建筑環(huán)境總結(jié)課件

《建筑環(huán)境學(xué)》課程總結(jié)1第一章緒論研究內(nèi)容主要任務(wù)2緒論的主要內(nèi)容：建筑與環(huán)境的關(guān)系1人類對建筑與環(huán)境關(guān)系的認(rèn)識過程2建筑與環(huán)境關(guān)系的發(fā)展中存在的問題3建筑環(huán)境學(xué)的主要內(nèi)容與地位43室內(nèi)空氣品質(zhì):度量指標(biāo)和方法；室內(nèi)污染物來源、種類及對人體的危害；通風(fēng)量的確定；空氣年齡等；通風(fēng)與建筑物布局和通風(fēng)口位置的關(guān)系。建筑光環(huán)境:光的基本度量單位；舒適光環(huán)境要素、建筑光環(huán)境與熱濕環(huán)境的關(guān)系、天然采光及人工照明設(shè)計。

5建筑聲環(huán)境:聲音的度量與聽覺特征；噪聲評價方法和標(biāo)準(zhǔn)；室外聲環(huán)境改善方法；室內(nèi)吸聲減噪法原理及計算；隔聲效果的度量；隔聲罩應(yīng)用；消聲器性能評價與分類；隔振與阻尼。匯總6人類對建筑環(huán)境的認(rèn)識過程

風(fēng)水是什么？玄學(xué)：前人的經(jīng)驗＋神秘主義迷信原因：缺乏科學(xué)的認(rèn)識和分析手段科學(xué)：環(huán)境因素影響人體的身體與心理健康現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展提供了研究手段7風(fēng)水總結(jié)中國的風(fēng)水，實際上是人們對建筑環(huán)境規(guī)律認(rèn)識的總結(jié)

以八卦五行、河圖洛書為基礎(chǔ)在建筑選址方面認(rèn)為：背山面水向陽最好在建筑布局方面主義空間分割、方位調(diào)整、色彩運(yùn)用認(rèn)為不好的住宅物理環(huán)境對人的心理有影響合理部分在于認(rèn)為環(huán)境因素影響人體的身體和心理健康風(fēng)水的理論更多的是前人實踐經(jīng)驗的總結(jié)，缺乏理性分析的提煉目前的多數(shù)江湖術(shù)士，敗壞了風(fēng)水的名聲8病態(tài)建筑綜合癥

主要表現(xiàn)在：眼睛不適、鼻腔和咽喉不適、流鼻水或鼻塞、胸悶、空氣有刺激性、頭痛、精神無法集中和過敏等。世界衛(wèi)生組織(WHO)將此現(xiàn)象稱為“病態(tài)建筑物綜合癥”(SICKBUILDINGSYNDROME)。更有甚者，由于室內(nèi)環(huán)境污染而導(dǎo)致中毒，直至出現(xiàn)癌癥這種嚴(yán)重的疾病。相對于沒有空調(diào)的建筑物來說，這些癥狀似乎在設(shè)有空調(diào)的建筑中發(fā)生的幾率更大，當(dāng)受影響的對象離開相關(guān)建筑時，這些癥狀有所減輕或消失。10《建筑環(huán)境學(xué)》主要任務(wù)任務(wù)一：了解人和生產(chǎn)過程需要什么樣的建筑室內(nèi)環(huán)境；任務(wù)二：了解各種內(nèi)外部因素是如何影響建筑環(huán)境的；任務(wù)三：掌握改變或控制建筑環(huán)境的基本方法和手段；12四、城市微環(huán)境三、室外氣候二、太陽輻射一、地球繞日運(yùn)動的規(guī)律本章內(nèi)容：五、我國氣候分布區(qū)特點14地球與太陽相對位置兩個參數(shù)描述：太陽高度角（）：太陽方向與水平線的夾角；太陽方位角（A）：太陽方向的水平投影偏離南向的角度；和A的因素有：赤緯δ（季節(jié)的變化）、時角h（時間的變化）、緯度（觀察點所在位置）

A150°0°+23.5°-23.5°地球繞日運(yùn)動的規(guī)律太陽的位置與日照的關(guān)系

赤緯：太陽光線與地球赤道平面之間的夾角赤緯d北回歸線南回歸線16太陽輻射的波譜可見光紫外線近紅外線長波紅外線17太陽輻射能量比例太陽常數(shù)1353W/m2：大氣層外的輻射照度進(jìn)入大氣層后被反射和吸收，光譜成分有所改變，輻射照度有所改變。太陽高度角是重要影響因素。18落到地球上的太陽輻射能量由三部分組成

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波輻射：大氣（水蒸汽和CO2）吸收后再向地面輻射，為長波輻射。在日間比例很小，可以忽略。所謂太陽總輻射照度一般僅包括前兩部分20室外氣候自然的微氣候

大氣壓力

地層溫度

空氣溫度

有效天空溫度

空氣濕度

風(fēng)降水21污染物聚集區(qū)小區(qū)風(fēng)場形成機(jī)理建筑物對來流風(fēng)的阻礙和聚集作用小區(qū)內(nèi)太陽輻射導(dǎo)致各表面存在溫差而形成的自然對流不當(dāng)風(fēng)場的危害冬季造成熱負(fù)荷增加高風(fēng)速影響人員行動夏季自然通風(fēng)不良23城市熱島HeatIsland

