热学基础3.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,*,第四节 室内热环境,室内热环境,室内空气温度,室内空气湿度,室内气流速度,环境辐射温度,一、室内热环境组成要素及其对人体热舒适的影响,人体舒适度与,人体本身,和,室内热环境,有关,人体,人体产热量,衣着情况,q=0,q0,体温恒定不变,体温上升,体温下降,人体得热,q=q,m,-q,e,q,r,q,c,q,m,q,e,q,r,q,c,q,人体产热量,人体蒸发散热量,人体辐射换热量,人体对流换热量,人体得失的热量,正常热平衡,对流换热占25%30%,辐射散热占45%50%,呼吸和无感觉散热占25%30%,负载热平衡,四要素,人体产热量,衣着情况,舒适的,可以忍受,不可忍受,对于不舒适的热环境，可通过调温设施来改变,缺点:,1、经济上不合适,2、降低人体对环境变化的适应能力,不利于健康,二、室内热环境的评价方法和标准,1、有效温度,ET 19231925,包含因素：,气温、空气湿度和气流速度,评价依据：,人的主观反映,方法：,A,相对湿度为100%,气流速度为0.1,m/s,温度？,B,相对湿度,气流速度,温度,为,B,室的有效温度,新的有效温度,ET(,),43,40,35,30,20,15,10,主观热感觉,允许上限,酷热,炎热,热,稍热,适中,稍冷,冷,寒冷,严寒,PMV,-,3,-,2,-,1,0,1,2,3,热感觉,寒冷,冷,稍冷,适中,稍热,热,炎热,不满意率,90%,70%,30%,5%,30%,70%,90%,2、,PMV-PPD,指标（70年代 房格尔 丹麦,）,包含因素：,四个环境要素，两个人体要素（人的活动量和衣着情况）,方法：,受试对象在实验中对某种环境因数组合的人感觉的投票值,第四节 室外热环境,一、地区性气候及其特征,1、室外气温,2、太阳辐射,是评价不同地区气候冷暖的根据,地表大气热过程的主要能源,太阳常数：,垂直与入射光线的大气界面单位面积上的热辐射流,实测大小为 1256,W/m,2,总辐射量,直接辐射,散射辐射,3、空气湿度,绝对湿度变化不大,相对湿度变化很大,4、风,N,NE,E,SE,S,SW,W,NW,风向频率图,（风向玫瑰图）,注意：,除最里环外，,每环代表5%,实测时各个方向上的风,出现次数,占总,次数的百分比,包含：大气环流,地方风,夜,日,白天,夜间和清晨,日,夜,地方风,水陆风,林原风,山谷风,二、建筑气候分区及对建筑热工设计的基本要求,蒙古族毡包,西藏民居,沿崖窑洞,云南竹楼,北京四合院,三、城市气候及对建筑设计的影响,1、空气温度和辐射温度,2、城市风,3、空气湿度和降水,空气温度,城市大于郊外,辐射温度,城市大于郊外,特征,风速小于郊外,风向无规律,会形成无风、强风区,降水量多,空气湿度小,4、太阳辐射,强度较郊区小，但吸收高,影响因素：,参数,变化特征,参数,变化特征,紫外辐射,大量减少,紊流,增大,可见光辐射,减少,温度,增加,红外辐射,增加,湿度,白天增大，夜间减小,能见度,降低,云量,城区湿雾，下风云量增加,蒸发,减少,雾,或增加，或减少,热流通量,增加,降水,雨水增加，降雪减少,风速,减小,1、地表形态的改变,2、高密度的人口分布对能源与资源结构的改变,第二章 建筑围护结构的传热原理及计算,t,i,t,e,恒定的热作用,采暖房间冬季条件下的保温设计,t,i,t,e,周期热作用,空调房间的隔热设计,自然通风房间的夏季隔热设计,t,i,t,e,第一节 