建筑環(huán)境學(xué)呂潔建筑熱濕環(huán)境

建筑環(huán)境學(xué)呂潔建筑熱濕環(huán)境第1頁/共118頁室內(nèi)熱濕環(huán)境室內(nèi)設(shè)備、照明、人員等§1太陽輻射對建筑物的熱作用外擾內(nèi)擾窗戶透過輻射圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱濕傳導(dǎo)室內(nèi)外空氣對流室外氣候參數(shù)室外空氣溫濕度太陽輻射風(fēng)速風(fēng)向變化鄰室空氣溫濕度對流輻射蒸發(fā)或吸濕第2頁/共118頁外擾中的輻射熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面輻射圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面?zhèn)鲗?dǎo)對流輻射室內(nèi)空氣室內(nèi)空氣通過縫隙滲透通過開啟孔洞侵入輻射圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面及其他物體表面對流輻射室內(nèi)空氣§1太陽輻射對建筑物的熱作用室外空氣對流輻射室內(nèi)透射窗戶第3頁/共118頁外擾中的濕量內(nèi)擾中的濕量蒸發(fā)室外空氣傳質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面蒸發(fā)擴散室內(nèi)空氣室內(nèi)空氣通過縫隙滲透通過開啟孔洞侵入蒸發(fā)室內(nèi)空氣內(nèi)擾中的熱量對流輻射室內(nèi)空氣§1太陽輻射對建筑物的熱作用吸濕圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面第4頁/共118頁某時刻的得熱（HeatGain，HG）：某時刻在內(nèi)外擾作用下進(jìn)入房間的總熱量，包括顯熱和潛熱。顯熱對流得熱（如室內(nèi)熱源的對流散熱、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面與室內(nèi)空氣之間的對流換熱）輻射得熱（如透過窗玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射、照明燈具的輻射得熱）由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身存在的熱慣性，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量與外擾之間存在著衰減和延遲的關(guān)系§1太陽輻射對建筑物的熱作用第5頁/共118頁§1太陽輻射對建筑物的熱作用一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所吸收的太陽輻射熱1.不透明物體對太陽輻射的吸收圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面越粗糙、顏色越深，吸收率越高，反射率越低。第6頁/共118頁2.半透明物體對太陽輻射的吸收、反射和透過

玻璃對可見光和波長為3um以下的短波紅外線來說，幾乎是透明的，但卻能有效的阻止長波紅外線輻射。§1太陽輻射對建筑物的熱作用第7頁/共118頁將具有低發(fā)射率、高紅外反射率的金屬（鋁、銅、銀、錫等），使用真空沉積技術(shù)，在玻璃表面沉積一層極薄的金屬涂層，這樣就制成了Low-e(Low-emissivity)玻璃。對太陽輻射有高透和低透不同性能。低透low-e玻璃§1太陽輻射對建筑物的熱作用第8頁/共118頁——空氣—半透明薄層界面的反射百分比——射線單程通過半透明薄層的吸收百分比陽光從空氣入射進(jìn)入玻璃薄層，由于分界面的反射作用，只有（1-r）的輻射能進(jìn)入玻璃層；經(jīng)玻璃的吸收作用，剩余的（1-r）(1-a0)的輻射能才能抵達(dá)第二個分界面；

§1太陽輻射對建筑物的熱作用第9頁/共118頁陽光照射到半透明薄層時，半透明薄層對太陽輻射的總反射率、吸收率和透過率是陽光在半透明薄層內(nèi)進(jìn)行反射、吸收和透過的無窮次反復(fù)之后的無窮多項之和。半透明薄層的總吸收率為：半透明薄層的總反射率為：§1太陽輻射對建筑物的熱作用半透明薄層的總透過率為：第10頁/共118頁兩層半透明薄層的總透過率為：兩層半透明薄層的總反射率為：§1太陽輻射對建筑物的熱作用第一、二層半透明薄層的總吸收率分別為：第11頁/共118頁空氣-半透明薄層界面的反射百分比r與射線的入射角和波長有關(guān)，其關(guān)系式為：其中i1和i2分別為入射角和折射角。入射角和折射角的關(guān)系取決于兩種介質(zhì)的性質(zhì)，即與兩種介質(zhì)的折射指數(shù)n有關(guān)，其關(guān)系式為：

