太空散 射辐射
环境长波辐射
壁体得热
地面长 波辐射 地面反射辐射
17
室外空气综合 温度 Solar-air
Temperature
35℃！
60℃！
考虑了太阳辐射的作用对表面换热量的增强，相当于 在室外气温上增加了一个太阳辐射的等效温度值。是 为了计算方便推出的一个当量的室外温度。 如果考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间的长 aI Q 波辐射： t z t air L out out 如果忽略围护结构外表面与天空和周围物体之间的 aI 长波辐射： t t
0.8
普通玻璃的光谱透过率
10
太阳辐射在玻璃中传递过程
将具有低发射率、高红 外反射率的金属（铝、 铜、银、锡等），使用 真空沉积技术，在玻璃 表面沉积一层极薄的金 属涂层，这样就制成了 Low-e (Low-emissivity) 玻璃。对太阳辐射有高 透和低透不同性能。
低透low-e玻璃
11
内遮阳： 遮阳设施 吸收和透 过部分全 部为得热
38
通风双 层玻璃 窗，内 置百页
39
内百页
无通风
有通风
40
三、通过围护结构的湿传递
湿传递的动力是水蒸气分压力的差。墙体中 水蒸气的传递过程与墙体中的热传递过程相sm2
水蒸汽渗透系数，kg/(Ns) 或 s/m：
围护结构外表面与环境的长波辐射换热QL包括大气 长波辐射以及来自地面和周围建筑和其他物体外表面 的长波辐射。如果仅考虑对天空的大气长波辐射和对 地面的长波辐射，则有：
4 4 QL w [( xsky xg g )Tw xskyTsky xg gTg4 ]
白天有天空辐射吗？
内遮阳：普通窗帘、百页窗帘 外遮阳：挑檐、可调控百页、遮阳蓬 窗玻璃间遮阳：夹在双层玻璃间的百页窗 帘，百页可调控
我国目前常见遮阳方式
内遮阳：窗帘
外遮阳：屋檐、遮雨檐、遮阳蓬
37
外遮阳和内遮阳有何区别?
反射
透过
反射 对流
对流
外遮阳： 只有透过 和吸收中 的一部分 成为得热
透过
20
第二节 建筑围护结构的热湿传递
外表面对流换热
外表面日射通 过墙体导热
通过非透明围护结 构的热传导
通过围护 结构的显 热得热
两种方式机理不同
通过玻璃窗的 得热
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一、通过非透明围护结构的热传导
由于热惯性存在，通过围 护结构的传热量和温度的 波动幅度与外扰波动幅度 之间存在衰减和延迟的关 系。衰减和滞后的程度取 决于围护结构的蓄热能力。
3 3
2
3
2
E
(1 -r ) (1 - a o ) r
2 4 3
(1 -a o ) (1 -r ) r
4
4
12
太阳辐射在玻璃中传递过程
阳光照射到单层半透 明薄层时，半透明薄 层对于太阳辐射的总 反射率、吸收率和透 过率是阳光在半透明 薄层内进行反射、吸 收和透过的无穷次反 复之后的无穷多项之 和。
加热设备
电动设备
人体散热散湿 见第四章
44
室内湿源包括人员、水面、产湿设备
散湿形式：直接进入空气
得热往往考虑围护结构和家具的蓄热，“得湿”一般 不考虑“蓄湿”
湿源与空气进行质交换同时一般伴随显热交换
有热源湿表面：水分被加热蒸发，向空气加入了显热 和潜热，显热交换量取决于水表面积 无热源湿表面：等焓过程， 室内空气的显热转化为潜热
8
第一节太阳辐射对建筑物的热作用
不同的表面对辐射的波长有选择性，黑色表面对各种 波长的辐射几乎都是全部吸收，而白色表面可以反射 几乎90％的可见光。 围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率就越高， 反射率越低。
反射
吸收
9
太阳辐射在玻璃中传递过程
玻璃对辐射的选择性
可见光
近红外线
长波红外线
实际照射面积比 窗的有效面积系数
HGsolar ( SSGDi X s SSGdif )CsCn X glass Fwindow
玻璃的遮挡系数 遮阳设施的遮阳系数
34
玻璃窗的种类与热工性能
无色玻璃表面覆盖无色 low-e 涂层，可 使这种窗的遮档系数 Cs 低于0.3
35
通过玻璃窗的长波辐射???
