03第3章热湿环境
可持续发展理念融入建筑环境与能源应用工程专业教育的探索
［收稿时间］2020-11-30［基金项目］天津商业大学2020年教学改革研究项目“建筑环境学课程思政改革”（20KCSZ24）。
［作者简介］张艳（1978—），女，河北人，博士，副教授，研究方向：建环节能。
解海卫（1976—），河北人，博士，副教授，研究方向：建环节能。
University Education［摘要］随着建筑环境与能源应用工程专业高能耗问题的日益突出，树立建环人才的可持续发展理念迫在眉睫。
文章分析了在建环专业教育中培养可持续发展理念的重要性，提出了“课堂教学—课下自学—实践活动”相结合的培养方法，以完成“理念传输—理念接受与树立—理念实践”的过程，为培养具有节能环保意识、知行合一的绿色建环设计师提供了参考。
［关键词］可持续发展；建筑环境与能源应用工程；节能；环保［中图分类号］G ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2022）07-0075-03建筑环境与能源应用工程专业（以下简称建环专业）以培养从事建筑室内环境营造的空调、供热等相关工作的应用型人才为目标。
而营造舒适的室内环境，需要消耗大量的能源。
据统计，目前我国建筑物总能耗约占全国总能耗的30%，其中供暖制冷耗能约占我国总能耗的20%[1]。
因此，在建环专业教育中，有关建筑节能方面的课程受到普遍的重视[2]，节能技术的开发也成为建环行业的重要发展方向[3]。
节能即能源的可持续性，因此，节能问题归根到底属于可持续发展问题。
可持续发展是指既满足当代人需要，又不对后代人满足需要的能力构成威胁的发展。
20世纪90年代中期，我国将可持续发展确定为我国的发展战略。
建环行业与可持续发展存在着紧密的联系，在建筑环境设计和构建过程中应用节能的空调采暖技术就属于走可持续发展道路的一种具体行为。
目前，建环专业的教育，往往仅关注节能技术的传授。
然而，脱离了可持续发展理念的指导，对建环从业者来说，节能的空调设备和普通的空调设备的差异仅仅属于技术的差异，不是必然的选择，即节能空调技术的使用和推广程度往往取决于建环专业从业者对可持续发展问题的认识深度。
建筑环境学复习重点
第二章建筑外环境1.建筑环境学的课程内容：由建筑外环境、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、气流环境、声环境、光环境七个主要部分组成2.时差：真太阳时与当地平均太阳时的差值3.真太阳时：太阳在当地正南时为12点，地球自转一周又回到正南时为一天4.太阳时角：将真太阳时用角度表示，称太阳时角。
指当时太阳入射的日地中心连线在地球赤道平面上的投影与当地真太阳时12点时，日地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角。
5.太阳方位角：太阳至地面上某给定点连线在地面上的投影在当地子午线（南向）的夹角。
太阳高度角：太阳光线与水平面间的夹角。
6.太阳常数：在地球大气层外，太阳与地球的年平均距离处，与太阳光线垂直的表面上的太阳辐射强度为i0= 1353W/m²。
7.大气压力定义：物体表面单位面积所受的大气分子的压力称为大气压强或气压。
气压随高度按指数降低。
海平面大气压力称作标准大气压8.气象站所记录的风速为当地10m高处的风速。
9.风玫瑰图：包括风向频率分布图、风速频率分布图①直观地反映出一个地方的风向和风速②除圆心以外每个圆环间隔代表频率为5%类型：季节变化、主导风向、双主导风向、无主导风向、准静止风10.霜洞：在某个范围内，温度变化出现局地导致现象，其极端形式称为...11.降水：从大地蒸发出来的水进入大气层，经过凝结之后又降到地面上的液态或固态水分。
降水性质：①降水量：指降落到地面的雨、雪、冰雹等融化后，未经蒸发或渗透流失而积累在水平面上的水层厚度，以mm为单位；②降水时间③降水强度：指单位时间内的降水量。
降水强度的低等级以24小时的总量来划分。
小雨<10，中雨10-25，大雨25-50，暴雨50-100。
12.城市气候特点：①.城市风场与远郊不同。
除风向改变以外，平均风速低于远郊的来流风速；②.气温较高，形成热岛现象；③.城市中的云量，特别是低云量比郊区多，大气透明度低，太阳总辐射照度也比郊区弱。
《室内热湿环境》课件