空氣的平均折射指數(shù)n=1.0；在太陽光譜范圍內(nèi)，玻璃的平均折射指數(shù)n=1.526?！?太陽輻射對建筑物的熱作用第12頁/共118頁

半透明薄層對太陽輻射的吸收現(xiàn)象與大氣層對太陽光輻射的吸收規(guī)律相同，即不同波長的輻射按指數(shù)關(guān)系衰減：In=I0exp(-KL)輻射強度被吸收的百分比為：式中：L—射線在半透明薄層中的行程，與入射角和折射指數(shù)有關(guān)；Kλ—消光系數(shù)，與半透明薄層的材料物性及射線的波長有關(guān)§1太陽輻射對建筑物的熱作用對應(yīng)其波長的材料的消光系數(shù)射線在半透明薄層中的行程L取決于：射線單程通過半透明薄層的吸收百分比第13頁/共118頁可近似認(rèn)為玻璃對長波輻射不透明；半透明薄層的吸收率、反射率和透過率都隨入射角改變。§1太陽輻射對建筑物的熱作用第14頁/共118頁二、室外空氣綜合溫度tz（Solar-airtemperature）§1太陽輻射對建筑物的熱作用圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面得熱=太陽輻射熱量+長波輻射換熱量+對流換熱量太陽直射輻射大氣長波輻射太空散射輻射對流換熱地面反射輻射環(huán)境長波輻射地面長波輻射壁體得熱第15頁/共118頁§1太陽輻射對建筑物的熱作用60℃！35℃！第16頁/共118頁建筑物外表面單位面積上得到的熱量為：tz——室外空氣綜合溫度§1太陽輻射對建筑物的熱作用相當(dāng)于室外氣溫由原來的tair增加了一個太陽輻射的等效溫度αI/αout值。是當(dāng)量室外溫度，非實際室外空氣溫度，方便計算。第17頁/共118頁室外空氣綜合溫度tz的表達(dá)式：

在一般空調(diào)負(fù)荷計算中不考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與天空和周圍物體之間的長波輻射，則：

§1太陽輻射對建筑物的熱作用Think，tz

與有效天空溫度Tsky

、室外空氣溫度tair相同嗎？與什么因素有關(guān)？人們常說的“體感溫度”是什么？

第18頁/共118頁tz：綜合表達(dá)了室外空氣溫度、太陽輻射、圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與天空和周圍物體之間的長波輻射的一個綜合熱作用，是考慮了室外空氣和太陽短波輻射的加熱作用、及圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的有效長波輻射的自然散熱作用，將三者對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用綜合成一個單一的室外氣象參數(shù)。Tsky

：是天空有效輻射溫度（因大氣吸收太陽輻射和地面長波輻射而具有一定溫度，會向地面發(fā)出長波輻射），該值與天空氣象條件有關(guān)。§1太陽輻射對建筑物的熱作用tair：距地面1.5m高、背陰處的空氣溫度。第19頁/共118頁氣溫對任何朝向的外墻和屋頂?shù)挠绊懯窍嗤模栞椛錈岬挠绊懖煌由贤獗砻娌牧虾皖伾笆彝怙L(fēng)速的差異，則各朝向的室外空氣綜合溫度就不同了。平屋頂tz最大，其次是西墻，炎熱地區(qū)須重視屋頂和東西墻的隔熱?！?太陽輻射對建筑物的熱作用第20頁/共118頁計算白天的室外空氣綜合溫度時可忽略長波輻射；夜間由于沒有太陽輻射，不可忽略建筑物的長波輻射；對于垂直表面近似取Qlw=0；對于水平面，取Qlw/αout=3.5～4.0℃。結(jié)構(gòu)外表面采用淺色平滑的粉刷和飾面材料，以減少太陽輻射熱的吸收；屋頂或墻面外側(cè)設(shè)置遮陽設(shè)施；結(jié)構(gòu)外表面采用對太陽短波輻射吸收率小而長波發(fā)射率大材料。§1太陽輻射對建筑物的熱作用降低tz的辦法：三、夜間輻射（有效輻射、長波輻射Qlw

、天空輻射）第21頁/共118頁一、通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的顯熱得熱

通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成的潛熱得熱：主要來自于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕傳遞?！?建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的顯熱得熱通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)通過玻璃窗的得熱外表面對流換熱外表面日射通過墻體導(dǎo)熱第22頁/共118頁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量和溫度的波動幅度與外擾波動幅度之間存在衰減和延遲的關(guān)系。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱容量愈大，蓄熱能力愈大,愈滯后，波幅衰減愈大?！?建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第23頁/共118頁

墻體、屋頂?shù)冉ㄖ?gòu)件的傳熱過程，可看作非均質(zhì)板壁的一維不穩(wěn)定導(dǎo)熱過程。該式描述了圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度分布情況§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱當(dāng)同一空間的各內(nèi)表面之間溫差不大的情況下，室內(nèi)各表面之間的長波輻射可忽略；存在較大溫差時室內(nèi)各表面之間的長波輻射不可忽略;內(nèi)表面溫度是導(dǎo)熱、對流、輻射和蓄熱綜合作用的結(jié)果。第24頁/共118頁

當(dāng)室外溫度有所變化時，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面、圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身各部位和內(nèi)表面的溫度變化比室外空氣溫度的變化時間上有所滯后。距外表面距離越遠(yuǎn)，滯后的時間就越長。

§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第25頁/共118頁§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱該式描述了圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面?zhèn)鞯绞覂?nèi)空氣的熱量，即：通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)實際傳入室內(nèi)的熱量。對流換熱量輻射換熱量短波輻射得熱量第26頁/共118頁內(nèi)表面輻射如何影響板壁的傳熱？HGwall=HGwall,conv+HGwall,lw盡管Qin增加了，但Qout和Qcond卻是減少的。Tout,airQoutQwall,cond=HGwall-△QwallTin,air§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第27頁/共118頁§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱Qwall,cond=HGwall-△Qwall實際傳熱量得熱得熱與實際傳熱量的差值由室外氣象條件與室內(nèi)氣溫決定由于室內(nèi)其他表面溫度與空氣溫度不同及室內(nèi)輻射源存在而造成氣象和室內(nèi)氣溫對板壁傳熱量的影響比較確定，容易求得內(nèi)表面輻射對傳熱量的影響較復(fù)雜，涉及角系數(shù)和各表面溫度第28頁/共118頁§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱:實際通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量與通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱的差值：第29頁/共118頁二、通過透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱通過玻璃窗形成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱

通過玻璃板壁的傳熱量

透過玻璃窗的日射輻射得熱量

熱交換形式：導(dǎo)熱1.

