建筑熱濕環(huán)境

建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment建筑環(huán)境(huánjìng)預調(diào)查2精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3“建筑室內(nèi)環(huán)境調(diào)查Ⅰ”大綱（預調(diào)查）

調(diào)查目的

通過感性調(diào)查，認識室內(nèi)環(huán)境的相關因素。

調(diào)查范圍

商場，辦公室，餐廳，住宅，教室，寢室，實驗室，影劇院等。要求選擇具有代表性的建筑。

調(diào)查內(nèi)容

建筑的名稱，地點，功能，面積，層數(shù)，人員密度……。

室內(nèi)環(huán)境現(xiàn)狀，室內(nèi)環(huán)境的控制手段。

調(diào)查方式(fāngshì)

小組成員的自我主觀調(diào)查。

調(diào)查方法

直觀的感受。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment4“建筑(jiànzhù)室內(nèi)環(huán)境調(diào)查Ⅰ”大綱（預調(diào)查）

調(diào)查內(nèi)容

建筑(jiànzhù)的名稱，地點，功能，面積，層數(shù)，人員密度……。

室內(nèi)環(huán)境現(xiàn)狀：熱舒適性、空氣品質(zhì)、光環(huán)境、聲環(huán)境（例）表1熱舒適性調(diào)查表

精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment5“建筑室內(nèi)環(huán)境調(diào)查Ⅰ”大綱（預調(diào)查）

調(diào)查內(nèi)容

室內(nèi)環(huán)境的控制(kòngzhì)手段（需要有一定的描述）（例）表5室內(nèi)環(huán)境的控制(kòngzhì)手段調(diào)查表

精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment6“建筑室內(nèi)環(huán)境調(diào)查Ⅰ”調(diào)查報告大綱

調(diào)查目的

調(diào)查范圍

調(diào)查內(nèi)容

調(diào)查方式

調(diào)查方法

調(diào)查的實施（時間、地點、調(diào)查區(qū)域等等(děnɡděnɡ)）調(diào)查結果與分析（數(shù)據(jù)、分析等）調(diào)查結論精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3以其他形式(xíngshì)進入室內(nèi)的熱量和濕量7空氣滲透熱量濕量精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.1室內(nèi)(shìnèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕量8

室內(nèi)熱源包括顯熱熱源和潛熱熱源顯熱熱源散熱的形式

輻射：進入墻體內(nèi)表面、透過玻璃窗到室外、其它室內(nèi)物體表面（家具、人體等）對流：直接進入空氣。顯熱熱源輻射散熱的波長特征

可見光和近紅外線：燈具、高溫熱源（電爐等）長波輻射：人體、常溫設備

精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.1室內(nèi)(shìnèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕量9室內(nèi)濕源包括人員、水面、產(chǎn)濕設備散濕形式：直接進入空氣得熱往往考慮圍護結構和家具的蓄熱“得濕”一般不考慮“蓄濕”濕源與空氣進行質(zhì)交換同時一般伴隨顯熱交換有熱源濕表面：水分被加熱蒸發(fā)，向空氣加入了顯熱和潛熱，顯熱交換量取決于水表面積無熱源濕表面：等焓過程，室內(nèi)空氣的顯熱轉(zhuǎn)化為潛熱蒸汽源：可僅考慮潛熱交換精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.1室內(nèi)(shìnèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕量10設備散熱建筑內(nèi)的設備散熱量計算：

Qin1=n1n2n3N/η式中

Qin1——設備散熱量，kW；

N——電動設備的安裝功率，kW；n1——利用系數(shù)，電動機最大實耗功率與安裝功率之比，一

般可取0.7～0.9；n2——電動機負荷系數(shù)，電動機每小時平均實耗功率與機器

設計時最大實耗功率之比，一般可取0.5，計算機取1；n3——設備的同時使用系數(shù)，電動機同時使用的安裝功率與

總安裝功率之比，一般由工藝設計人員提供；η——電動機效率，一般可取0.75～0.85。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.1室內(nèi)(shìnèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕量11照明散熱建筑內(nèi)的照明散熱量計算：