室内热湿环境的形成
室外气候包括温度、湿度、太阳 辐射等，是影响室内热湿环境的 重要因素。
室内设备如空调、暖气、加湿器 等，以及人员活动如人体散热、 照明等，也会对室内热湿环境产 生影响。
01
室内热湿环境是人类生活和工作 的主要环境，其形成主要受到室 外气候、建筑围护结构、室内设 备及人员活动等因素的影响。
室内热湿环境的影响因素
建筑围护结构
建筑物的保温、隔热性能以及窗 户、墙体等构造直接影响室内热 湿环境的形成。
人员活动
人体散发的热量和湿气，以及活 动产生的气流等，也是影响室内 热湿环境的重要因素。
01
室外气候
室外温度、湿度、太阳辐射等是 影响室内热湿环境的重要因素。
02
03
室内设备
空调、采暖设备以及家用电器等 的使用，会对室内热湿环境产生 显著影响。
气流速度的变化会影响人体对流散热和空气 交换，进而影响室内热湿环境的变化。
室内热湿环境的平衡与调节
01
室内热湿环境的平衡是指室内 各因素之间的协调与稳定状态 ，是保证人体舒适度和建筑节 能的重要条件。
02
通过合理的建筑设计和设备配 置，可以调节室内热湿环境， 使其达到平衡状态。
03
调节室内热湿环境的方法包括 使用空调、暖气、加湿器等设 备，以及合理控制室内外通风 换气等。
室内热湿环境在人体舒适度研究中的应用
人体舒适度模型
建立人体舒适度模型，研究不同热湿 环境下人体的生理和心理反应，为室 内热湿环境的优化提供科学依据。
人体散热与环境适应性
研究人体在不同热湿环境下的散热机 制和适应性，探讨人体对不同环境的 生理和心理需求，为室内环境的个性 化调节提供指导。
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热湿环境的保障措施有哪些
热湿环境的保障措施有哪些热湿环境是指环境中同时存在高温和高湿度的条件。
在这种环境下，人体容易受到极端状况的影响，如中暑、脱水和心血管疾病等。
因此，在热湿环境下工作或生活时，必须采取一系列的保障措施来确保人体的安全和健康。
本文将介绍一些热湿环境下的保障措施。
1. 控制温度和湿度为了降低热湿环境对人体的影响，首先需要控制温度和湿度。
通过使用空调或风扇来降低环境温度，同时使用除湿器或通风设备来调节湿度，可以提供一个相对舒适的工作或生活环境。
2. 适当的着装合理的着装也是在热湿环境下保护人体的重要措施之一。
选择透气性好的衣物，如棉质或透气材料制成的衣物，可以帮助身体散热，并防止过度出汗引起的脱水问题。
3. 补充水分在热湿环境中，由于大量出汗，人体会失去大量的水分。
因此，补充足够的水分是必不可少的。
每天饮用足够的水，以及适量的电解质饮料，可以帮助维持身体的水平衡，预防脱水和中暑。
4. 合理安排工作和休息时间在热湿环境中工作时，要注意合理安排工作和休息的时间。
长时间暴露在高温和高湿度的环境下容易疲劳和体力不支。
因此，通过定期休息和适当的工作安排，可以帮助人体回复体力和保持良好的工作状态。
5. 饮食调理良好的饮食调理也是在热湿环境中保护人体的重要措施之一。
适当增加富含维生素和矿物质的食物摄入，如新鲜水果、蔬菜和坚果，可以帮助补充人体所需的营养物质，并增强身体的抵抗力。
6. 做好个人防护措施个人防护措施也是在热湿环境下保护人体的重要手段之一。
戴上帽子、太阳镜和防晒霜，可以降低紫外线的损害。
同时，使用防水的防护手套和鞋子，可以防止湿气进入体内，保持肌肤干燥。
7. 增加空气流通在热湿环境中，增加空气流通也是重要的保护措施之一。
保持室内空气流通，可以帮助散热和降低湿度。
在工作场所，使用风扇或空调系统，增加通风口，以确保空气流通。
8. 培养健康生活习惯培养健康的生活习惯是在热湿环境下保护人体的基础。
保持充足的睡眠时间和良好的作息规律，避免过度疲劳和压力。
建筑环境学课后习题完整版
建筑环境学课后习题完整版Newly compiled on November 23, 2020课后习题答案第二章建筑外环境1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则答：我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求，部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用阳光日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷，减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则。