通過透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量因玻璃薄，導(dǎo)熱系數(shù)大，惰性小，傳熱近似按穩(wěn)態(tài)傳熱計算：§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱Think，包括哪幾種傳熱方式?影響因素有哪些?第30頁/共118頁2.透過玻璃窗的太陽輻射得熱量

照到窗玻璃表面的陽光一部分被反射，不成為房間得熱一部分透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)，成為房間得熱一部分被玻璃吸收，使玻璃溫度升高其中一部分以對流和輻射的形式傳入室內(nèi)，成為房間得熱一部分也以對流和輻射的形式但散到室外，不成為房間得熱§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第31頁/共118頁玻璃窗的種類與熱工性能§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱窗框型材：木框、鋁合金框、鋁合金斷熱框、塑鋼框、斷熱塑鋼框等；玻璃層間：充空氣、氮、氬、氪等或有真空夾層；玻璃層數(shù)：單玻、雙玻、三玻等；玻璃類別：普通透明玻璃、有色玻璃、低輻射(Low-e)玻璃等；鍍膜（玻璃表面）：反射膜、low-e膜、有色遮光膜等；鍍膜（兩層玻璃之間的空間中）：對近紅外線高反射率的熱鏡膜。第32頁/共118頁我國民用建筑：常用：鋁合金框或塑鋼框配單層或雙層普通透明玻璃，雙層玻璃間為空氣夾層北方地區(qū)：多裝有兩層單玻窗。商用建筑：采用有色玻璃或反射鍍膜玻璃。發(fā)達(dá)國家寒冷地區(qū)的住宅：多裝有充惰性氣體的雙玻窗商用建筑：多采用高絕熱性能的low-e玻璃窗?！?建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第33頁/共118頁玻璃窗的種類與熱工性能不同結(jié)構(gòu)的窗有著不同的熱工性能氣體夾層和玻璃本身均有熱容，但較墻體小。§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱KKK第34頁/共118頁透過單位面積玻璃的太陽輻射得熱：玻璃吸收太陽輻射造成的房間得熱：注意：玻璃吸熱后會向內(nèi)、外兩側(cè)散熱總得熱：HGsolar＝HGglass,+HGglass,a通過玻璃窗的太陽輻射得熱§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第35頁/共118頁標(biāo)準(zhǔn)太陽得熱量SSG（StandardSolarheatGain）：

以某種類型和厚度的玻璃作為標(biāo)準(zhǔn)透光材料，其在無遮擋條件下的太陽得熱量。入射角為i時的標(biāo)準(zhǔn)玻璃的太陽得熱量計算式：

式中g(shù)—標(biāo)準(zhǔn)太陽得熱率?！?建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第36頁/共118頁遮陽方式現(xiàn)有遮陽方式內(nèi)遮陽：普通窗簾、百頁窗簾外遮陽：挑檐、可調(diào)控百頁、遮陽蓬窗玻璃間遮陽：夾在雙層玻璃間的百頁窗簾，百頁可調(diào)控我國目前常見遮陽方式內(nèi)遮陽：窗簾外遮陽：屋檐、遮雨檐、遮陽蓬§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第37頁/共118頁通風(fēng)雙層玻璃窗，內(nèi)置百頁§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第38頁/共118頁內(nèi)百頁無通風(fēng)有通風(fēng)第39頁/共118頁外遮陽和內(nèi)遮陽有何區(qū)別?外遮陽：只有透過和吸收中的一部分成為得熱內(nèi)遮陽：遮陽設(shè)施吸收和透過部分全部為得熱對流透過反射反射對流透過§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第40頁/共118頁透過玻璃窗的實際太陽輻射得熱量采用對標(biāo)準(zhǔn)玻璃的太陽得熱量進(jìn)行修正的方法計算：

實際照射面積比玻璃的遮擋系數(shù)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)窗的有效面積系數(shù)§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第41頁/共118頁§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱通過透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量：

通過透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量與實際傳熱量之間同樣有差別，其原因是：玻璃兩側(cè)表面與空氣之間的溫差不同玻璃不僅通過對流散熱，還通過長波輻射散熱玻璃吸熱后內(nèi)部溫度分布和內(nèi)表面溫度會有顯著變化室內(nèi)存在輻射熱源時對總傳熱量有影響通過透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量的其他計算方法（自學(xué)）

第42頁/共118頁一般情況：忽略透過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水蒸氣；恒溫恒濕或低溫環(huán)境：考慮通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水蒸氣滲透三、通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕傳遞濕傳遞：當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣的水蒸氣分壓力不相等時，水蒸氣將從分壓力的高側(cè)向低側(cè)轉(zhuǎn)移。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水蒸汽滲透系數(shù)Kv：在穩(wěn)定情況下，單位時間內(nèi)通過單位面積圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的水蒸汽量W，與兩側(cè)空氣中水蒸汽分壓力差的比值。式中Kv—水蒸汽滲透系數(shù)，kg/（N·s）或s/m；Pout–Pin

—圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)水蒸汽的分壓力差，Pa?！?建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第43頁/共118頁圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部水蒸氣凝結(jié)或凍結(jié)現(xiàn)象當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)任一斷面上的水蒸氣分壓力＞該斷面溫度所對應(yīng)的飽和水蒸氣分壓力，在此斷面會有水蒸氣凝結(jié)；當(dāng)該斷面溫度＜零度，出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象。后果導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)增大；加大圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量；加速圍護(hù)結(jié)構(gòu)的損壞。預(yù)防措施圍護(hù)結(jié)構(gòu)盡量采用外保溫層；內(nèi)保溫時應(yīng)設(shè)置隔汽層。實際水蒸汽分壓力飽和水蒸汽分壓力溫度§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第44頁/共118頁式中H0—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總蒸汽滲透阻，m2·h·Pa/g；dm—任一分層的厚度，m；μm—任一分層材料的蒸汽滲透系數(shù)，g/（m·h·Pa），m=1，2，3，…n?！?建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)任一層內(nèi)界面上的水蒸汽分壓力：式中—從室內(nèi)一側(cè)算起，由第一層至第m-1層的蒸汽滲透阻之和.第45頁/共118頁內(nèi)部冷凝的檢驗：根據(jù)室內(nèi)外空氣溫濕度確定水蒸汽分壓力Pi和Pe計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層水蒸汽分壓力，做“P”分布線根據(jù)室內(nèi)外空氣溫度，確定各層溫度，做“Ps”分布線根據(jù)“P”線和“Ps”線相交與否來判定圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否會出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第46頁/共118頁§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱【例】檢驗外墻結(jié)構(gòu)是否會產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。已知室內(nèi)空氣溫度=16℃，相對濕度=60%，采暖期室外平均氣溫=－4℃，平均相對濕度=50%?！窘狻浚?）計算各分層的熱阻和水蒸汽滲透阻d2098.95251.51166.670.00006670.0001990.000120.1730.2630.0250.810.190.810.140.050.02振動磚板泡沫混凝土石灰砂漿∑R=0.461，∑H=2517.13第47頁/共118頁（2）計算室內(nèi)外空氣的水蒸汽分壓力ti=16℃時，Ps=1817.2Pate=－4℃時，Ps=437.3Pa§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第48頁/共118頁（3）計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部各層的溫度和水蒸汽分壓力§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第49頁/共118頁冷凝區(qū)§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第50頁/共118頁冷凝條件取決于熱量和蒸汽通道上的材料熱阻。結(jié)構(gòu)兩邊的溫濕度§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第51頁/共118頁冷凝的補救措施最有效通風(fēng)供熱隔熱保溫長時間低溫供熱比短期高溫效果好，須與通風(fēng)設(shè)施共用根據(jù)水蒸氣進(jìn)難出易原則布置保溫層（即從外往里熱阻逐漸減小，水蒸氣滲透阻逐漸增大）絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)λ＜0.25的材料保溫材料隔熱材料用于控制室內(nèi)熱量外流用于防止室外熱量進(jìn)入室內(nèi)§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第52頁/共118頁保溫和隔熱的區(qū)別：評價指標(biāo)不同傳熱過程不同保溫指冬季的傳熱過程，按穩(wěn)定傳熱計算隔熱指夏季傳熱過程，按以24h為周期的周期性傳熱計算保溫性能用傳熱系數(shù)或熱阻評價隔熱性能用圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度值評價構(gòu)造措施不同：由多孔輕質(zhì)保溫材料構(gòu)成的輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能較好，隔熱性能較差。保溫層設(shè)置方式外保溫內(nèi)保溫夾芯保溫§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第53頁/共118頁外保溫的優(yōu)點：有效切斷熱橋，防結(jié)露容重大的材料層設(shè)室內(nèi)一側(cè)，間歇供熱時對室內(nèi)氣溫有一定調(diào)節(jié)作用，提高熱穩(wěn)定性提高外墻內(nèi)表面溫度，改善熱舒適環(huán)境對主體起保護(hù)作用符合防潮設(shè)計原則舊樓改造不影響住戶比內(nèi)保溫厚度?。ê瑵衤市?，溫度梯度大）外保溫的缺點：造價高，施工技術(shù)要求嚴(yán)，使用環(huán)境苛刻§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第54頁/共118頁內(nèi)保溫的優(yōu)點：易施工和維修，造價低，對材料性能要求不高內(nèi)保溫的缺點：不適于濕度大地區(qū)或潮濕房間條件受熱橋傳熱加強的影響，需增加保溫層厚度才能達(dá)到相應(yīng)節(jié)能效果，造價升高內(nèi)側(cè)懸掛固定物件困難需在保溫層低溫側(cè)設(shè)吸濕空氣層，在保溫層高溫側(cè)設(shè)隔氣層（塑料薄膜、防水卷材、鋁箔等）夾芯保溫的特點：屬于隱蔽工程，施工要求高，熱橋處因溫差增大易結(jié)露，耗熱量增大空氣層在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中有多種應(yīng)用：吸聲、防潮、去濕、集熱、通風(fēng)等，厲害著呢！§2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞與得熱第55頁/共118頁一、室內(nèi)產(chǎn)熱產(chǎn)濕量室內(nèi)熱濕源人體設(shè)備照明設(shè)施顯熱潛熱顯熱潛熱顯熱皮膚呼吸出汗§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量第56頁/共118頁室內(nèi)顯熱熱源包括照明、電器設(shè)備、人員顯熱熱源散熱的形式輻射：進(jìn)入墻體內(nèi)表面、空調(diào)輻射板、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(jìn)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?zé)嵩矗姞t等）長波輻射：人體、常溫設(shè)備§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量第57頁/共118頁§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量室內(nèi)濕源包括人員、水面、產(chǎn)濕設(shè)備散濕形式：直接進(jìn)入空氣得熱往往考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)和家具的蓄熱，“得濕”一般不考慮“蓄濕”濕源與空氣進(jìn)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：可僅考慮潛熱交換第58頁/共118頁1.設(shè)備與照明的散熱影響因素室內(nèi)設(shè)備電動設(shè)備加熱設(shè)備不同時使用實際運行功率＜裝機容量電動設(shè)備的能量是否消耗在室內(nèi)§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量電子設(shè)備發(fā)熱量計算：式中N—電動設(shè)備的安裝功率（kw）；n1—安裝系數(shù)，一般取0.7～0.9；n2—負(fù)荷系數(shù)；n3—同時使用系數(shù)。（w）第59頁/共118頁電動設(shè)備散熱量計算：電動機和工藝設(shè)備均在房間內(nèi)時：（w）式中—電動機功率，與電機型號、負(fù)荷情況有關(guān)?！?以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量（w）（w）明裝的白熾燈：對于熒光燈：照明設(shè)備散熱量（屬于穩(wěn)定得熱，不隨時間變化）：式中N—照明設(shè)備的安裝功率（kw）；n3—同時使用系數(shù)，一般為0.5～0.8；n6—整流器消耗功率系數(shù)，明裝取1.2；