Qin2=

n4N

式中

Qin2——照明設備散熱量，kW；

N——照明燈具所需功率，kW；n4——可利用自然通風散熱于頂棚內(nèi)時，n4=0.5～0.6。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.1室內(nèi)(shìnèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕量12人體散熱散濕見第4章。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.1室內(nèi)(shìnèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕量13室內(nèi)濕源W=1000β(Pb-Pa)FB0/B(g/s)精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.1室內(nèi)(shìnèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕量14室內(nèi)熱源得熱與總散濕量精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.2空氣(kōngqì)滲透帶來的熱量與濕量15空氣進入室內(nèi)直接帶來的熱量與濕量僅考慮自然狀態(tài)下的空氣滲透，人為組織的自然通風與機械通風見第6章。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.2空氣(kōngqì)滲透帶來的熱量與濕量16空氣滲透量空氣滲透：圍護結構兩側存在壓差，在此壓差作用下，空氣通過孔洞或縫隙進入室內(nèi)?？卓诔隽鳎簼B流：精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.2空氣滲透(shèntòu)帶來的熱量與濕量17空氣滲透量門窗縫隙空氣滲透：通過門窗縫隙空氣滲透量：精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.2空氣(kōngqì)滲透帶來的熱量與濕量18夏季：室內(nèi)外溫差小，風壓是主要動力冬季：室內(nèi)外溫差大，熱壓作用往往強于風壓，造成底層房間熱負荷偏大。因此冬季冷風滲透往往不可忽略?？諝鉂B透量工程應用：縫隙法、換氣次數(shù)法（供熱工程）縫隙法La=k·la·l換氣次數(shù)法La=n·V精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.3.2空氣滲透(shèntòu)帶來的熱量與濕量19空氣滲透量帶來的熱量：HGinf=ρaLa(hout-hin)空氣滲透量帶來的濕量：Winf=ρaLa(dout-din)精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.4冷負荷(fùhè)與熱負荷(fùhè)20精品資料21室內(nèi)表面與空氣(kōngqì)間熱平衡關系示意精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment22負荷與暖通空調(diào)(kōnɡdiào)末端設備對流型空調(diào)末端設備去除的是進入到空氣中的熱量。

輻射型空調(diào)末端設備去除的熱量是進入到空氣中的熱量和貯存在熱表面上的熱量。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment233.4.1室內(nèi)環(huán)境參數(shù)(cānshù)與負荷定義室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)為保證房間功能的需要，室內(nèi)所需要的熱濕環(huán)境?？諝獾母汕驕囟?、空氣的相對濕度。室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)基準值需要維持的室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)的數(shù)值。室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)精度范圍允許室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)在其間變化的范圍。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment243.4.1室內(nèi)環(huán)境參數(shù)與負荷(fùhè)定義冷負荷維持一定室內(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，包括顯熱負荷和潛熱負荷兩部分。熱負荷維持一定室內(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，包括顯熱負荷和潛熱負荷兩部分。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment253.4.2負荷(fùhè)與得熱的關系

潛熱得熱、滲透空氣得熱得熱立刻成為瞬時冷負荷通過圍護結構導熱、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荷輻射得熱部分先傳到各內(nèi)表面，再以對流形式進入空氣成為瞬時冷負荷，因此負荷與得熱在時間上存在延遲。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment263.4.2負荷(fùhè)與得熱的關系精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment273.4.2負荷(fùhè)與得熱的關系

冷負荷與得熱有關，

概念不同

不同，冷負荷≠得熱量數(shù)值不等決定因素熱源性質(zhì)圍護結構熱工性能：蓄熱能力如何？

房間的構造（角系數(shù)）

注意：輻射和蓄熱的存在是延遲和衰減的根源！精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment283.4.3負荷的數(shù)學(shùxué)表達采用空氣冷卻的空調(diào)房間壁面對流換熱通過非透光圍護結構傳到內(nèi)壁面的導熱量＋本壁面獲得的日射得熱與熱源短波輻射得熱＝壁面對流換熱＋（本壁面向其他壁面的長波輻射－本壁面獲得的熱源長波輻射得熱）Ql壁面對流換熱精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment293.4.3負荷的數(shù)學(shùxué)表達采用空氣冷卻的空調(diào)房間冷負荷室內(nèi)空氣的熱平衡關系(空氣參數(shù)恒定)房間顯熱冷負荷＝室內(nèi)熱源對流得熱 ＋壁面對流換熱＋滲透得熱精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment303.4.3負荷的數(shù)學(shùxué)表達