2.是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变答：互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。
3.晴朗的夏夜，气温25℃，有效天空温度能达到多少如果没有大气层，有效天空温度应该是多少根据书中有效天空温度估算式（2-23）有效天空温度与近地面气温和空气的发射率有关，空气发射率又与露点温度有关，露点温度又与气温和相对湿度（或含湿量）有关，假定在晴朗的夏夜，气温为25℃，相对湿度在30％-70％之间，则tdp＝6℃-19℃，有效天空温度tsky＝7℃-14℃。
在某些极端条件下，tsky可以达到0℃以下。
如果没有大气层，有效天空温度应该为0 K。
4.为什么晴朗天气的凌晨书页表面容易结露或结霜答：晴朗天空的凌晨，温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大，太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。
5.采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响。
2021年清华大学建筑环境学03第3章热湿环境-1
工程应用：缝隙法、换气次数法
12
网络平衡法原理
节点平衡：AG＝0 回路压力平衡：B P＝0
各支路和节点均编号。
网络关联矩阵A元素 aij： 由 i 点到 j点为1，反之为 -1，无
关为0。
基本回路矩阵B元素 bij： 由 j支路与 i 回路同向为1，反之
为 -1，无关为0。
围护结构传热 传湿
室内产热产湿
对流换热 (对流质交换)
导热 (水蒸汽渗透)
辐射
5
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
辐射得热
潜热
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。
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太阳辐射在透光围护结构中的传递
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 射率是阳光在半透明 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。
22
太阳辐射在透光围护结构中的传递
尽管通过围护结构的热传导量不确定，但有 时又需要用“得热”的概念，那怎么定义通 过围护结构的热传导得热呢？
热湿环境的保障措施是
热湿环境的保障措施是热湿环境的保障措施，是指在高温高湿的环境下，采取一定的预防措施，防止人员和设备的受损和事故的发生。
热湿环境下，人体容易出现中暑、虚脱、晕厥等症状，同时还容易引起机器设备的故障和事故，给生产和工作带来极大的危害，因此必须采取保障措施，在这篇文章中，我将介绍几种热湿环境下的保障措施。
保障措施一：加强通风换气通风换气是热湿环境下最基础的保障措施。
恰当的通风可以适当地降低空气中的湿度，增加空气的流通性，保证员工在较为舒适的环境中工作。
特别是在密闭工厂、化工厂、热加工车间等环境中，需要采用机械通风或者风机通风，控制温度和湿度。
保障措施二：防晒和防曝在高温高湿的环境下，阳光照射强度大，容易引起皮肤损伤、中暑、晕厥等健康问题。
因此，在户外作业的人员要做好防晒措施，涂擦防晒霜、佩戴帽子、手套、墨镜等，减少阳光的直接照射。
同时，在室内工作时，需要加强室内遮阳措施，如在窗户上或者墙体上加装遮阳板、遮光帘等设备，减少阳光照射。
保障措施三：保持水分补给在高温高湿的环境下，人体容易蒸发水分，引起脱水和疲劳，影响工作效率。
因此，在工作期间应当多喝水，保持身体水分的充足，并适量调整工作强度，保持身心健康。
在一些特定场合下，如钢铁厂、焊接车间等工作环境中，还需要配备适当的饮用水或者口服补液剂，及时补充水分。
保障措施四：加强安全防护在高温高湿的环境下，很容易引起安全事故，如机器故障、电气灼伤等。