n7—安裝系數(shù)，明裝取1.0。這并不意味著計算的簡單,你得確定使用時間.第60頁/共118頁§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量2.人體的散熱散濕（第4章）：與代謝率有關(guān)3.室內(nèi)濕源水溫（℃）＜30405060708090100β0×1084.55.86.97.78.89.610.612.5散濕量計算：式中Pb—水表面溫度下的飽和空氣的水蒸汽分壓力，Pa；

Pa—空氣中的水蒸汽分壓力，Pa；

B—當(dāng)?shù)貙嶋H大氣壓，Pa；

F—水表面蒸發(fā)面積，m2；

β—蒸發(fā)系數(shù)，kg/（N·s），β=β0+3.63×10-8v，β0是不同水溫下的擴散系數(shù)；v—水面上的空氣流速，m/s。第61頁/共118頁（a）孔口出流：流速較高，流動處于阻力平方區(qū)：（b）滲流：流速緩慢，流道斷面細(xì)小而復(fù)雜，流動處于層流區(qū)：§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量氣體流動阻力：≈△P

△P=RL+ZPa二、空氣滲透帶來的得熱第62頁/共118頁（c）門窗縫隙的空氣滲透：介于孔口出流和滲流之間通過門窗縫隙的空氣滲透量的計算：

式中Fd—當(dāng)量孔口面積，F(xiàn)d=al，m3/（h·Pa1/1.5）；a—實驗系數(shù)，取決于門窗氣密性；

l—門窗縫隙長度，m；Fcrack—門窗縫隙面積，m2。

§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量決定空氣滲透量的因素室內(nèi)外壓力差△P風(fēng)壓熱壓夏季冬季空調(diào)房間室內(nèi)正壓室內(nèi)無正壓不考慮空氣滲透考慮風(fēng)壓作用第63頁/共118頁風(fēng)壓造成空氣滲透的估算方法換氣次數(shù)法縫隙法§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量1.縫隙法

La=klal式中La—房間空氣滲透量，m3/h；

la—單位長度門窗縫隙的滲透量，m3/（h·m）；

l—門窗縫隙總長度，m；k—主導(dǎo)風(fēng)向不同情況下的修正系數(shù)。2.換氣次數(shù)法La=nV式中n—換氣次數(shù)，次/h；V—房間容積，m3。美國的估算方法：式中v—室外平均風(fēng)速，m/s；a、b、c—系數(shù)。你認(rèn)為哪一種方法更科學(xué)合理些呢？第64頁/共118頁§3以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量由于空氣滲透帶來的得熱：式中hout—室外空氣的比焓；hin—室內(nèi)空氣的比焓；—空氣密度。由滲透空氣帶來的顯熱得熱：通過室內(nèi)外的空氣溫差求得由滲透空氣帶來的濕量：通過室內(nèi)外的空氣含濕量差求得第65頁/共118頁按是否隨時間變化分

穩(wěn)定得熱

瞬變得熱

按性質(zhì)不同分

顯熱得熱潛熱得熱（即濕負(fù)荷：單位時間內(nèi)需排除的水分）

顯熱負(fù)荷

潛熱負(fù)荷（需要控制相對濕度時）

§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷一、負(fù)荷的定義1.