房間的顯熱冷負荷相當于幾個得熱與壁面熱傳導量之和

房間的總冷負荷導致負荷與得熱產(chǎn)生差別的根源熱源滲風玻璃窗墻體顯熱潛熱熱源滲風玻璃窗墻體精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment313.4.3負荷的數(shù)學(shùxué)表達采用輻射板冷卻的空調(diào)房間冷負荷

在室內(nèi)空氣參數(shù)相同的情況下，采用輻射板空調(diào)的負荷比送風空調(diào)負荷大還是??？以夏季為例外圍護結構的內(nèi)表面溫度降低

——導致室外向室內(nèi)傳熱增加室內(nèi)表面（家具、墻面）溫度降低

——空調(diào)系統(tǒng)需要帶走的熱量增加結論輻射板空調(diào)的負荷偏大如果追求的是舒適性相同，哪一個負荷更大？精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment323.4.3負荷(fùhè)的數(shù)學表達室內(nèi)空氣參數(shù)變化時，采用“除熱量”來描述需要排除的熱量，即動態(tài)環(huán)境下的冷負荷：

間歇運行的空調(diào)系統(tǒng)在剛開機運行階段的“啟動負荷”往往比連續(xù)穩(wěn)定運行時的負荷要大很多。除熱量比穩(wěn)態(tài)條件下多了一個空氣降溫需要的熱量熱源滲風玻璃窗墻體室溫動態(tài)變化下的除熱量精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.5典型(diǎnxíng)負荷計算方法33精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment34第三類邊界條件：太難求解了！典型(diǎnxíng)負荷計算方法原理介紹其中內(nèi)表面長波輻射：初始條件：精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment35負荷計算法當量溫差法諧波分解法反應系數(shù)法諧波反應法冷負荷系數(shù)法冷負荷溫差法1946USA1950sUSSR1967Canada典型負荷(fùhè)計算方法原理介紹

目的：使負荷計算能夠在工程應用中實施發(fā)展：由不區(qū)分得熱和冷負荷發(fā)展到考慮二者的區(qū)別精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment36穩(wěn)態(tài)算法不考慮建筑蓄熱，負荷預測值偏差大。動態(tài)(dòngtài)算法（反應系數(shù)法、諧波反應法）積分變換求解微分方程，準確但復雜計算機模擬軟件DOE2(美國)、HASP(日本)、ESP(英國)DeST(清華)EnergyPlus(美國)常用的負荷求解法精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment373.5.1穩(wěn)態(tài)算法(suànfǎ)

方法采用室內(nèi)外瞬時溫差、平均溫差或當量溫差，負荷與以往時刻的傳熱狀況無關：

Q＝KFT

特點簡單，可手工計算；未考慮圍護結構的蓄熱性能，計算誤差偏大。應用條件蓄熱小的輕型簡易圍護結構；室內(nèi)外溫差平均值遠遠大于室內(nèi)外溫度的波動值。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment383.5.1穩(wěn)態(tài)算法(suànfǎ)精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment393.5.2動態(tài)(dòngtài)算法2個問題：1是求解圍護結構的不穩(wěn)定傳熱；2是求解得熱與負荷的轉(zhuǎn)換關系。解決方法：對于常系數(shù)的線性偏微分方程，采用積分變換如傅立葉變換

或拉普拉斯變換。其概念是把函數(shù)從一個域中移到另一個域中，在新的域中，函數(shù)呈現(xiàn)較簡單的形式，因此可以求出解析解。然后再對求得的變換后的方程解進行逆變換，獲得最終的解。B域：問題容易求解對函數(shù)進行積分變換求解A域：問題難以求解對函數(shù)解進行積分逆變換獲得解精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment40傳遞函數(shù)與輸入量、輸出量的關系(guānxì)3.5.2動態(tài)算法——積分變換法原理

傳遞函數(shù)G(s)僅由系統(tǒng)本身的特性決定，而與輸入量、輸出量無關，因此建筑的材料和形式一旦確定，就可求得其圍護結構的傳遞函數(shù)。這樣就可以通過輸入量和傳遞函數(shù)求得輸出量。