在这种情况下，应当加强安全防护措施，检查机器设备，及时更换损坏零部件，保障生产设备的正常运转。
同时，应对员工进行必要的安全培训，加强对高温高湿环境下的安全知识的普及和应急处理能力的训练，增强应对突发事故的能力。
保障措施五：适度休息在高温高湿环境下，员工工作紧张，容易产生疲劳。
因此，管理员工应合理安排工作时间，增加适合的休息时间，缓解疲劳，以保证员工身体状况和工作效率。
在炎夏高温时期，夏季作息制度要适当调整，白天工作时间应调整在早晚温度较低的时间段，以此保证员工的身体健康。
成教建筑环境学复习题(jghm题目库)
建筑环境学习题第1章绪论一．填空题1.人们对建筑的要求随着人类文明的进步不断提高，至今人们希望建筑物能满足的要求包括：安全性、功能性、和美观性四方面。
2.通过学习“建筑环境学”，我们要完成的任务之一是了解人类生产和生活过程什么样的室内、外环境。
3.通过学习“建筑环境学”，我们要完成的任务之一是掌握改变或控制的基本方法和原理。
4.人们对建筑的要求随着人类文明的进步不断提高，至今人们希望建筑物能满足的要求包括：、功能性、舒适性和美观性四方面。
5.人们对建筑的要求随着人类文明的进步不断提高，至今人们希望建筑物能满足的要求包括安全性、、舒适性和美观性四方面。
6.人们对建筑的要求随着人类文明的进步不断提高，至今人们希望建筑物能满足的要求包括安全性、功能性、舒适性和四方面。
7.“建筑环境学”的英文名为：。
8.通过学习“建筑环境学”，我们要完成的任务之一是了解各种内外部因素是人工微环境的。
第2章建筑外环境三．名词解释1.气温的年较差2.降水3.太阳高度角4.热岛强度5.赤纬6.太阳方位角7.纬度8.气温的日较差9.大气环流10．经度11.室外气温12.大气压力13.太阳时角14.大气透明度15.太阳常数16.日照四．简答分析题1.简述晴朗日时，室外气温的日变化规律。
2.室外空气温度的变化是直接接受太阳辐射热量的多少而引起的吗？为什么？3.是空气温度的改变导致地面温度改变；还是地面温度改变导致空气温度的改变？为什么？4.简述城市微气候的主要特点。
5.简述晴朗日时，相对湿度的日变化规律。
6.简述到达地面的太阳直射辐射强度随时间、季节和地点的变化规律。
为什么？7.试述室外气温的日变化规律；并分析是空气温度的改变导致地表温度的改变，还是地表温度的改变导致空气温度的改变。
8.试述晴朗日时，太阳辐射和室外气温的变化规律，并分析其最大值出现时间不同步的原因。
9.试论述和分析晴朗日时，室外气温和相对湿度的日变化规律。
10.简述城市微气候的主要特点。
热湿环境的保障措施有哪些
热湿环境的保障措施有哪些在一些高温高湿的工作场所，如热带地区、纺织、造纸、化工、电厂等工作环境，存在很多的危险因素，例如高温、高湿、污染、尘土、噪声、辐射等等。
为了保护工人的健康和安全，需要采取一系列的措施来防止意外事故的发生。
环境调节•降温：通过空调、风扇等设备来控制室内温度，使室内温度不超过28度。
空调设备要定期维护清洗，确保空气质量。
•降湿：采用降湿设备，如除湿机、空调、通风设备等，控制室内湿度不超过60%。
同时要保持工作区域的通风良好，以保持空气的流通。
•控制辐射：采用屏幕、挡板等设备控制辐射，尤其是针对电磁辐射和紫外线辐射。
个人防护•穿戴防护服：根据工作环境的特殊性，在工作时要穿戴适宜的防护服、手套、帽子等防护用品。
例如，在高温高湿的环境中，应着用透气的工装，保持身体干燥。
•佩戴防护装备：佩戴防护眼镜、防护面罩、防护口罩等个人防护装备，以避免吸入有害气体和颗粒物。
•防晒：在高温、强阳光照射的环境中，应佩戴防晒帽子和太阳镜，防止紫外线对眼睛和皮肤的伤害。
•经常换洗衣物：在高湿环境中，要经常更换衣物，以保持干燥和清洁。
在经过长时间、高强度的体力劳动之后，工人应及时更换衣物，以避免温度和湿度对身体造成的损害。
呼吸道防护•保持通风：保持工作现场的通风，尽可能地多开窗户或采用循环风扇等设备来通风换气。
•佩戴口罩：在污染环境中，佩戴口罩可以减少吸入有害物质的数量，防止呼吸道受到污染。
•经常大声喘气：在经过长时间的体力劳动之后，工人应经常深呼吸并大声喘气，以帮助肺部排出有害物质和增加体内氧气的含量。
其他防护•防止滑倒事故：在高温高湿的工作环境中，地面容易出现湿滑的情况，因此需要在工作区域地面上铺设防滑垫、防滑漆等物品，以避免滑倒事故的发生。
