻射輻射系數(shù) C：表征物體向外發(fā)射輻射的能力物體輻射能力越大，它對(duì)外來(lái)輻射的吸收能力也越大，反之，輻射能力越小，則吸收能力越?。ㄖ饕搁L(zhǎng)波輻

41、射）第二章2.1 輻射換熱128黑度（發(fā)射率）：灰體的輻射系數(shù)與黑體的輻射系數(shù)之比值。黑體的黑度=1，其他物體的黑度小于1。材料表面對(duì)外來(lái)輻射的吸收系數(shù)與黑度在數(shù)值上相等。物體對(duì)太陽(yáng)輻射（短波）的吸收能力s并不等于黑度第二章2.1 輻射換熱129第二章2.1 輻射換熱130第二章思考： 在空氣間層中加入 鋁箔的作用。2.1 輻射換熱131第二章輻射同一物體，在不同溫度下的輻射本領(lǐng)也不同，溫度越高，輻射本領(lǐng)越大。2.1 輻射換熱132第二章A型滲水性 鋪面材料瀝青土B型滲水性 鋪面材料C型滲水性 鋪面材料 輻 射 同一物體，在不同溫度下的輻射本領(lǐng)不同城區(qū)建設(shè)面積的擴(kuò)大，使自然植物生覆面相對(duì)減少，

42、使用滲水性鋪面材料提高地面的保水能力，減緩市區(qū)“熱島效應(yīng)”和干燥化的傾向。 2.1 輻射換熱133第二章玻璃的特性：溫室效應(yīng)對(duì)可見光和近紅外線（短波）透過(guò)率很高對(duì)于遠(yuǎn)紅外線（長(zhǎng)波）透過(guò)率很低（a）3mm厚玻璃的輻射透過(guò)率（%）（b）太陽(yáng)輻射 波譜 -在空氣中 在地面上（c）95oF(35oC) 黑體的輻射波譜2.1 輻射換熱134第二章 2.2 對(duì)流和表面對(duì)流換熱對(duì)流：指流體各部分之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng), 互相摻混而傳遞熱量。單純的對(duì)流只發(fā)生在流體中2.2 對(duì)流和表面對(duì)流換熱135第二章 表面對(duì)流換熱指在空氣溫度與物體表面的溫度不等時(shí)，由于空氣沿壁面流動(dòng)而使表面與空氣之間所產(chǎn)生的熱交換。換熱量與溫差

43、、熱流方向、氣流速度、物體表面狀況（形狀、粗糙程度）有關(guān)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷空氣熱空氣對(duì)流輻射對(duì)流輻射導(dǎo)熱2.2 對(duì)流和表面對(duì)流換熱136第二章 表面對(duì)流換熱邊界層：壁面到氣溫恒定區(qū)之間的區(qū)域邊界層層流區(qū)湍流區(qū)壁面空氣流態(tài)紊亂，主要靠對(duì)流進(jìn)行熱傳遞熱量傳遞在邊界層中進(jìn)行t過(guò)渡區(qū)流態(tài)平穩(wěn)，主要靠導(dǎo)熱進(jìn)行熱傳遞2.2 對(duì)流和表面對(duì)流換熱137第二章 表面對(duì)流換熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的對(duì)流換熱：既包括由空氣流動(dòng)所引起的對(duì)流傳熱過(guò)程，同時(shí)也包括空氣分子間和空氣分子與相接觸的壁面分子之間的導(dǎo)熱過(guò)程。這種對(duì)流與導(dǎo)熱的綜合過(guò)程，稱“表面對(duì)流換熱”。為確定表面對(duì)流換熱量，可利用牛頓公式。影響因素較多，一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法確定。2

