季节
连续5天的日平均气温
冬季
夏季
≤10℃
≥22 ℃
春、秋季
10～ 22 ℃
33
升温过程:
太阳辐射
地面
气温
34
气温变化滞后:
时刻
35
影响因素: 太阳辐射 地面状况: 地表覆盖材料, 地形 大气对流
地面温度
高、低温空气混合
36
三、空气湿度 (1) 水蒸气分压力P 单位：Pa
37
饱和水蒸气分压力Ps
室内环境因素
人体主观因素
6个因素的不同组合产生不同的热环境，各因素之间具
有互补性。
15
6个因素的组合达到热舒适时, 三种方式散热比例: 对流 辐射 25%～30% 45%～50%
呼吸和无感觉蒸发
25%～30%
16
2.1.3 室内热环境评价
单因素评价: 空气温度
空气温度 ＞34 ℃ 30~34 ℃ 28~30 ℃ 25 ℃ 18 ℃ ＜12 ℃ 感觉 100%的人感到热, 42.3%的人难以忍受 84%的人感到热, 14.5%的人难以忍受 30%的人感到热, 但可以忍受 舒适 5%坐着的人感到冷 80%坐着的人感到冷, 20%活动的人感到冷
对流
辐射
气、液
无需介质
传热量:
Q 单位:W ;
q
单位:W/m2
73
2.3.1 辐射传热
一、热辐射 电磁波 绝对温度 T > 0 (K)的物体都会向外辐射电磁波
也会接收外来电磁波
T1 T2 T = 273 + t (K) (℃)
74
电磁波分类:
75
电磁波分类:
76
二、物体接收热辐射的性能 性能参数: 反射系数ρ,吸收系数α, 透过系数 ρ+α+ =1 非透热材料 ρ+α=1 白体:ρ=1 黑体:α=1 透热体: =1
45
四、风 风是水平方向的气流 形成: 空气压力差 (热压差) 高空气流: 热 冷 空气受热不均匀
地面气流: 冷
热
46
描述: 风向, 风来的方向 风速 单位: m/s
47
风级
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
风速(m/s)
0~0.5 0.5~1.7 1.8~3.3 3.4~5.2 5.3~7.4 7.5~9.8 9.9~12.4 12.5~15.2 15.3~18.2 18.3~21.5 21.6~25.1 25.2~29 >29
风名
无风 软风 轻风 微风 和风 清风 强风 疾风 大风 烈风 狂风 暴风 飓风
目测标准
缕烟直上，树叶不动 缕烟一边斜，有风感 树叶沙沙响，风感明显 树叶及树枝动不息 树木细枝动摇 大枝摇动 粗枝摆动，电线呼呼响 树干摇摆，大枝弯曲迎风步艰 大枝摇摆，细枝折断 大枝折断，轻物移动 拔树 有重大损失 破坏严重，一片荒凉
68
• 2.2 室外气候复习：
• 太阳辐射、空气温度、空气湿度、风介绍。 • 热工设计气候分区: 严寒、寒冷、夏热冬冷、 夏热冬暖、温 和。
• 城市气候特点: 气温偏高、通风不良、形成热岛现象。
69
思考题：
• 决定气候的因素有哪些？人的活动可以影响气候的哪些方 面？
70
第2章
2.1
建筑热工学基本知识
第2章
2.1
建筑热工学基本知识
室内热环境
2.2
2.3 2.4
室外气候
建筑传热基本概念与原理 建筑围护结构传热计算方法
1
2.1
室内热环境
• 本节要点： 1.人体热平衡； 2.室内热环境因素； 3.室内热环境评价。
2
2.1.1
人体热平衡
人体与机器比较
热能机: 燃料 人体: 食物
产热 产热
做功 生命活动
48
类型: (1) 大气环流 (2) 季风 (3) 地方风
49
(1) 大气环流
50
(2) 季风(海陆风)
51
(3) 地方风
52
风的垂直分布: v0 v/ v0
100% 90% 50%
边界层
53
风的垂直分布:
边界层 边界层
54
五、气候调节 地面对太阳热量进行分配:
蒸发 吸热
反射 加热空气
66
(2) 地面状态改变 立体化的下垫面, 通风不良, 吸热多, 散热难。 不透水的硬化表面多, 蒸发散热小, 表面温度高。
45.1℃ 45
40
35
30
26.3℃
67
四、城市热环境改善措施 (1) 各行各业开展节能,减少人为热排放。 (2) 城市生态环境建设。 扩大绿地、水面 采用透水铺装 透水地砖
辐射能力:
T E C 100
4
单位:W／m2