•防止电气事故：在高温高湿的工作场所，由于气候原因，电器设备是否出现漏电隐患需要加以关注。
因此，需要定期检查电器设备是否安全，不合格的设备要及时更换或进行维修。
总之，采取热湿环境的保障措施是非常必要的，它可以更好地保障工人的身体健康和安全，减少工作事故的发生。
03建筑热湿环境1-130312-28页精选文档
显热
由于围护结构本身存在 对流得热 的热惯性，通过围护结构的
得热量与外扰之间存在着衰
得
减和延迟的关系
热
辐射得热
பைடு நூலகம்潜热
显热、潜热
1)对固态、液态或气态的物质加热，只要它的形态不变，则热量加 进去后，物质的温度就升高，加进热量的多少在温度上能显示出来， 即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。 对液态的水加热，只要它还保持液态，它的温度就升高；因此，显 热只影响温度的变化而不引起物质的形态的变化 。 2）潜热的发生总会伴随着物质相态的变化。 对液态的水加热，水的温度升高，当达到沸点时，虽然热量不断的 加入，但水的温度不升高，一直停留在沸点，加进的热量仅使水变
半透明薄层的总反射率为：
r r 1 0 2 1 r 2 n 0 r 2 n 1 0 2 n r 1 1 1 r 2 0 1 2 1 0 r 2 2
由于自身温度或热运动的原因面激发产生的电磁波传播,称热辐射 。 热辐射是电磁波，通常把λ＝0.1~100μm范围的电磁波称热射线， 其中包括可见光线、部分紫外线和红外线。
热 辐 射
理解
热辐射以电磁辐射的形式发出能量，温度越高，辐射越强。 辐射的波长分布情况也随温度而变: 1)如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射; 2)在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射
窗户透过辐射 围护结构热湿传导 室内外空气对流
基本概念
外扰中的热传递
辐 射
围护结构外表面
传 导 围护结构内表面
辐对 射流 室内空气
辐对 射流
室外空气 通 过通 开过 启缝 孔隙 洞渗 侵透 入
03-建筑环境学
4．空气平均流速 周围空气的流动速度是影响人体的对流散热 和水分蒸发散热的主要因素之一。 气流速度大时,人体的对流蒸发散热增强,亦 即加剧了空气对人体的冷却作用。我国对室 内空气平均流速的计算值为:夏季≤0.3m/s, 冬季≤ 0.2m/s。
5．围护结构内表面及其他表面的温度 周围物体表面温度的高低，决定了人体辐射 散热的强度。 在同样的室内空气参数条件下 ,如果围护结构内表面的温度高,人体会增加 热感;内表面的温度低,则会增加冷感。 我国《民用建筑热工设计规范》对建筑围护 结构内表面温度的要求是:冬季要保证内表面 最低温度不低于室内空气的露点温度,即保证 内表面不结露;夏季要保证内表面最高温度不 高于室外空气计算最高温度。
到达地面的太阳辐射强度的大小取决于 地球对太阳的相对位置(亦即地理、纬度、 季节、昼夜等),即与太阳射线对地面的高度 角和它通过大气层的路程等因素有关,此外, 还与大气透明度有关。
2.建筑物各表面所受到的太阳辐射强度 直射辐射（见图3－6）
图3－6 太阳射线与建筑物 表面间
散射辐射
太阳总辐射强度
气温季节性变化也呈周期性。全国各地的最 热月份一般在7~8月,最冷月份在1月。图3-10给出 了北京、西安、上海三个地区10年(1961~1970)的 平均气温变化曲线。
（三）室外空气湿度的变化
空气的相对湿度取决于空气干球温度和含湿量，如 果空气的含湿量保持不变，干球温度增高，则相对湿度变 小，干球温度降低，则相对湿度加大。 就一昼夜内的大气而论,含湿量变化不大(可看作定 值),而大气的相对湿度的变化规律正好与干球温度的变化 规律相反,即中午相对湿度低,早晚相对湿度高。 综上所述，在太阳辐射强度与室外气候的周期综合作 用下，对建筑环境产生必然的影响。
建筑环境学
本书包括：建筑外环境，建筑热湿环境，人体对热湿环境的反应，室内空气品质，通风与气流组织，建筑声环境，建筑光环境，工业建筑的室内环境要求。
第一章,绪论:1.人们对建筑的要求：安全性，功能性，舒适性，美观性。
2.建筑与环境关系的发展中存在的问题：1，能耗。
2，环境污染。
