[工学]通风空调部分第三章 空调房间的冷热、湿负荷及送风量确定

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1、第三章空调房间的冷（热）、湿负荷与送风量的确定为了使空调房间的温度和相对湿度维持在生产工艺和人体热舒适所要求的范围内，必须向空调房间送入具有一定温度和相对湿度的空气，用以消除房间的热、湿负荷。空调房间的热、湿负荷来源于外部和内部两个方面，主要包括有以下几部分：（1）室内外温差传热和太阳辐射热；（2）设备散热散湿；（3）人体散热散湿；（4）照明灯具的散热等。由外部干扰源所造成的热、湿负荷与室内外空气的状态参数有关，因此，在讨论热、湿负荷计算之前，首先要了解一下确定空调设计计算用的室内外气象参数的原则和方法。第一节人体热舒适与

2、室内计算参数的确定一、空调基数和空调精度与负荷计算有关的室内空气计算参数通常用空调基数和空调精度两组指标来规定。空调基数是指室内空气所要求的基准温度和基准相对湿度；空调精度是指在空调区内温度和相对湿度允许的波动范围。例如，=（22±1）℃和＝（50±10）％中，22℃和50％是空调基数，±1℃和±10％是空调精度。工艺性空调的室内空气计算参数主要是根据生产工艺对温度、湿度的特殊要求来确定，同时兼顾人体的卫生要求。而用于民用建筑的舒适性空调，则主要是从满足人体热舒适要求的方面来确定室内空气的计算参数，对精度无严格的要求。二、

3、人体热平衡和舒适感（一）人体热平衡和舒适感人体是靠食物的化学能来补偿肌体活动所消耗的能量。人体新陈代谢过程所产生的能量以热量的形式释放给环境，使体温维持在36.5℃左右。人体的热平衡可用式（3-1）来表示：（3-1）式中——人体新陈代谢过程所产生的热量(W/m2)；——人体所作的机械功(W/m2)；102——人体的对流散热量(W/m2)，空气温度低于人体表面平均温度时，qd为正；反之，qd为负；——人体由汗液蒸发和呼出的水蒸气带走的热量(W/m2)；——人体与周围物体表面之间的辐射换热量(W/m2)；——蓄存在人体内的热量

4、(W/m2)。在正常的情况下，＝0，这时人体因为保持了热平衡而感到舒适。当人体的散热量难以全部散出时，＞0，导致体温上升，人体就会感到不适，在非感染性病理发热的条件下，体温上升到38.3℃以上则为轻症中暑。在冷环境中，人体的散热增多，＜0；如果人体比正常热平衡时多散发87W的热量，则睡眠中的人会被冻醒，这时人的皮肤平均温度相当于下降了2.8℃，人会感到不适，甚至会导致生病。图3-1新等效温度图影响人体热舒适的主要因素有：室内空气温度，室内空气相对湿度，人体附近空气流速，围护结构内表面及其它物体表面的温度。此外，舒适感还与人

5、的生活习惯，人体的活动量，衣着，年龄等因素有关。比如南方人和北方人的耐寒能力就不一样。图3-1是美国暖通、空调、制冷工程师学会（ASHRAE）根据以上几种影响因素的综合作用，用等效温度的概念提出的舒适图。图中斜画的一组虚线称为等效温度线，它们的数值标注在=50％的相对湿度上。例如，通过=25℃、=50％两等值线交点的虚线就称为25℃等效温度，虽然在这条等效温度线上各点所表示的空气状态的干球温度和相对湿度都不相同，但是各个点的空气状态给人体的冷热感觉是相同的，都相当于=25℃、=50％条件下给人体的冷热感。从同一条等效温度线

6、可知，当相对湿度减小时，则维持同样冷热感觉所需要的温度增加，反之亦然。等效温度图中的各等效温度线是在室内空气流速=0.15m/s时，对身着0.6clo热阻服装，静坐着的被试验人员实测得出。所谓clo是衣服的热阻单位，1clo=0.155(m2·℃)/W。通常内穿衬衣外套普通衣服，其热阻为1clo；正常在室外穿的冬服，热阻为1.5～2.0clo。等效温度图中画出了两块舒适区，其中的菱形部分是由美国堪萨斯州立大学的实验结果给出；另一块平行四边形部分是ASHRAE推荐的舒适标准55～75。两块舒适区的实验条件不同，前者适用于身着

7、0.6～0.8clo服装坐着的人，后者适用于身着0.8～1.0102clo服装也是坐着的人，但活动量稍大些。两块舒适区的重叠部分是所推荐的室内空气设计条件，25℃等效温度线正好穿过重叠区的中心。需注意的是，由于不同地区的居民在生活习惯等方面的差异，以上研究推荐的舒适区及设计条件只作为参考，不宜直接套用。（二）热舒适环境评价指标国际标准化组织在1984年提出了评价和测量室内热湿环境的新标准化方法（ISO7730标准），即采用预测平均投票PMV（PredictedMeanVote）—预期不满意百分数PPD（PredictedP

8、ercentageofDissatisfied）指标，综合考虑人体的活动程度、衣着情况、空气温度、平均辐射温度、空气流动速度和空气湿度等因素，来评价人体对环境的舒适感。用PMV－PPD指标评价环境的热舒适状况，要比用等效温度法所考虑的因素全面。热舒适指标PMV代表了同一环境下绝大多数人的舒适感，采用了七