44、.2對(duì)流和表面對(duì)流換熱138 2.3 導(dǎo)熱第二章2.3 導(dǎo)熱139第二章（1）導(dǎo)熱定義 導(dǎo)熱是物體不同溫度的各部分直接接觸而發(fā)生的熱傳遞現(xiàn)象。它是由于溫度不同的質(zhì)點(diǎn)（分子、原子或自由電子）熱運(yùn)動(dòng)而傳送熱量，只要物體內(nèi)有溫差就會(huì)有導(dǎo)熱產(chǎn)生。 導(dǎo)熱可產(chǎn)生于液體、氣體、固體之中 純導(dǎo)熱只發(fā)生在密實(shí)固體； 建筑現(xiàn)象：墻體、屋頂、玻璃體本身的傳熱。2.3 導(dǎo)熱140第二章 （2）導(dǎo)熱的特征按照物體內(nèi)部溫度分布狀況的不同，可分為一維、二維和三維導(dǎo)熱現(xiàn)象。同時(shí)，根據(jù)熱流及各部分溫度分布是否隨時(shí)間而改變，又分為穩(wěn)定導(dǎo)熱（傳熱）和不穩(wěn)定導(dǎo)熱（傳熱）。 2.3 導(dǎo)熱141第二章 一維穩(wěn)定傳熱一維穩(wěn)定傳熱僅產(chǎn)生于物

45、體只在一個(gè)方向上有溫差，并且溫度和熱流均不隨時(shí)間而變的情況下。冬季陰天夜間 采暖房間的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)2.3 導(dǎo)熱142第二章 一維穩(wěn)定傳熱面積很大的平壁兩個(gè)表面維持恒定的溫度t1,t2，且t1t2截面上各點(diǎn)溫度和單位時(shí)間流過(guò)的熱量也穩(wěn)定不變一維穩(wěn)定傳熱的計(jì)算式可寫成： dttq21-=l圖2-12 一維穩(wěn)態(tài)傳熱2.3 導(dǎo)熱143第二章式中：t2低溫表面溫度， ；t1高溫表面溫度，；q 熱流密度Wm2，即單位面積上的熱流量或熱流強(qiáng)度；d單一實(shí)體材料厚度，m。dttq21-=l圖2-12 一維穩(wěn)態(tài)傳熱 一維穩(wěn)定傳熱2.3 導(dǎo)熱144第二章2.4 導(dǎo)熱系數(shù)2.4 導(dǎo)熱系數(shù)145第二章導(dǎo)熱系數(shù)反映材料導(dǎo)熱

46、能力的主要指標(biāo)導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義：穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下，當(dāng)材料的厚度 為1m，兩表面的溫差是1 （K）時(shí)，在1小時(shí)內(nèi)通過(guò) 1截面積的導(dǎo)熱量。導(dǎo)熱系數(shù)越小，說(shuō)明材料越不易導(dǎo)熱。2.4 導(dǎo)熱系數(shù)146第二章導(dǎo)熱系數(shù)反映材料導(dǎo)熱能力的主要指標(biāo)各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值范圍和性質(zhì)有所不同： 氣體 液體一般固體 金屬通常把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.23 W/(mK)的材料稱為絕熱材料。受到的影響因素：溫度 濕度 密度 壓力2.4 導(dǎo)熱系數(shù)147導(dǎo)熱系數(shù) 受到的影響因素：1溫度 2濕度 3密度 4壓力.第二章（1）溫度：溫度越高，導(dǎo)熱系數(shù)越高。兩者呈線性關(guān)系建筑上取常溫下的算術(shù)平均值，為常數(shù)2.4 導(dǎo)熱系數(shù)148第二章（2）

47、濕度：空氣在常溫、常壓下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.029w(mK)，水在常溫、常壓下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58w(mK)，冰的導(dǎo)熱系數(shù)2.33 w(mK) 。材料在吸濕受潮之后導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)顯著增大含濕量較大的材料，溫度在0以下時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)顯著增加2.4 導(dǎo)熱系數(shù)149第二章(3)密度：一定范圍內(nèi)，密度越小，導(dǎo)熱系數(shù)越小。密度小的材料內(nèi)部孔隙多。由于空氣導(dǎo)熱系數(shù)很小，故密度小的材料一般導(dǎo)熱系數(shù)也小。當(dāng)密度小到一定程度后，如果再加大孔隙率，則導(dǎo)熱系數(shù)不僅不會(huì)降低，而且還會(huì)增大.2.4 導(dǎo)熱系數(shù)1502.5 絕熱材料2.5 絕熱材料151第二章化學(xué)成分形狀名稱導(dǎo)熱系數(shù)（W/(mK)）無(wú)機(jī)材料纖維材料礦棉（巖棉、礦渣棉