熱島強(qiáng)度：熱島中心氣溫減去同時間同高度（距地1.5m高處）附近遠(yuǎn)郊的氣溫的差值。單位：℃24兩個分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)“民用建筑設(shè)計規(guī)范”（GB50176－93）的五個建筑熱工設(shè)計分區(qū)建筑熱工區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)（GB50176－93）的七個建筑氣候區(qū)劃分區(qū)26建筑熱工設(shè)計分區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷區(qū)夏熱冬暖區(qū)溫和地區(qū)寒冷地區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)27建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)的分區(qū)法I區(qū)II區(qū)III區(qū)IV區(qū)V區(qū)VII區(qū)VI區(qū)28

太陽輻射對建筑物的熱作用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量冷負(fù)荷和熱負(fù)荷典型負(fù)荷計算方法原理介紹

主要內(nèi)容30總結(jié)如下：熱濕環(huán)境是建筑環(huán)境中十分重要的內(nèi)容熱濕環(huán)境形成的主要原因是各種外擾和內(nèi)擾的影響?外擾主要包括室外氣候參數(shù)如室外空氣溫濕度、太陽輻射、風(fēng)速、風(fēng)向變化，以及鄰室的空氣溫濕度進(jìn)入室內(nèi)?內(nèi)擾主要包括室內(nèi)設(shè)備、照明、人員等室內(nèi)熱濕源作用形式：對流換熱（對流質(zhì)交換）、導(dǎo)熱（水蒸氣滲透）和輻射31得熱，HeatGain，HG定義：

某時刻在內(nèi)外擾作用下進(jìn)入房間的總熱量?包括：顯熱（對流換熱和輻射換熱）和潛熱（物質(zhì)在三態(tài)變化時，溫度不見升高或降低，但需要吸收或放出的熱量，即熔化熱及汽化熱）?有正負(fù)之分?來源：室內(nèi)外溫差傳熱、太陽輻射進(jìn)入熱量、室內(nèi)照明、人員、設(shè)備散熱等。323.4冷負(fù)荷與熱負(fù)荷冷負(fù)荷：維持一定室內(nèi)熱濕環(huán)境所需要的在單位時間內(nèi)從室內(nèi)除去的熱量，包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩部分。如果把潛熱負(fù)荷表示為單位時間內(nèi)排除的水分，則又可稱作濕負(fù)荷。熱負(fù)荷：維持一定室內(nèi)熱濕環(huán)境所需要的在單位時間內(nèi)向室內(nèi)加入的熱量，包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩部分。如果只控制室內(nèi)溫度，則熱負(fù)荷就只包括顯熱負(fù)荷。33負(fù)荷的大小與去除或補(bǔ)充熱量的方式有關(guān)常規(guī)的送風(fēng)方式空調(diào)需要去除的是進(jìn)入到空氣中的得熱量。冷輻射板空調(diào)需要去除的熱量除了進(jìn)入到空氣中的熱量外，還包括貯存在熱表面上的熱量。34各種得熱進(jìn)入空氣的途徑潛熱得熱、滲透空氣得熱得熱立刻成為瞬時冷負(fù)荷通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱、通過玻璃窗日射得熱、室內(nèi)顯熱源散熱對流得熱部分立刻成為瞬時冷負(fù)荷輻射得熱部分先傳到各內(nèi)表面，再以對流形式進(jìn)入空氣成為瞬時冷負(fù)荷，因此負(fù)荷與得熱在時間上存在延遲。353.4.2得熱與冷負(fù)荷的關(guān)系36得熱與冷負(fù)荷的關(guān)系冷負(fù)荷與得熱有關(guān)，但不一定相等決定因素空調(diào)形式

送風(fēng)：負(fù)荷＝對流部分輻射：負(fù)荷＝對流部分＋輻射部分熱源特性：對流與輻射的比例是多少？圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能：蓄熱能力如何？如果內(nèi)表面完全絕熱呢？房間的構(gòu)造（角系數(shù)）注意：輻射的存在是延遲和衰減的根源！

37潛熱得熱滲透得熱顯熱得熱對流直接傳給空氣的部分輻射部分瞬時負(fù)荷蓄熱+提升其他表面溫度后的對流38房間空氣的熱平衡關(guān)系排除的對流熱＋空氣的顯熱增值＝

