建筑热工-室内外热环境.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,建筑热工学,福州大学 建筑学院,陈沂,目 录,绪论 建筑物理概述,一、室内外热环境,二、建筑的传热与传湿,三、建筑保温与节能,四、建筑隔热与通风,五、建筑日照与遮阳,一,建筑物理概述,建筑物理分支学科,研究建筑声学、光学、热工学，是建筑学的组成部分。提高建筑功能质量，创造,适宜的生活和工作环境,。,建筑声学,建筑光学,建筑热工学,建筑声学,建筑声学的基本知识,噪声防治,吸声材料与建筑隔声,室内音质设计,建筑光学,建筑光学的基本知识,天然采光,建筑照面,建筑热工学,气候与热环境,建筑日照,建筑保温,建筑防热,建筑物理是技术支撑,物理环境品质是城市规划、建筑设计室内外空间环境功能的基本要求，物理环境设计是城市规划与建筑设计的技术支撑。,考虑物理环境要求的城市规划和建筑设计方案，为后续的物理环境技术设计创造了相对有利的条件，从而可大大,改善室内外物理环境,，并大大,减少对资源和能源的需求,。,是建筑节能设计的基础,广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工，一直到建筑使用的全过程能耗。,狭义,的建筑能耗，即建筑的运行能耗，就是人们日常用能，如,采暖、空调、照明,、炊事、洗衣等的能耗。,绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（,节能,、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供,健康、适用,和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。,是绿色建筑设计的基础,室内外热环境,人的心理反应,冷热感觉,热舒适感受,+1,+2,+3,+4,人体传热学与热平衡,人体散热量,=,对流散热量,+,辐射散热量,+,蒸发散热量,+,呼吸散热量,M=C+R+E+Res,人对室内环境有什么要求？,对流换热,流动,的流体与固体表面接触，同时发生导热和对流的传热过程,边界层,23cm,主流区,v,层流 紊流,导热 对流,蒸发：水吸热变为水蒸汽,扩散：水蒸汽向周边空气中扩散,稳定时有：蒸发量,=,扩散量,水,紧贴水面的饱和空气,水面上空的空气,蒸发面,蒸发量,扩散量,蒸发换热量：,蒸发换热,扩散（蒸发）量：,辐射换热,两个温度不同的物体间相互辐射产生传热,呼吸换热,加热作用，温差带走热量（显热）：,加湿作用，湿差带走热量（潜热）：,吸入,呼出,干冷,湿热,人体传热学与热平衡,人体散热量,=,对流散热量,+,辐射散热量,+,蒸发散热量,+,呼吸散热量,M=C+R+E+Res,热环境四参数,空气温度,：对流（与呼吸）,空气湿度,：蒸发（与呼吸）,风速,：对流与蒸发,平均辐射温度,：辐射,室内环境跟传热有关的有些什么要素？,人体生理热调节,体核,36.8,人体生理热调节,皮肤,33.7,皮肤血流,环境温度,26,对流，辐射,蒸发，呼吸,产热量,=,体核向皮肤传热量,=,皮肤向环境传热量,毛细血管正常流量维持,3.1,体核,-,皮肤温差,各种散热正常状态维持,7.7,皮肤,-,环境温差,体核,36.8,人体生理热调节,皮肤,34.0,皮肤血流,环境温度,28,对流，辐射,蒸发，呼吸,产热量,=,体核向皮肤传热量,=,皮肤向环境传热量,皮肤温度升高，以维持皮肤,-,环境传热量不变,因体核与皮肤温差减小，为保证它们的传热量，毛细血管扩张,血管扩张有限度，为此，增加出汗以减缓皮肤温度上升的趋势,经由以上动作，维持热平衡,体核,36.8,人体生理热调节,皮肤,34.0,皮肤血流,环境温度,28,对流，辐射,蒸发，呼吸,产热量,=,体核向皮肤传热量,=,皮肤向环境传热量,皮肤温度升高，以维持皮肤,-,环境传热量不变,因体核与皮肤温差减小，为保证它们的传热量，毛细血管扩张,血管扩张有限度，为此，增加出汗以减缓皮肤温度上升的趋势,经由以上动作，维持热平衡,体核,36.8,人体生理热调节,皮肤,33.4,皮肤血流,环境温度,24,对流，辐射,蒸发，呼吸,皮肤温度降低，以维持皮肤,-,环境传热量不变,因体核与皮肤温差增大，为保证它们的传热量，毛细血管收缩,血管收缩有限度，为此，增加产热以减缓皮肤温度下降的趋势,经由以上动作，维持热平衡,产热量,=,体核向皮肤传热量,=,皮肤向环境传热量,PMV,Predicted Mean Vote,丹麦学者,P.O.Fanger,，,1970,热舒适,1396,人（美国和丹麦人），多种温湿度组合，严格受控的人工气候室,以人体传热学和生理热调节为基础,热感觉,生理调节负荷,ISO,、美国、欧洲和我国系列标准的基础,预测平均热感觉指数,预测,平均投票数,PMV,（人群热感觉均值）,空气温湿度、风速和平均辐射温度,服装、活动量,0.4clo 0.5clo 1.0clo,1.2met 2.0met 4.0met,PMVPPD,（人群热环境不满意率，更实用）,10%,25%,THERMAL