第二章，建筑外环境：1，与建筑环境密切有关系的外部环境要素：太阳辐射，气温，湿度，风，降水，天空辐射，土壤温度。
2，地方平均太阳时：以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
3，消光系数：a=kL值称为大气消光系数，L是当太阳位于天顶时到达地面的太阳辐射行程，而K相当于单位厚度大气层的消光系数。
4，大气透明度：书13页。
5，大气层质量：书13页。
6，建筑环境的室外气候因素：大气压力，风，空气温湿度，地温，有效天空温度，降水等，都是由太阳辐射以及地球本身的物理性质决定。
7，风；由于大气压差所引起的大气水平方向的运动。
两个特征：风向（风吹来的地平方向），风速。
8，室外气温：室外气温一般是指距地面1.5M高，背阴处的空气温度。
9，影响地面附近气温的因素主要有；1.入射到地面上的太阳辐射热量，它起着决定的作用，2.地面的覆盖面，3.大气的对流作用以最强的方式影响气温。
10，日较差：一日内气温的最高值和最低值之差称为气温的日较差。
11，年较差：一年内最热月与最冷月的平均气温差叫做气温的年较差。
12，灀洞：在某个范围内，温度变化出现局地倒置现象，其极端形式称为“灀洞”。
13，天空有效温度：14，结霜，结露的原因：天气越晴朗，夜间有效天空温度就越低，所以，夜间室外物体朝向天空的表面会向天空辐射散热，这就是为什么清晨室外一些朝上的表面，如地面，植物叶片等会结霜，结露的原因的原因。
15，影响地层温度波衰减和延迟的主要因素：地层材料的导温系数，深度和波动周期。
同一地层深度处导温系数越大，温度波波幅衰减程度越小，延迟时间越短，导温系数越小，温度波波幅衰减程度越大，延迟时间越长；深度越大，温度波波幅衰减程度越大，延迟时间越长；波动周期越大，统一地层深度温度波波幅衰减程度越小，延迟时间越长。
《建筑环境学》教学大纲(建环)
《建筑环境学》课程简介课程内容：《建筑环境学》是建筑环境与设备工程专业的一门主干专业基础课，它是该专业区别于相近专业（例如热能与动力工程）的核心基础课程。
课程内容包括建筑外环境、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、室内空气环境营造的理论基础、建筑声环境、建筑光环境等。
通过本课程的学习，能够使学生了解和掌握：人类生活和生产过程需要什么样的室内、外环境；各种内外部因素是如何影响人工微环境的；改变或控制人工微环境的基本方法及原理。
同时通过本课程的学习，可以使学生熟悉有关建筑环境的基本概念，掌握构建、分析、评价建筑环境的基本理论与方法，了解建筑环境学科研究的最新发展动态，为今后学习各门专业课程以及研究生课程打下坚实的理论基础。
Brief IntroductionCourse Description:Built Environment is a main professional foundation course of the major the Building Environment and Equipment Engineering. It is the core course which distinguishes this major from other close majors (for example the Heating Energy and Dynamic Engineering). The course contents consist of seven parts: the outside environment of building, the hot and wet environment of building, the reaction of human body to the hot and wet environment, the indoor air quality, the theoretical basis of making indoor air environment, the sound environment of building and light environment of building etc. By studying this course, students could comprehend and master