室內(nèi)熱源對流得熱＋壁面對流得熱＋滲透得熱39室內(nèi)熱源對流得熱室內(nèi)熱源得熱＝室內(nèi)熱源對流得熱＋熱源向空調(diào)輻射板的輻射＋熱源向壁面的輻射40壁面對流得熱通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱得熱＋本壁面獲得的通過玻璃窗的日射得熱＝壁面對流得熱＋本壁面向空調(diào)輻射設(shè)備的輻射＋本壁面向其他壁面的長波輻射＋本壁面向熱源的輻射Qcond41房間的總冷負(fù)荷房間的各種得熱空氣的顯熱增值內(nèi)表面輻射導(dǎo)致的傳熱量差值得熱和冷負(fù)荷的差值房間空氣熱平衡的數(shù)學(xué)表達(dá)式對輻射項進(jìn)行了線性化而導(dǎo)出顯+潛熱源+透明圍護(hù)+非透明圍護(hù)+滲透42穩(wěn)態(tài)算法不考慮建筑蓄熱，負(fù)荷預(yù)測值偏大動態(tài)算法，積分變換求解微分方程冷負(fù)荷系數(shù)法、諧波反應(yīng)法：夏季設(shè)計日動態(tài)模擬。專業(yè)計算機(jī)軟件數(shù)值求解DOE2(美國)、HASP(日本)、ESP(英國)DeST(清華)常用的負(fù)荷求解法43穩(wěn)態(tài)算法方法采用室內(nèi)外瞬時溫差或平均溫差，負(fù)荷與以往時刻的傳熱狀況無關(guān)：Q＝KFT特點簡單直觀，可手工計算未考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能，計算誤差偏大應(yīng)用條件蓄熱小的輕型簡易圍護(hù)結(jié)構(gòu)室內(nèi)外溫差平均值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于室內(nèi)外溫度的波動值44穩(wěn)態(tài)算法舉例：我國北方室外氣溫和室內(nèi)控制溫度比較45第四章人體對熱濕環(huán)境的反應(yīng)熱平衡方程46主要內(nèi)容人體對熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理學(xué)和心理學(xué)基礎(chǔ)人體熱平衡溫度感受系統(tǒng)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)

熱感覺與熱舒適

人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)人體對動態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)其他熱濕環(huán)境的物理度量熱環(huán)境與工作效率人體熱調(diào)節(jié)：二節(jié)點數(shù)學(xué)模型*47人體的熱平衡：熱平衡方程MWCRES=0代謝率機(jī)械功對流散熱輻射散熱汗液及呼吸水蒸氣散熱蓄熱48平均輻射溫度:

一個假想的等溫圍合面的表面溫度，它與人體間的輻射熱交換量等于人體周圍實際的非等溫圍合面與人體間的輻射熱交換量。=角系數(shù)49二、人體的溫度感受系統(tǒng)20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對冷敏感的區(qū)域“冷點”和對熱敏感的區(qū)域“熱點”人體各部位的冷點數(shù)目明顯多于熱點為什么人對冷更敏感？50mV50下丘腦具有調(diào)節(jié)代謝、體溫和內(nèi)分泌功能，前部主要促進(jìn)散熱來降溫，后部促進(jìn)產(chǎn)熱抵御寒冷。散熱調(diào)節(jié)方式血管擴(kuò)張，增加血流，提高表皮溫度出汗御寒調(diào)節(jié)方式血管收縮，減少血流，降低表皮溫度通過冷顫增加代謝率三、人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)51熱感覺的測量：問卷調(diào)查52什么是熱舒適?觀點1：

舒適＝中性

?53什么是熱舒適?觀點2：

舒適＝中性×舒適產(chǎn)生于不適的消除過程中?！笆孢m”比“中性”更主觀。Cool&Comfort!54影響熱舒適的因素空氣濕度垂直溫差氣流與吹風(fēng)感輻射不均勻性年齡、性別、季節(jié)、人種55熱感覺投票和熱舒適投票

ThermalComfortVote&ThermalSensationVote3.熱感覺與熱舒適56預(yù)測平均評價PMV(PredictedMeanVote)PMV=(0.303e–0.036M+0.0275)TL

=(0.303e–0.036M+0.0275){M–W–3.05[5.733–0.007(M–W)–Pa]–0.42(MW58.15)–0.0173M(5.867Pa) –fclhc(tcl

ta)–0.0014M(34ta)-3.9610-8fcl[(tcl+273)4

(+273)4]}S?人體熱負(fù)荷等價于蓄熱P116,式（4-47）熱舒適前提下57PMV指標(biāo)的7級分度分度方法和TSV基本一致PMV指標(biāo)只代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)人的感覺，不能代表所有個人的感覺。58預(yù)測不滿意百分比PPD

(PredictedPercentDissatisfied)PPD是通過概率分析確定某環(huán)境條件下人群不滿意的百分?jǐn)?shù)

PPD＝100–95exp[–(0.03353PMV4+0.2179PMV2)]

即便達(dá)到PMV＝0，仍然有5％的人不滿意。反映了人的個體差異。59熱舒適方程與PMV指標(biāo)特點總結(jié)只適用于接近熱舒適的狀態(tài)，因為采用的人體平均皮膚tsk和出汗造成的潛熱散熱Ersw與環(huán)境溫度完全無關(guān)，是接近熱中性條件下的皮膚溫度和出汗量。在偏離熱中性的條件下PMV的預(yù)測值與人體的真實感受偏差比較大。接近熱舒適條件下的出汗?jié)摕嵘崃浚篍rsw

=

0.42

(M–W–58.2)皮膚溫度：tsk=35.70.0275(MW)