48、）0.046玻璃棉0.035粒狀材料膨脹蛭石0.0460.070蛭石制品0.0790.1膨脹珍珠巖0.0250.048珍珠巖制品0.0580.872.4 導(dǎo)熱系數(shù)152第二章化學(xué)成分形狀名稱導(dǎo)熱系數(shù)（W/(mK)）無(wú)機(jī)材料多孔材料泡沫混凝土0.0820.186加氣混凝土0.0930.164微孔硅酸鈣0.047泡沫玻璃0.060.132.4 導(dǎo)熱系數(shù)153第二章化學(xué)成分形狀名稱導(dǎo)熱系數(shù)（W/(mK)）有機(jī)材料泡沫塑料聚苯乙烯0.0310.047硬質(zhì)聚氯乙稀=0.043硬質(zhì)聚氨酯0.0370.055脲醛0.0280.041多孔板軟木板0.0520.70木絲板0.110.26蜂窩板2.4 導(dǎo)熱系數(shù)1

49、54第二章絕熱材料：巖棉、礦棉、玻璃棉：加熱到高溫，通過(guò)離心機(jī)分散牽引形成的纖維狀材料珍珠巖、膨脹蛭石：礦物材料瞬時(shí)加熱到高溫膨脹形成的粒狀材料2.5 絕熱材料155第二章礦（巖）棉板、玻璃棉2.5 絕熱材料156第二章絕熱材料：聚苯乙烯泡沫塑料（聚苯板、EPS）擠塑聚苯板（擠塑板、XPS）2.5 絕熱材料157第二章XPS外墻外保溫系統(tǒng)是以擠塑板為保溫材料的外保溫系統(tǒng)，其構(gòu)造與EPS板外保溫系統(tǒng)基本相同 2.5 絕熱材料158第二章絕熱材料：加氣混凝土砌塊蒸壓加氣混凝土制品是以硅、鈣為原料，以鋁粉為發(fā)氣劑，經(jīng)過(guò)蒸壓養(yǎng)護(hù)而成得建筑制品。具有輕質(zhì)、保溫、隔熱的性能，并且可鋸、可切割。蒸壓加氣混凝

50、土制品主要有砂加氣和粉煤灰兩種，抗壓強(qiáng)度低，一般只能用于低層建筑的承重墻或者填充墻。由于孔洞率高，防水性能不佳。2.5 絕熱材料159第二章2.5 絕熱材料160第二章2.5 絕熱材料161第二章2.5 絕熱材料162第二章2.6 不穩(wěn)定導(dǎo)熱2.6 不穩(wěn)定導(dǎo)熱163第二章 不穩(wěn)定導(dǎo)熱（傳熱）一維不穩(wěn)定傳熱現(xiàn)象：物體在一個(gè)方向上有溫差，但溫差方向的溫度不是恒定的，而隨著時(shí)間在變化的情況。建筑上的不穩(wěn)定傳熱多屬周期性不穩(wěn)定傳熱。周期性不穩(wěn)定傳熱可分為單向周期性熱作用和雙向周期性熱作用。單向周期性熱作用：空調(diào)房間 雙向周期性熱作用：自然通風(fēng) 房間單向周期性熱作用雙向周期性熱作用2.6 不穩(wěn)定導(dǎo)熱16