得熱量某時刻通過各種途徑進(jìn)入房間的總熱量2.熱負(fù)荷為維持一定室內(nèi)熱濕環(huán)境所需要的單位時間內(nèi)向室內(nèi)加入的熱量3.冷負(fù)荷顯熱負(fù)荷潛熱負(fù)荷（即濕負(fù)荷）為維持一定室內(nèi)熱濕環(huán)境所需要的單位時間內(nèi)從室內(nèi)除去的熱量瞬時冷負(fù)荷滯后冷負(fù)荷第66頁/共118頁瞬時冷負(fù)荷輻射圍護(hù)結(jié)構(gòu)及家具瞬時得熱§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷二、負(fù)荷與得熱的關(guān)系1.瞬時得熱與瞬時冷負(fù)荷的關(guān)系對流室內(nèi)空氣對流(延遲)第67頁/共118頁通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱進(jìn)入室內(nèi)的得熱

一部分以長波輻射方式傳遞到圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面及家具表面，提高其表面溫度后再以對流換熱方式傳遞給空氣（存在延遲）

一部分以對流換熱方式直接傳遞給空氣

滲透空氣得熱潛熱得熱

室內(nèi)熱源散發(fā)的顯熱§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷直接成為瞬時冷負(fù)荷圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面和家具表面有吸濕、蓄濕作用（存在延遲）直接進(jìn)入空氣同通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱情況任一時刻房間瞬時得熱量的總和未必等于同一時間的瞬時冷負(fù)荷第68頁/共118頁透過玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射得熱先傳遞給室內(nèi)各表面吸收和貯存，使其表面溫度高于空氣后以對流換熱方式進(jìn)入空氣，成為瞬時冷負(fù)荷。（存在延遲）§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷2.瞬時日射得熱量與冷負(fù)荷的關(guān)系開燈關(guān)燈燈具開啟后，大部分熱量被蓄存起來；隨著照明時間的延續(xù)，蓄存的熱量逐漸減少；關(guān)燈后，蓄存在結(jié)構(gòu)中的熱量再逐漸放出來成為房間冷負(fù)荷。3.照明得熱和實際冷負(fù)荷之間的關(guān)系第69頁/共118頁有關(guān)，但不等于得熱，取決于房間的構(gòu)造、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性和熱源的特性；實際冷負(fù)荷的峰值比太陽輻射熱的峰值少約40%，出現(xiàn)時間遲于太陽輻射熱峰值出現(xiàn)的時間；得熱量轉(zhuǎn)化為冷負(fù)荷過程中存在衰減和延遲現(xiàn)象，由圍護(hù)結(jié)構(gòu)和家俱等的蓄熱能力決定?！?冷負(fù)荷和熱負(fù)荷冷負(fù)荷與得熱量的關(guān)系：第70頁/共118頁空調(diào)負(fù)荷計算必須考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的吸熱、蓄熱和放熱過程；不同性質(zhì)的得熱量所形成的室內(nèi)逐時冷負(fù)荷是不同的，確定房間逐時冷負(fù)荷時必須按不同性質(zhì)的得熱分別計算，需要掌握各種得熱的對流和輻射的比例；照明和機械設(shè)備的對流和輻射的比例分配與其表面溫度有關(guān)；人體的顯熱和潛熱比例分配與人體所處的狀況有關(guān)?！?冷負(fù)荷和熱負(fù)荷第71頁/共118頁三、負(fù)荷的數(shù)學(xué)表達(dá)§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷1.常規(guī)送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷空調(diào)對流除熱量＝室內(nèi)熱源對流得熱＋內(nèi)表面i的對流換熱＋滲透顯熱得熱房間空氣的熱平衡關(guān)系第72頁/共118頁室內(nèi)熱源對流得熱＝室內(nèi)熱源得熱-熱源向內(nèi)表面短波輻射-熱源向內(nèi)表面長波輻射§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷第73頁/共118頁§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷

內(nèi)表面i的對流換熱＝通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳到i表面的導(dǎo)熱得熱＋i表面獲得的熱源短波輻射得熱+i表面獲得的熱源長波輻射得熱-i表面向其他表面的長波輻射第74頁/共118頁空調(diào)系統(tǒng)的總冷負(fù)荷：§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷總冷負(fù)荷顯熱冷負(fù)荷潛熱冷負(fù)荷室內(nèi)熱源顯熱得熱非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱滲透得熱非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱與實際傳熱之差室內(nèi)熱源潛熱滲透潛熱第75頁/共118頁§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷2.有冷輻射板的空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷傳到i表面的通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱量+(i表面獲得的太陽輻射得熱+i表面獲得的熱源短波輻射得熱)＝i表面的對流換熱+(i表面向其他表面的長波輻射+i表面向空調(diào)輻射板的長波輻射-i表面獲得的熱源的長波輻射得熱)通過玻璃熱傳導(dǎo)傳到i表面的得熱量+i表面吸收的通過玻璃本身的太陽輻射=i表面的對流換熱+i表面向其他表面的長波輻射+i表面向空調(diào)輻射板的長波輻射-i表面獲得的熱源的長波輻射得熱第76頁/共118頁§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷適用于各種形式空調(diào)系統(tǒng)的通用顯熱冷負(fù)荷表達(dá)式：對流除熱量輻射除熱量熱源顯熱得熱∑壁面得熱∑窗得熱滲透顯熱得熱內(nèi)表面輻射導(dǎo)致的傳熱量差值熱源顯熱得熱∑窗得熱滲透顯熱得熱∑壁面?zhèn)鳠崃康?7頁/共118頁§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷顯熱冷負(fù)荷與房間得熱量間的差值：∑室內(nèi)存在熱源的短波輻射得熱因室內(nèi)表面溫度≠空氣溫度導(dǎo)致的長波輻射差值因室內(nèi)輻射存在導(dǎo)致室內(nèi)各壁面溫度變化而改變的對流換熱量第78頁/共118頁§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷在與常規(guī)送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)維持相同的室內(nèi)空氣溫度的情況下：冷輻射板系統(tǒng)的冷負(fù)荷可能高于常規(guī)送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，這是因為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度會因此而降低，導(dǎo)致通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量增加；同樣，熱輻射板空調(diào)系統(tǒng)的熱負(fù)荷也可能高于常規(guī)送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的熱負(fù)荷第79頁/共118頁§4冷負(fù)荷和熱負(fù)荷3.室內(nèi)空氣參數(shù)變化時空調(diào)系統(tǒng)的除熱量空調(diào)系統(tǒng)實際顯熱除熱量=顯熱冷負(fù)荷-因空氣增溫所需消耗的熱量空調(diào)系統(tǒng)對流除熱量＋空氣的顯熱增值＝室內(nèi)熱源對流得熱＋內(nèi)表面i的對流換熱+滲透顯熱得熱第80頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹典型負(fù)荷計算方法原理介紹目的：使負(fù)荷計算能夠在工程應(yīng)用中實施發(fā)展：由不區(qū)分得熱和冷負(fù)荷發(fā)展到考慮二者的區(qū)別1946.USA1950s.USSR1967.Canada當(dāng)量溫差法諧波反應(yīng)法諧波分解法冷負(fù)荷系數(shù)法冷負(fù)荷溫差法反應(yīng)系數(shù)法負(fù)荷計算法第81頁/共118頁穩(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。計算機模擬軟件