what inside and outside environment does human need in life and process of production; how do inside and outside factors affect man-made micro-environment; the basic methods and principles of transforming or controlling the man-made micro-environment. At the same time, students could be familiar in basic concept about architecture environment and master basic theory and methods of establishing, analyzing and evaluating environment of building, and grasp recent developments of Architecture Environment. It could lay a solid theoretical foundation for studying professional courses and postgraduate courses in future.《建筑环境学》课程教学大纲一、教学内容第一章绪论1.1 建筑与环境的关系1.2 人类对建筑与环境关系的认识过程1.3 建筑与环境关系的发展中存在的问题1.4 “建筑环境学”的主要内容与地位。
建筑环境学第3章热湿环境
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第三章
建筑热湿环境
1
影响房间热湿状况的因素
影响建筑物内热湿状况和空气环 境的因素有哪些？
2
影响房间热湿状况的因素
影响建筑物内热湿状况和空气环境的因素
室外气象条件（含局部下垫面和建筑的影响） 室内发热量和产湿量 空调方式（含采暖、空调和自然通风等）
室内家俱、设备等蓄热（常被忽略！！）
所有这些因素可归纳为外扰和内扰（空调为 广义的外扰）
15
总透过率为： 总反射率为： 第一层半透明薄层的总吸收率为： 第二层半透明薄层的总吸收率为：
16
室外空气综合温度
太阳直
射辐射
大气长 波辐射
太空散 射辐射
对流 换热
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
60℃！
3第三章热湿环境
(3-4)
总反射率为：
(3-5)
第一层半透明薄层的总吸收率为：
(3-6)
第二层半透明薄层的总吸收率为：
(3-7)
式中1、2分别为第一、第二层半透明薄层的透射率；1、2分别为第一、第二层半透明薄层的反射率；a1、a2分别为第一、第二层半透明薄层的吸收率。
以上各式中所用到的空气－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有关，可用以下公式计算：
无论是通过围护结构的传热传湿还是室内产热产湿，其作用形式基本为对流换热（对流质交换）、导热（水蒸汽渗透）和辐射三种形式。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(Heat HG)[1]，包括显热和潜热两部分。得热量的显热部分包括对流得热（例如室内热源的对流散热，通过围护结构导热形成的围护结构内表面与室内空气之间的对流换热）和辐射得热（例如透过窗玻璃进入到室内的太阳辐射、照明器具的辐射散热等）两部分。如果得热量为负，则意味着房间失去显热或潜热量。
第三章建筑热湿环境
热湿环境是建筑环境中最主要的内容，主要反映在空气环境的热湿特性中。建筑室内热湿环境形成的最主要原因是各种外扰和内扰的影响。外扰主要包括室外气候参数如室外空气温湿度、太阳辐射、风速、风向变化，以及邻室的空气温湿度，均可通过围护结构的传热、传湿、空气渗透使热量和湿量进入到室内，对室内热湿环境产生影响。内扰主要包括室内设备、照明、人员等室内热湿源。见图3-1。
图3-63mm厚普通窗玻璃的吸收率、反射率和透射率与入射角之间的关系曲线
3.1.2室外空气综合温度