如果輸入原函數(shù)是指數(shù)函數(shù)，則不需變換直接輸入，即可求得解的原函數(shù)精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment413.5.2動態(tài)算法——積分變換(biànhuàn)法應用條件對于普通材料的圍護結構的傳熱過程，在其一般溫度變化的范圍內(nèi)，材料的物性參數(shù)變化不大，可近似看作是常數(shù)，可采用拉普拉斯變換法來求解。對于采用材料的物性參數(shù)隨溫度或時間有顯著變化的圍護結構的傳熱過程，就不能采用拉普拉斯變換法來求解。相變材料，Trombe'sWall(特隆布墻)精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment423.5.2動態(tài)算法——輸入邊界條件的處理(chǔlǐ)方法

輸入邊界條件的處理步驟邊界條件的離散或分解；求對單元擾量的響應；把對單元擾量的響應進行疊加和疊加積分求和。

兩種基于積分變換的負荷計算法：函數(shù)均采用拉普拉斯變換，邊界條件的處理方法不同對邊界條件進行傅立葉級數(shù)分解：諧波反應法對邊界條件進行時間序列離散：反應系數(shù)法精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment43武漢市室外干球溫度的全年(quánnián)變化精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment44輸入邊界條件的處理方法：

——傅立葉級數(shù)(jíshù)分解＝＋＋精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment45輸入(shūrù)邊界條件的處理方法：

——時間序列離散精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment463.5.2動態(tài)(dòngtài)算法——兩種積分變換法

反應系數(shù)法(冷負荷系數(shù)法)：任何連續(xù)曲線均可離散為脈沖波之和。將外擾分解為脈沖，分別求得脈沖外擾的室內(nèi)響應，再進行疊加室內(nèi)負荷。對應離散系統(tǒng)，拉普拉斯變換轉(zhuǎn)化為Z變換諧波反應法：任何一連續(xù)可導曲線均可分解為正(余)弦波之和。把外擾分解為余弦波，分別求出每個正(余)弦波外擾的室內(nèi)響應，并進行疊加。二者無本質(zhì)區(qū)別，僅是處理手法的不同。精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment3.5.2動態(tài)算法(suànfǎ)——冷負荷系數(shù)法47精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment48冷負荷(fùhè)系數(shù)法原理圖示(1)設備使用1小時的室內(nèi)負荷精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment49冷負荷系數(shù)(xìshù)法原理圖示(2)設備使用2小時的室內(nèi)負荷精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment50冷負荷(fùhè)系數(shù)法原理圖示(3)設備使用10小時的室內(nèi)負荷精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment513.5.2動態(tài)(dòngtài)算法——冷負荷系數(shù)法冷負荷系數(shù)的大小即反應了某一項因素對某時刻負荷大小的影響程度。反應系數(shù)為0~1，相當于影響為0~100%。

內(nèi)外擾的處理：圍護結構傳熱采用冷負荷溫度

tcl()

日射冷負荷采用冷負荷系數(shù)Ccl()

內(nèi)擾采用冷負荷系數(shù)Ccl(-0)精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment52（1）圍護結構瞬變傳熱(chuánrè)形成的冷負荷

(a)圍護結構傳熱冷負荷基本計算式

Qcl()=KF[

tcl()–tin]

tcl()為冷負荷溫度逐時值，與圍護結構類型、氣象條件、朝向有關。

tcl()反映了室外空氣溫度、陽光輻射、建筑物蓄熱等因素的綜合影響。tintcl(t)Qcl(t)冷負荷溫度：一個當量溫度室內(nèi)溫度精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment53（2）外窗日射得熱形成(xíngchéng)的冷負荷(b)日射冷負荷

Qcl()=FCsCnD·maxCcl()F為窗面積，D·max是日射得熱因素最大值

Ccl()是冷負荷系數(shù)，與緯度、朝向有關。

Cs為玻璃遮擋系數(shù)，Cn為遮陽系數(shù)。Qcl(t)D·maxFCsCnCcl()精品資料建筑(jiànzhù)環(huán)境學

BuiltEnvironment54（3）室內(nèi)熱源散熱量形成(xíngchéng)冷負荷

內(nèi)擾冷負荷

Qcl()=Qin(0)Ccl(-