DOE-2(美國)、HASP(日本)、ESP(英國)DeST(清華)常用的負(fù)荷求解法§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹第82頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹一、穩(wěn)態(tài)計算法方法采用室內(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，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)外溫度的波動值第83頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹1）計算蓄熱性能不強的輕型、簡易圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程且缺乏參考數(shù)據(jù)時：逐時室內(nèi)外溫差×傳熱系數(shù)×傳熱面積。2）室內(nèi)外溫差的平均值＞＞室內(nèi)外溫差的波動值時：采用平均溫差計算。-15-10-505101520253035024681012141618202224夏季室內(nèi)控制溫度夏季室外氣溫冬季室內(nèi)控制溫度冬季室外氣溫溫度(℃)夏季Dt冬季Dt時間26℃18℃28.6℃－9℃第84頁/共118頁式中t0—冬季室外設(shè)計溫度，℃（對空調(diào)系統(tǒng)為每年不保證1d、采暖系統(tǒng)每年不保證5d的最低日平均溫度）；tin—冬季室內(nèi)設(shè)計溫度，℃。§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹我國北方冬季采暖負(fù)荷：用日平均溫差的穩(wěn)態(tài)計算法計算夏季冷負(fù)荷的計算與冬季相同嗎？采用日平均溫差或逐時室內(nèi)外溫差會有怎樣的結(jié)果呢？缺點：計算結(jié)果偏大（圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱性能愈好誤差愈大），設(shè)備投資浪費。第85頁/共118頁二、動態(tài)計算法——積分變換法對于常系數(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（積分變換的概念是把函數(shù)從一個域中移到另一個域中，在這個新的域中，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(jìn)行逆變換，獲得最終的解。B域：問題容易求解對函數(shù)進(jìn)行積分變換求解A域：問題難以求解對函數(shù)解進(jìn)行積分逆變換獲得解§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹第86頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹為何板壁不穩(wěn)定傳熱適用拉普拉斯變換？拉普拉斯變換的應(yīng)用條件時間變化范圍為半無窮區(qū)間（0，+）必須是線性定常系統(tǒng)拉普拉斯變換的特點復(fù)雜函數(shù)變?yōu)楹唵魏瘮?shù)偏微分方程變換為常微分方程常微分方程變換為代數(shù)方程第87頁/共118頁如果輸入原函數(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)。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(guān)，因此建筑的材料和形式一旦確定，就可求得其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳遞函數(shù)?！?典型負(fù)荷計算方法原理介紹積分變換法原理第88頁/共118頁應(yīng)用條件對于普通材料的圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程，就不能采用拉普拉斯變換法來求解?！?典型負(fù)荷計算方法原理介紹第89頁/共118頁線性定常系統(tǒng)的特性可應(yīng)用疊加原理對輸入的擾量和輸出的響應(yīng)進(jìn)行分解和疊加。當(dāng)輸入擾量作用的時間改變時，輸出響應(yīng)的時間在產(chǎn)生同向、同量的變化，但輸出響應(yīng)的函數(shù)不會改變。可把輸入量進(jìn)行分解或離散為簡單函數(shù)，再利用變換法進(jìn)行求解。求出分解或離散了的單元輸入的響應(yīng)，這些響應(yīng)也應(yīng)該呈簡單函數(shù)形式。再把這些單元輸入的響應(yīng)進(jìn)行疊加，就可以得出實際輸入量連續(xù)作用下的系統(tǒng)的響應(yīng)輸出量。§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹第90頁/共118頁輸入邊界條件的處理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(yīng)；把對單元擾量的響應(yīng)進(jìn)行疊加和疊加積分求和。