51、4第二章 不穩(wěn)定導(dǎo)熱（傳熱）不穩(wěn)定傳熱持點(diǎn)：在不穩(wěn)定傳熱過(guò)程中，每一個(gè)與熱流方向垂直的截面上熱流強(qiáng)度都不相等。由于溫度不穩(wěn)定，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不斷地吸收和釋放熱量，材料在導(dǎo)熱的同時(shí)，還伴有蓄熱量的變化壁體材料的比熱(c)、密度和導(dǎo)熱系數(shù)()以及熱流波動(dòng)的波幅和周期都影響著壁體內(nèi)溫度升降的速度2.6 不穩(wěn)定導(dǎo)熱165第三章第三章 建筑保溫設(shè)計(jì)建筑保溫設(shè)計(jì)166第三章建筑保溫設(shè)計(jì)1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)2.建筑保溫設(shè)計(jì)的有關(guān) 規(guī)定3.建筑保溫綜合措施1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱過(guò)程、傳熱量1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻1.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面及內(nèi)部溫度計(jì)算1.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層設(shè)置方式1.5 圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫技術(shù)1.

52、6 地面保溫2.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻2.2 經(jīng)濟(jì)熱阻及建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定建筑保溫設(shè)計(jì)1671.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量第三章1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量 168第三章建筑保溫設(shè)計(jì)考慮的不利情況是在冬季陰天。室外為穩(wěn)定低溫，并且晝夜溫度波動(dòng)較小，室內(nèi)是由供暖設(shè)備保持一定溫度，熱量持續(xù)由室內(nèi)流向室外，因此冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱可以粗略地主要按穩(wěn)定傳熱計(jì)算。1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量 169第三章 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程和傳熱量 傳熱的3個(gè)基本過(guò)程及每個(gè)過(guò)程的主要傳熱方式：表面感熱、構(gòu)件傳熱、表面散熱 1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量 170第三章tii （1）表面感熱 圍護(hù)結(jié)

53、構(gòu)的內(nèi)表面主要通過(guò)對(duì)流和輻射方式從室內(nèi)得到熱量，內(nèi)表面單位面積上在單位時(shí)間從室內(nèi)得到的熱量，即到達(dá)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的熱流密度可用下式計(jì)算： 式中 qi內(nèi)表面的熱流密度，wm2； ti,i一分別為室內(nèi)空氣及圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度 i內(nèi)表面換熱系數(shù)，w(m2K)。吸熱1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量 171第三章 （2）構(gòu)件傳熱 按照穩(wěn)定傳熱計(jì)算，平壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)各材料層在單位時(shí)間、單位面積上的傳熱量為 1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量 172第三章 （3）表面散熱 表面散熱和表面感熱在傳熱機(jī)理上相同，都是表面與周圍環(huán)境和空氣之間通過(guò)輻射和對(duì)流進(jìn)行熱交換。 放熱t(yī)ee1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量

54、 173第三章外表面換熱系數(shù) e外表面換熱系數(shù)亦為外表面輻射換熱系數(shù)（ re）與內(nèi)表面對(duì)流換熱系數(shù)（ce）之和，即e re + ce外表面換熱阻外表面換熱系數(shù)（ e）的倒數(shù)1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量 174第三章1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 175176一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量構(gòu)件熱阻構(gòu)件熱阻（R）表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)中各材料層對(duì)熱流的阻擋能力，熱阻愈大則通過(guò)的熱流密度（q）愈小。R 單位：m2K/Wdttq21-=l176第三章 K:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) 它的意義是當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫度差1(1K)時(shí)，在單位時(shí)間里通過(guò)平壁單位面積的傳熱量w(m2K)。

55、顯然，在同樣室內(nèi)外溫差條件下，K值愈小、則在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量愈少。所以傳熱系數(shù)K可以說(shuō)明圍護(hù)結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定傳熱條件下的保溫性能。1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 177第三章多層構(gòu)造的圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)為各層材料熱阻之和 1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程、傳熱量 178第三章（1）一般構(gòu)造的傳熱系數(shù)及熱阻計(jì)算 穩(wěn)定傳熱條件下，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的3個(gè)傳熱過(guò)程中，其單位時(shí)間、單位面積的傳熱量均相等。qi=qn=qe=qie23q1q2q3qiqe1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 179第三章 （1）一般構(gòu)造的傳熱系數(shù)及熱阻計(jì)算 穩(wěn)定傳熱條件下，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的3個(gè)傳熱過(guò)程中，其單位時(shí)間、單位面積的傳熱量均相