平壁的稳定传热,传热过程,室内外热环境通过围护结构而进行的热量交换，包含导热、对流以及辐射换热方式,温度场不随时间变化的传热过程,稳定传热过程,1,2,3,d,1,d,2,d,3,t,i,t,e,设:,t,i,t,e,传热过程经历三个阶段,1,2,3,d,1,d,2,d,3,t,i,t,e,一、内表面吸热,t,i,i,内表面以,对流,和,辐射,的方式吸热,平壁内表面吸热量,w/m,2,室内空气以对流形式传给平壁内表面的热量,室内其它表面以辐射形式传给平壁内表面的热量,w/m,2,平壁内表面的热转移系数,w/（m,2,K）,室内空气及其它表面的温度,围护结构内表面的温度,i,内表面热转移阻,R,i,经验数据,表面特性,I,W/(m,2,K,),R,I(,(m,2,K,)/W),墙面、地面、表面平整或有肋状突出物的顶棚（,h/s,0.3,）,8.7,0.11,有肋状突出物的顶棚（,h/s,0.3,）,7.6,0.13,1,2,3,d,1,d,2,d,3,t,i,t,e,二、平壁材料层的导热,i,e,通过平壁的导热量,w/m,2,平壁外表面的温度,三、外表面的散热,e,t,e,外表面把热量以对流和辐射的方式传给室外的空气,外表面的散热量，,w/m,2,外表面的热转移系数，,w/（m,2,K),季节,表面特征,e,R,e,冬季,外墙、屋顶、与室外空气直接接触的表面,23.0,0.04,与室外空气相通的不采暖地下室上面楼板,17.0,0.06,闷顶、外墙上有窗不采暖地下室上面楼板,12.0,0.08,外墙上无窗的不采暖地下室上面的楼板,6.0,0.17,夏季,外墙和屋顶,19.0,0.05,q,e,e,对于一维稳定传热过程,上式联立,:,q,通过平壁的传热量,w/m,2,R,0,平壁的总传热阻,R,0,平壁的总传热阻，表示热量丛平壁一侧传到另一侧是所受到的总阻力,（,m,2,K/w）,物理含义：当,t,i,-,t,e,=1,时，单位时间内通过平壁单位表面积的传热量,w/（m,2,K),K0,平壁的传热系数,常见的围护结构有：单一材料层、组合材料层和封闭空气间层等,（一）单一材料层的热阻,（二）组合材料层的热阻,组合壁：在建筑工程中，维护结构内部个别材料层常出现两种以上材料组成的组合材料层。,材料层的热阻,组合壁的平均导热热阻,：,式中,F,是各部分在垂直热流方向,的表面积,M,2,平行于热流方向沿材料层中不同材料的界面将其分隔为1、2、3等部分,计算各部分的热阻,R,1,R,2,R,3,1,2,3,求组合壁的导热热阻,1,石灰沙浆,2,红砖砌体,3,炉渣,4,水泥沙浆,1,2,3,4,140,280,140,15,15,120,120,240,解 由附录,I,查得各种材料的导热系数为,砖砌体,炉渣,石灰砂浆,水泥砂浆,这里我们截取高为,6,m、,宽为,1,m,的一块砖作为计算单元。,1.,求各材料热阻：,R砖=,R渣2.,求平均热阻（由式,1-7,得）,3.,整个多层壁的导热热阻为：,R=R,1,+R,2,+R,3,+R,4,+R,5,=0.015/0.93 +0.12/0.81 +0.541+0.12/0.81+0.015/0.81,=0.872 m,2,*K/W,组合壁的平均热阻：,F,是各部分在垂直热流方向的表面积,m,2,平行于热流方向沿材料层中不同材料的界面将其分隔为,、,等部分,计算各部分的热阻,R,R,R,修正系数，,3、若围护结构存在圆孔时，应先将圆孔折算成 同等面积的方孔。,1、当围护结构有两种材料组成，,1,为较大值，,2,为较小值，,按,2,/,1,取值,2、当围护结构有三种材料组成，,1,为较大值，,按,比值（,2,+,3）,/2,1,取值,修正系数，,注意：,