兩種基于積分變換的負(fù)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(jìn)行傅立葉級數(shù)分解：諧波反應(yīng)法對邊界條件進(jìn)行時間序列離散：反應(yīng)系數(shù)法§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹第91頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹對邊界條件處理的主要方法：1）把邊界條件進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開——諧波反應(yīng)法第92頁/共118頁武漢市室外干球溫度的全年變化§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹第93頁/共118頁＝＋＋輸入邊界條件的處理方法：傅立葉級數(shù)分解§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹第94頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹2）把邊界條件離散為等時間間隔、按時間序列分布的單元擾量，不需要考慮擾量是否呈周期變化，適于各種非規(guī)則的內(nèi)外擾量——反應(yīng)系數(shù)法、冷負(fù)荷計算法第95頁/共118頁兩種積分變換法反應(yīng)系數(shù)法(冷負(fù)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(yīng)，再進(jìn)行疊加室內(nèi)負(fù)荷。對應(yīng)離散系統(tǒng)，拉普拉斯變換轉(zhuǎn)化為Z變換諧波反應(yīng)法：任何一連續(xù)可導(dǎo)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(yīng)，并進(jìn)行疊加?！?典型負(fù)荷計算方法原理介紹第96頁/共118頁設(shè)備使用1小時的室內(nèi)負(fù)荷響應(yīng)得熱：Q(t)－－輸入干擾負(fù)荷：CLQ(t)－－響應(yīng) 反應(yīng)系數(shù)法原理圖示(1)§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹第97頁/共118頁設(shè)備使用2小時的室內(nèi)負(fù)荷§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹反應(yīng)系數(shù)法原理圖示(2)第98頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹設(shè)備使用10小時的室內(nèi)負(fù)荷響應(yīng)反應(yīng)系數(shù)法原理圖示(3)第99頁/共118頁反應(yīng)系數(shù)的大小即反應(yīng)了某一項因素對某時刻負(fù)荷大小的影響程度。反應(yīng)系數(shù)為0~1，相當(dāng)于影響為0~100%。內(nèi)外擾的處理圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱采用冷負(fù)荷溫度日射冷負(fù)荷采用冷負(fù)荷系數(shù)內(nèi)擾采用冷負(fù)荷系數(shù)§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹反應(yīng)系數(shù)法第100頁/共118頁

(a)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱冷負(fù)荷基本計算式:

Qcl，wall()=KwallFwall[tcl，wall()–ta，in]tcl，wall()為冷負(fù)荷溫度逐時值，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型、氣象條件、朝向有關(guān)。

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。Ta,inKFTcl,wall(t)Qcl,wall(t)冷負(fù)荷溫度：一個當(dāng)量溫度室內(nèi)溫度§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹第101頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹(b)日射冷負(fù)荷:

Qcl，wind，sol()=FwindCsCnDjmaxCcl，wind()F為窗面積，Djmax是日射得熱因素最大值Ccl，wind()是冷負(fù)荷系數(shù)，與有無遮陽、緯度、朝向有關(guān)。

Cs為玻璃遮擋系數(shù)，Cn為遮陽系數(shù)。Qcl,wind,sol(t)DjmaxFwindCsCnCcl,wind()第102頁/共118頁§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹

(C)內(nèi)擾冷負(fù)荷Qcl，H()=HGH(0)

Ccl，H(-0)

HGH(0)為內(nèi)熱源散熱量Ccl，H(-0)是冷負(fù)荷系數(shù)Ccl，H(-0)與距開始使用后時間、熱源特性和連續(xù)使用時間有關(guān)。QQcl,H()Ccl,H(t-0)第103頁/共118頁諧波反應(yīng)法對外擾的分解：室外空氣綜合溫度

tz()=tzp+tz()=tzp+

tznsin(n+n) =A0+

Ansin(2n/T+n)

對外擾的響應(yīng)形式：圍護(hù)結(jié)構(gòu)對不同頻率外擾有一定的衰減n=An/Bn與延遲n，響應(yīng)也是傅立葉級數(shù)形式：

tin,n()=An/nsin(2n/T+n-n)]

通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成的負(fù)荷：疊加tin,n()可得出tin()，通過tin()和室內(nèi)熱平衡就可求出負(fù)荷?！?典型負(fù)荷計算方法原理介紹第104頁/共118頁諧波反應(yīng)法玻璃窗冷負(fù)荷傳熱溫差用外氣溫而不是室外綜合溫度：

Qcl()=KFt()=KF[twp

–tin+

twnsin(n+n)]

內(nèi)擾冷負(fù)荷對內(nèi)擾響應(yīng)的分解方法類似對外擾響應(yīng)的分解?！?典型負(fù)荷計算方法原理介紹第105頁/共118頁2）日射部分：式中xg、xd—分別為窗的有效面積系數(shù)和地點修正系數(shù)；Cn、Cs—分別為遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)和窗玻璃的遮擋系數(shù);F—窗口面積;J(τ)—當(dāng)?shù)夭ＡТ暗娜丈湄?fù)荷強度。XdJ（）相當(dāng)于冷負(fù)荷系數(shù)法的DjmaxCcl,wind()XgF相當(dāng)于冷負(fù)荷系數(shù)法的Fwind§5典型負(fù)荷計算方法原理介紹諧波反應(yīng)法簡化算法1）傳導(dǎo)部分(墻、窗