56、等。qi=qn=qe=q1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 180第三章（1）一般構(gòu)造的傳熱系數(shù)及熱阻計(jì)算 穩(wěn)定傳熱條件下，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的3個(gè)傳熱過(guò)程中，其單位時(shí)間、單位面積的傳熱量均相等。令 R0=Ri+R+Re1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 181第三章 對(duì)面積為F的圍護(hù)結(jié)構(gòu)在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量，可用公式表示為： 1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 182第三章例 求圖所示外墻的傳熱阻(R0)和傳熱系數(shù)K，及當(dāng)其面積為5m2，室內(nèi)外溫度各為18及-12時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量。導(dǎo)熱系數(shù)：查表內(nèi)表面換熱阻和外表面換熱阻1 抹面層2 加氣混凝土3 鋼筋混凝土1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻

57、 183第三章1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 184第三章R0圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻Ri，e內(nèi)、外表面換熱阻R構(gòu)件熱阻1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 185第三章1 抹面層 石灰水泥復(fù)合砂漿 導(dǎo)熱系數(shù)=0.87W/(mk)2 加氣混凝土 =0.19W/(mk)3 鋼筋混凝土 =1.74W/(mk)R0 =Ri +R+ReR= d/,Ri =0.11,Re=0.04R0=0.04/0.87+0.15/0.19+0.18/1.74+0.11+0.04=1.089(m2K/W)單位時(shí)間傳熱量 Q=1/1.089x(18+12)X5=137.74W1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 186第三章 （2

58、）封閉空氣間層的熱阻 在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)封閉空氣間層是常見的保溫措施?？諝忾g層中的傳熱和在固體材料中不同，它不是以導(dǎo)熱為主，而是有輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)3種方式，其中輻射傳熱約占總傳熱量的60 70，而傳導(dǎo)只占 10左右。因此， 空氣間層的熱阻主 要取決于間層兩個(gè) 表面間的輻射和對(duì) 流換熱的能力。 1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 187第三章1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 188第三章幾種不同表面的垂直空氣間層熱阻 1：未加反射材料 2：一個(gè)表面加反射材料 3：兩個(gè)表面加反射材料1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 189第三章（3）窗的傳熱阻 窗戶是保溫能力最低的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，一般情況下，通過(guò)單層窗

59、的傳熱量是同等面積外墻的35倍。單層窗的框邊和玻璃本身的熱阻都很小，在窗的傳熱阻中內(nèi)、外表面換熱阻的影響就相對(duì)較大。 1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 190第三章（3）窗的傳熱阻1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 191第三章1.玻璃材料2.窗框材料3.窗框構(gòu)造（4）窗的設(shè)置和保溫1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 192第三章窗的設(shè)置和保溫1.玻璃材料雖然玻璃是非金屬材料，其導(dǎo)熱系數(shù)=0.8-1.0w/(mK)，遠(yuǎn)比金屬小，但是窗戶玻璃的厚度僅為3-9，因此熱阻很小，幾乎可以忽略不計(jì)。主要的新型玻璃材料有中空玻璃Low-E鍍膜玻璃熱反射鍍膜玻璃1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 193第

60、三章1.玻璃材料中空玻璃 中空玻璃窗是由2片或3片玻璃與空氣層組合而成。中空玻璃內(nèi)密閉的空氣或惰性氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很低，具有優(yōu)異的保溫隔熱和隔聲性能。普通中空玻璃充灌氪、氬保溫性能更佳中空玻璃厚度（mm）單片玻璃厚度（mm）空氣間層厚度（mm）傳熱系數(shù)K值（W/ m2K）12（雙層）363.418（雙層）3123.122（雙層）5123.021（三層）36+62.333（三層）312+122.11.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 194第三章多層玻璃（中空玻璃、3層玻璃）1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱阻 195第三章鍍膜玻璃熱反射鍍膜玻璃：熱反射鍍膜玻璃透光率為77%-83%，與普通玻璃窗的透