C—辐射系数[W/(m2 · K4)]，黑体最大
82
黑体辐射光谱特点: 温度愈高，最大辐射力的波长愈短
太阳辐射(6000K黑体)
83
灰体辐射性能参数: 辐射系数C , 或黑度ε
居住建筑室内舒适性标准: 夏季26～28℃，冬季18～20℃
可居住性标准: 夏季不高于30℃，冬季不低于12℃
17
措施
热感觉
空气温度 空气流速 空气湿度 壁面温度 新陈代谢率 衣服热阻
暖气,空调 通风,风扇 加湿,除湿 辐射地板、墙体、顶棚
需要对热环境进行综合评价
18
多因素综合评价方法:
影响因素: 因素1 因素2 因素3 单一指标
热感觉 可量化的影响因素 因素1 因素2 因素3 散热方式 对流 辐射 蒸发
… 环境因素
11
散热方式
对流
环境影响因素
空气温度、空气流速
散热
得热
12
散热方式
辐射
环境影响因素
壁面温度
散热
得热
13
散热方式
蒸发: 呼吸 无感觉蒸发 出汗
环境影响因素
空气温度、 湿度
14
影响人体热感觉的因素:
热感觉
空气温度 空气流速 空气湿度 壁面温度 新陈代谢率 衣服热阻
77
影响因素: 表面材料: 材质、分子结构、表面光洁度 热辐射波长。
78
影响因素: 表面材料: 材质、分子结构、表面光洁度 热辐射波长。
短波
ρ高 刷白表面
长波
ρ低
α低
α高
79
影响因素: 表面材料: 材质、分子结构、表面光洁度 热辐射波长
高
低
80
温室效应
高
低
81
三、物体发射热辐射的性能 辐射体类型: 黑体, 灰体, 选择性辐射体
空气温度1 空气湿度1 1
有效温度与空气温度、湿度、流速的关系图
舒适区
22
(2) PMV—PPD
人体热平衡: qm －qw －qc － qr = 0 其中: qm 产热量 qr 辐射散热量 qc 对流散热量 qw 蒸发散热量 影响参数:
新陈代谢率m
壁面辐射温度 空气温度t, 湿度, 流速v
吸收
升温
地下储热
55
水的相变循环减少地面过热:
凝结 放热
蒸发 吸热
液(固) 放热
降水
蒸发 吸热
56
空气流动产生的风减少空气温差:
冷
热
57
风、水作用调节气候:
太阳辐射
气温
58
2.2.2
建筑热工设计气候分区
59
建筑热工设计分区及设计要求
分区指标 分区名称 主要指标 辅助指标 设计要求
严寒
寒冷
最冷月平均温度≤﹣10℃
64
二、城市热岛对环境的影响 (1) 形成热岛环流, 把城市边缘区工厂排放的污染带进市区。 (2) 酷热天气增多, 寒冷天气减少;空调能耗增多, 采暖能耗减少。
65
三、城市热岛产生的原因 (1) 人为热排放 人们生产和生活以及新陈代谢中排放出来的废热。 城市输入的各种能量最终是以热量形式散发到大气中。
湿空气 饱和湿空气
水蒸气
水蒸气饱和
蒸发
38
饱和水蒸气分压力Ps
空气容湿能力
气温 P
Ps
P≤ Ps 气温(℃) : 0 10 1225 20 2331 30 4232
39
Ps (Pa) : 609
饱和水蒸气分压力Ps 附录1查表
气温
40
空气中的水蒸气分压力P变化
气温升高 Ps大 气温降低 Ps小
日平均温度≤5℃的天数 ≥145
必须充分满足冬季保温要求， 一般可不考虑夏季防热
应满足冬季保温要求，部分 地区兼顾夏季防热 必须满足夏季防热要求，适 当兼顾冬季保温
最冷月平均温度0～﹣10℃ 日平均温度≤5℃的天数 90～145 日平均温度≤5℃的天数 0～90 日平均温度≥25℃的天数 40～110
夏热冬冷 最冷月平均温度0～10℃, 最热月平均温度25～30℃
夏热冬暖 最冷月平均温度＞10℃, 最 日平均温度≥25℃的天数 热月平均温度25～29℃ 100～200 温和 最冷月平均温度0～13℃, 最热月平均温度18～25℃ 日平均温度≤5℃的天数 0～90
必须充分满足夏季防热要求， 一般可不考虑冬季保温 部分地区应考虑冬季保温， 一般可不考虑夏季防热
活动
7
主观调节:
衣服
8
皮肤温度 生理调节 出汗 人体热平衡调节方式 主观调节 活动 衣着
人体生理调节与衣着相结合使人 适应四季气候变化 扩大生存范围
衣着 寒带 冷 人的生存范围
9
皮肤温度
出汗
热
热带
生理调节与舒适: 出汗 生理调节范围小 生理调节与健康: 不舒适 舒适