COMFORT,TOOL,美国加州大学伯克利分校建筑环境中心编制,快速计算房间各表面角系数和,MRT,与美国,ASHRAE,热舒适标准衔接,网页版：,smap.cbe.berkeley.edu/comforttool/,参考标准,夏季舒适温度范围：,2427,（,50%,、,0.2m/s,、,0.5clo,、,1.2met,）,操作温度：空气温度与平均辐射温度的算数平均,辐射的强弱,操作温度,/,含湿量,/,g/g,GB/T 5701-2008,室内热环境条件,热舒适区,参考标准,GB 50736-2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范,舒适性空调室内设计参数：,参考标准,GB 50736-2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范,供暖时的室内设计温度：严寒,和寒冷,地区,1824,，夏,热冬冷,地区,1622,南方人比北方人耐,冷，有更强适应性,北京,18,，上海,16,北方,1822,，南方,1322,参考标准,JGJ,75-2012,夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准,夏季室内设计,计算温度,：,26,冬季,室内设计计算温度,：,16,根据人的舒适要求而定，是节能标准制定的参考依据,保证环境质量的前提下实现节能,太阳辐射,气温,风、降水与湿度,气候建筑,室外,气候,气候,大气,多年,（几十或几百年）,平均,状态（气温、气压、日照、湿度、风、降水）,形成因素：太阳辐射、大气环流、地形地貌等,建筑气候,气温,距地面,1.5m,高背阴处的空气温度,典型气象年：历年平均状态,128,天,75,天,气温,最热月七月，平均气温,28.8,最冷月一月，平均气温,13.9,（年较差,14.9,）,外表面吸热,包括外表面与室外空气对流换热和外表面与室外环境表面间辐射换热；,假定室外环境表面平均温度与室外空气温度相等，那么：,R,ec,R,er,吸热,外表面吸热,考虑太阳辐射：,R,ec,R,er,吸热,建筑围护结构传热,室外气候,室内环境,气温,气温,室外综合气温的年变化,31,天,211,天,气温,其它表面,参见附录,6,典型气象年数据,在近,30,年气象数据中,统计,各月气象数据的平均特征,在近,20,年中,挑选,与平均特征相近月份，拼接成年,重要气象参数：日总,太阳辐射,8/16,，日均,气温,2/16,取自：中国气象局气象信息中心气象资料室，清华大学建筑技术科学系（著），中国建筑热环境分析专用气象数据集，中国建筑工业出版社，,2005,福州地区热工设计要求,隔热设计要求（,1993,年以来）：,GB 50176-1993,民用建筑热工设计规范,保证自然通风条件下的室内环境质量,在房间自然通风情况下，建筑物的屋顶和东、西外墙内表面最高温度低于,35.6,（广州地区）,节能要求（,2003,以来）：,GB 50189-2005,公共建筑节能设计标准,JGJ 75-2012,夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准,在保证室内环境质量的前提下，通过墙体、屋面和门窗的选型设计，减少建筑设备（空调采暖）耗能，以实现新建建筑节能,50%,的总体目标,外墙传热系数,1.5 W/(m,2,K),，屋顶传热系数,0.9 W/(m,2,K),福州地区热工设计要求,26,节能角度：,房间开启空调，温度恒定,26,各围护结构传入室内的热量形成空调能耗,热环境角度：,房间自然调节，由热平衡形成房间的温度,房间温度为各围护结构室外综合温度按其传热系数和面积的乘积加权平均,福州地区热工设计要求,注：房间,3,3,3m,，外墙传热系数,1.5,W/(m,2,K),，计算日取,8,月,29,日，当天气温,26,36,（平均,31,）,传热量与室温正相关,屋顶传热系数越小，传入室内的热量越少，节能量越大，房间室温越低,建筑节能设计与建筑热环境设计的目标相一致,中国气象科学共享服务网 气象统计资料,气象统计资料,50189-2005,公共建筑节能设计标准,各分区屋顶传热系数限值,全国各地区屋顶的节能设计要求,夏热冬暖地区,夏热冬冷地区,寒冷地区,严寒地区,GB 50189-2005,公共建筑节能设计标准,传热角度的理解,分区名称,一月平均气温,冬季采暖温差（,18,）,七月平均气温,夏季空调温差（,26,）,传热系数限值（,W/m,2,K,）,严寒地区,-10,28,0.40.5,寒冷地区,-100,1828,0.50.6,夏热冬冷地区,010,818,2530,-14,（,2,7,）,1,夏热冬暖地区,10,2529,-1,3,（,2,6,）,1.5,各分区外墙传热系数限值,传热角度的理解,分区名称,一月平均气温,冬季采暖温差（,18,）,七月平均气温,夏季空调温差（,26,）,传热系数限值（,W/m,2,K,）,严寒地区,-10,28,0.30.45,寒冷地区,-100,1828,0.450.55,夏热冬冷地区,010,818,2530,-14,（,5,10,）,0.7,夏热冬暖地区,10,2529,-1,3,（,5,9,）,0.9,各分区屋顶传热系数限值,北,方,南,方,严实墩厚,、立面平整、封闭低矮,峻峭屋面、,通透轻巧,、底部架空,思 考,人对室内环境有什么要求？,室内环境跟传热有关的有些什么要素？,气候如何形成，不同地区有什么气候特点？,室外气候跟传热有关的有些什么要素？,感谢您的聆听,