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建筑热工学基本知识 重大


空气温度
感觉
>34 ℃ 100%的人感到热, 42.3%的人难以忍受
30~34 ℃ 84%的人感到热, 14.5%的人难以忍受
28~30 ℃ 30%的人感到热, 但可以忍受
25 ℃
舒适
18 ℃
5%坐着的人感到冷
<12 ℃
80%坐着的人感到冷, 20%活动的人感到冷
居住建筑室内舒适性标准: 夏季26~28℃,冬季18~20℃
热感觉
散热方式 对流 辐射 蒸发
可量化的影响因素 因素1 因素2 因素3 环境…因素
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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
可居住性标准: 夏季不高于30℃,冬季不低于12℃
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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
措施
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
优点: 有利于发挥各种热环境改善措施的作用, 降低能源消耗和经济成本。
6
主观调节: 活动
7
主观调节: 衣服
8
人体热平衡调节方式
生理调节
皮肤温度 出汗
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
寒带
衣着 冷
皮肤温度
出汗

热带
人的生存范围
9
生理调节与舒适: 出汗
生理调节范围小
生理调节与健康: 生理调节能力强
不舒适 舒适
体质好
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2.1.2 人体热感觉影响因素
湿空气
水蒸气
饱和湿空气 水蒸气饱和
蒸发
38
饱和水蒸气分压力Ps P
空气容湿能力
气温 Ps
P≤ Ps

气温(℃) : 0
10
Ps (Pa) : 609 1225
20 30 2331 4232
39
饱和水蒸气分压力Ps
气温
附录1查表
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
P< Ps
P = Ps
第2章 建筑热工学基本知识
2.1 室内热环境 2.2 室外气候 2.3 建筑传热基本概念与原理 2.4 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
产热
做功
散热
人体: 食物
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
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。
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6个因素的组合达到热舒适时, 三种方式散热比例:
对流
25%~30%
辐射
45%~50%
呼吸和无感觉蒸发
25%~30%
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2.1.3 室内热环境评价
单因素评价: 空气温度
PMV 热感觉度量标尺
25
• 2.1 室内热环境复习:
• 人体热平衡: 产热量 = 散热量 • 人体散热方式: 对流, 辐射, 蒸发 • 热平衡调节方式: 生理调节(皮肤温度, 出汗)
主观调节(活动量,衣着) • 热感觉影响因素: 环境因素(空气温度、流速、湿度、壁面温度)
主观因素(新陈代谢率、衣服热阻) • 热环境综合评价方法
季节 冬季 夏季 春、秋季
连续5天的日平均气温 ≤10℃ ≥22 ℃ 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
地面温度
大气对流
高、低温空气混合
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三、空气湿度 (1) 水蒸气分压力P
单位:Pa
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饱和水蒸气分压力Ps
人体热舒适: f (t, , v, , R , m) = 0
热舒适指标:
PMV = f (t, , v, , R , m) (PMV : Predict Mean Vote )
23
PMV与人的主观感觉PPD的关系
(PPD: Percentage of Predict Dissatisfy)
24
空气温度 空气湿度 空气流速 壁面辐射温度 衣服热阻 新陈代谢率
41
人感觉的空气干湿程度
Ps
42
(2) 相对湿度
P
Ps
人感觉的空气干湿程度
相对湿度日变化
43
(3) 露点温度td
44
【例2-1】空气温度为18℃,相对湿度为60%,求露点温度td。 【解】由附录1查表得空气温度为18℃时饱和水蒸气分压力:
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2.2.1 室外气候因素
一、太阳辐射 光谱: 波长0.2~3.0μm(1μm=10-6m) 短波热辐射 能量: 辐射强度I,单位: W/m2
30
总辐射 = 直接辐射 + 散射辐射 影响因素: 太阳高度角
大气透明度 云量
31
太阳高度角:
32
二、气温 气温是常用的气候评价指标, 单位: ℃, ℉ (F =32+9/5 C)
19
(1) 有效温度
人的状态:薄衣、走动
空气温度1 湿度1
热感觉相同
空气温度2 湿度100%
空气温度1 空气湿度1
空气温度2(有效温度)
20
(1) 有效温度
人的状态:薄衣、走动
空气温度1 湿度1 流速1
热感觉相同
空气温度2 湿度100% 流速0
空气温度1 空气湿度1 空气流速1
空气温度2(有效温度)
21
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
影响参数:
其中: qm 产热量 qr 辐射散热量 qc 对流散热量 qw 蒸发散热量
新陈代谢率m
壁面辐射温度 空气温度t, 湿度, 流速v
衣服热阻R
在满足人体热平衡的范围内找出热舒适的充分条件,得到热舒适方程
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思考题: • 室内热环境因素中, 通过建筑设计能够最有效改善的有哪
些因素?
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第2章 建筑热工学基本知识
2.1 室内热环境 2.2 室外气候 2.3 建筑传热基本概念与原理 2.4 建筑围护结构传热计算方法
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2.2 室外气候
• 本节要点: 1.气候因素: 太阳辐射、空气温度、空气湿度、风。 2.城市气候特点。
产热 生命活动 散热
发热体, 散热体, 恒温体
人体热平衡: 产热量 = 散热量 人体健康基本条件
3
人体热天平
4
散热
环境 随气候变化 动态热平衡 人体具有热调节方式: 生理调节 主观调节
5
生理调节: 环境变冷(热) 皮肤毛细血管收缩(膨胀) 血流量减少(增加) 皮肤温度下降(上升, 出汗) 保持热平衡
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