导热 (水蒸汽渗透)
辐射
7
基本概念
得热(Heat Gain HG)：某时刻在内外扰作用下
进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热<0， 意味着房间失去热量。 对流得热 显热
得 热
潜热
辐射得热
围护结构热过程特点：由于围护结构热惯性的存在， 通过围护结构的得热量与外扰之间存在着衰减和延迟 的关系。
显热热源散热的形式
辐射：进入墙体内表面、空调辐射板、透过玻
璃窗到室外、其它室内物体表面（家具、人体 等）； 对流：直接进入空气。
显热热源辐射散热的波长特征
可见光和近红外线：灯具、高温热源（电炉等）
长波辐射：人体、常温设备
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第三节 以其他形式进入室内的 热量和湿量
设备与照明的散热
22
通过非透明围护结构的热传导
非均质板壁的一维不稳定导热过程： t 2 t a ( x ) t a( x ) 2 x x x 边界条件：
out [t out ( ) t (0, )] Qsolar
t (x,0 ) = f (x)
t in[t ( , ) t in ( )] Ql Qsh ( x ) | x x
Tout,air
Qcond Qin=Qconv
Qout
尽管Qin增加了， 但Qout 和Qcond 却是减少的。
Qin’=Qconv+Ql
Tin,air
28
二、通过玻璃窗的得热
Qcond K glass Fglass [tout ( ) t in ( )]
通过玻璃板壁 的传热 透过玻璃的日射 得热
t QL ( x ) |x 0 x
其中内表面长波辐射：
Ql x ij ij [Ti 4 ( ) T j4 ( )]
j 1 m
23
通过非透明围护结构的热传导
利用室外空气综合温度简化外边界条件：
out [t z ( ) t (0, )] ( x ) t |x 0 x
z air
out
18
室外空气综合温度
Solar-air Temperature
人们常说的太阳下的“体感温度”是什么？
室外空气综合温度与什么因素有关？ 高反射率镜面外墙和红砖外墙的室外空气 综合温度是否相同？ 请试算一下盛夏太阳下的室外空气综合温 度比空气温度高多少？
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天空辐射（夜间辐 射，有效辐射）
通过玻璃窗的 得热
得热与玻璃窗的 种类及其热工性能有 重要的关系。
29
玻璃窗的种类与热工性能
窗框型材有木框、铝合金框、铝 合金断热框、塑钢框、断热塑钢 框等；玻璃层间可充空气、氮、 氩、氪等或有真空夹层；玻璃层 数有单玻、双玻、三玻等，玻璃 类别有普通透明玻璃、有色玻璃、 低辐射(Low-e)玻璃等；玻璃表面 可以有各种辐射阻隔性能的镀膜， 如反射膜、low-e膜、有色遮光膜 等，或在两层玻璃之间的空间中 架一层对近红外线高反射率的热 镜膜。 30
太阳辐射在玻璃中传递过程
玻璃的吸收百分比a0 :
1
a0 1 exp( KL)
(1 -r ) a
o
A r
(1 -r )
(1 -r ) (1 -a o )
(1 -r )(1 -a o ) r a (1 -r )(1 -a o ) r
2
o
B
(1 -r ) (1 -a o )
2 2 2
C
(1 -r ) (1 -a o ) r (1 -r )(1 -a o ) r
4
内扰
包括照明、设备、人体的散热和散湿，两种
方式：
对流散热
辐射散热
5
6
基本概念
围护结构的热作用过程：无论是通过围护结 构的传热传湿还是室内产热产湿，其作用形 式包括对流换热（对流质交换）、导热（水 蒸汽渗透）和辐射三种形式。
对流换热 (对流质交换)
围护结构传热 传湿 室内产热产湿
4 3 2 2
(1 -r )(1 -a o ) r a (1 -r )(1 -a o ) r 3 3 (1 -r )(1 -a o ) r a
2 2
(1 -r )(1 -a o ) r
o
(1 -r )(1 -a o ) r
3
2
D
o
(1 -r ) (1 -a o ) r (1 -r )(1 -a o ) r
玻璃窗的种类与热工性能
我国
民用建筑最常见的是铝合金框或塑钢框配单
层或双层普通透明玻璃，双层玻璃间为空气夹 层，北方地区很多建筑装有两层单玻窗。
商用建筑有采用有色玻璃或反射镀膜玻璃。
发达国家
寒冷地区的住宅则多装有充惰性气体的双玻
窗
商用建筑多采用高绝热性能的low-e玻璃窗。
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夜间除了通过玻璃 窗的传热以外，还 有由于天空夜间辐 射导致的散热量 采用 low-e 玻璃可 减少夜间辐射散热
长波辐射
长波 辐射
通过玻璃窗的温
差传热量和天空长 波辐射的传热量可 通过各层玻璃的热 平衡求得
导热和 自然对 流换热
对流换热
室内表面 对玻璃的 长波辐射
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遮阳方式
现有遮阳方式