建筑环境学_吕洁_建筑热湿环境

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1、§1太阳辐射对建筑物的热作用§2建筑围护结构的热湿传递与得热§3以其他形式进入室内的热量和湿量§4冷负荷与热负荷§5典型负荷计算方法原理介绍第三章建筑热湿环境室内热湿环境室内设备、照明、人员等§1太阳辐射对建筑物的热作用外扰内扰窗户透过辐射围护结构热湿传导室内外空气对流室外气候参数室外空气温湿度太阳辐射风速风向变化邻室空气温湿度对流辐射蒸发或吸湿外扰中的辐射热围护结构外表面辐射围护结构内表面传导对流辐射室内空气室内空气通过缝隙渗透通过开启孔洞侵入辐射围护结构内表面及其他物体表面对流辐射室内空气§1

2、太阳辐射对建筑物的热作用室外空气对流辐射室内透射窗户外扰中的湿量内扰中的湿量蒸发室外空气传质围护结构内表面蒸发扩散室内空气室内空气通过缝隙渗透通过开启孔洞侵入蒸发室内空气内扰中的热量对流辐射室内空气§1太阳辐射对建筑物的热作用吸湿围护结构外表面某时刻的得热（HeatGain，HG）：某时刻在内外扰作用下进入房间的总热量，包括显热和潜热。显热对流得热（如室内热源的对流散热、围护结构内表面与室内空气之间的对流换热）辐射得热（如透过窗玻璃进入室内的太阳辐射、照明灯具的辐射得热）由于围护结构本身存在的热惯

3、性，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§1太阳辐射对建筑物的热作用§1太阳辐射对建筑物的热作用一、围护结构外表面所吸收的太阳辐射热1.不透明物体对太阳辐射的吸收围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率越高，反射率越低。2.半透明物体对太阳辐射的吸收、反射和透过玻璃对可见光和波长为3um以下的短波红外线来说，几乎是透明的，但却能有效的阻止长波红外线辐射。§1太阳辐射对建筑物的热作用将具有低发射率、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

4、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§1太阳辐射对建筑物的热作用——空气—半透明薄层界面的反射百分比——射线单程通过半透明薄层的吸收百分比阳光从空气入射进入玻璃薄层，由于分界面的反射作用，只有（1-r）的辐射能进入玻璃层；经玻璃的吸收作用，剩余的（1-r）(1-a0)的辐射能才能抵达第二个分界面；§1太阳辐射对建筑物的热作用阳光照射到半透明薄层时，半透明薄层对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

5、、吸收和透过的无穷次反复之后的无穷多项之和。半透明薄层的总吸收率为：半透明薄层的总反射率为：§1太阳辐射对建筑物的热作用半透明薄层的总透过率为：两层半透明薄层的总透过率为：两层半透明薄层的总反射率为：§1太阳辐射对建筑物的热作用第一、二层半透明薄层的总吸收率分别为：空气-半透明薄层界面的反射百分比r与射线的入射角和波长有关，其关系式为：其中i1和i2分别为入射角和折射角。入射角和折射角的关系取决于两种介质的性质，即与两种介质的折射指数n有关，其关系式为：空气的平均折射指数n=1.0；在太阳光谱范围

6、内，玻璃的平均折射指数n=1.526。§1太阳辐射对建筑物的热作用半透明薄层对太阳辐射的吸收现象与大气层对太阳光辐射的吸收规律相同，即不同波长的辐射按指数关系衰减：In=I0exp(-KL)辐射强度被吸收的百分比为：式中：L—射线在半透明薄层中的行程，与入射角和折射指数有关；Kλ—消光系数，与半透明薄层的材料物性及射线的波长有关§1太阳辐射对建筑物的热作用对应其波长的材料的消光系数射线在半透明薄层中的行程L取决于：射线单程通过半透明薄层的吸收百分比可近似认为玻璃对长波辐射不透明；半透明薄层的吸收率

7、、反射率和透过率都随入射角改变。§1太阳辐射对建筑物的热作用二、室外空气综合温度tz（Solar-airtemperature）§1太阳辐射对建筑物的热作用围护结构外表面得热=太阳辐射热量+长波辐射换热量+对流换热量太阳直射辐射大气长波辐射太空散射辐射对流换热地面反射辐射环境长波辐射地面长波辐射壁体得热§1太阳辐射对建筑物的热作用60℃！35℃！建筑物外表面单位面积上得到的热量为：tz——室外空气综合温度§1太阳辐射对建筑物的热作用相当于室外气温由原来的tair增加了一个太阳辐射的等效温度αI/α

8、out值。是当量室外温度，非实际室外空气温度，方便计算。室外空气综合温度tz的表达式：在一般空调负荷计算中不考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射，则：§1太阳辐射对建筑物的热作用Think，tz与有效天空温度Tsky、室外空气温度tair相同吗？与什么因素有关？人们常说的“体感温度”是什么？tz：综合表达了室外空气温度、太阳辐射、围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射的一个综合热作用，是考虑了室外空气和太阳短波辐射的加热作用、及围护结构外表面的有效长波辐射的自然散