图3-7表示围护结构外表面的热平衡。其中太阳直射辐射、天空散射辐射和地面反射辐射均含有可见光和红外线，与太阳辐射的组成相类；而大气长波辐射、地面长波辐射和环境表面长波辐射则只含有长波红外线辐射部分。壁体得热等于太阳辐射热量、长波辐射换热量和对流换热量之和。建筑物外表面单位面积上得到的热量为：
建筑环境学(3)
白石子屋面
油毛毡屋面
0.62
0.86
水泥瓦屋面 暗灰
2.半透明物体在太阳照射时
半透明物体对不同波长的太阳辐射的 吸收，反射和穿透有选择性。 结论：玻璃对可见光和波长为3μm 以下的短波红外线来说几乎是透明的， 但却能有效地阻止长波红外线辐射 玻璃属于半透明体：
单层半透明层中的光的行程
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。
§３-１ 太阳辐射对建筑物的热作用
一、围护结构外表面所吸收的 太阳辐射得热 二、室外空气综合温度 三、夜间辐射
一.围护结构外表面所吸收的太阳辐射得热
1. 太阳照射到非透明的围护结构外表面时；
不仅考虑了来自太阳对围护结构的短波 辐射，而且反映了围护结构外表面与天 空和周围物体之间的长波辐射。
有时这部分长波辐射是可以忽略的，这 时式就简化为
t z tair
I out
例:tz=30+0.73*800/23.3=55℃
三、夜间辐射
围护结构外表面与环境的长波辐射换热包括大 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：
HGwall = HGwall,conv + HGwall,lw
ain[t ( , ) ta ,in ( )] ar , j [t ( , ) ta ,in ( )]
j 1 m
=
HG——得热，W/m2
建筑环境学（第四版）
建筑环境学（第四版）第一章绪论参考文献第二章建筑外环境第一节地球绕日运动的规律第二节太阳辐射第三节室外气候第四节城市微气候第五节我国气候分区特点本章符号说明思考题术语中英对照参考文献第三章建筑热湿环境第一节太阳辐射对建筑物的热作用第二节建筑围护结构的热湿传递第三节以其他形式进入室内的热量和湿量第四节冷负荷与热负荷第五节典型负荷计算方法原理介绍本章符号说明思考题术语中英对照参考文献第四章人体对热湿环境的反应第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础第二节人体对稳态热环境反应的描述第三节人体对动态热环境的反应第四节其他热湿环境的物理度量第五节热环境与劳动效率第六节人体热调节的数学模型本章符号说明思考题术语中英对照参考文献第五章室内空气质量第一节室内空气质量简介第二节影响室内空气质量的污染源和污染途径第三节室内空气质量对人的影响及其评价方法第四节室内空气质量标准第五节室内空气污染控制方法第六节室内材料和家具的污染源散发特性思考题计算题本章符号说明术语中英对照参考文献第六章室内空气环境营造的理论基础第一节室内空气环境营造方法概述第二节自然通风第三节稀释法与置换法第四节局域保障法第五节室内空气环境的评价指标第六节主要评价指标的测量方法本章符号说明思考题术语中英对照参考文献第七章建筑声环境第一节建筑声环境的基本知识第二节人体对声音环境的反应原理与噪声评价第三节声音传播与衰减的原理第四节材料与结构的声学性能第五节噪声的控制与治理方法本章符号说明思考题术语中英对照参考文献第八章建筑光环境第一节光的性质与度量第二节视觉与光环境第三节天然采光第四节人工照明第五节天然采光的数学模型第六节光环境控制技术的应用本章符号说明思考题术语中英对照参考文献第九章工业建筑的室内环境要求第一节室内环境对典型工艺过程的影响机理第二节典型工业建筑的室内环境设计指标参考文献附录附录2-1 我国夏季空气调节大气透明度分布图附录2-2 全国建筑热工设计分区图附录2-3 建筑气候区划附录2-4 我国主要城市地面温度及温度波幅附录2-5 简要标准大气表附录4-1 一些成套服装的热阻附录4-2 常见单件服装的热阻附录4-3 不同活动强度下人体的耗氧量和心律附录5-1 香烟散发的气体污染物种类及发生量附录5-2 人体散发的气体污染物种类附录5-3 病态建筑综合征及其可能的相关因素附录5-4 部分国家地区和世界卫生组织室内空气质量标准指导汇总附录5-5 公共场所室内卫生标准国标一览附录7-1 民用建筑室内允许噪声级附录7-2 室内噪声级测量方法附录7-3 各种材料和构造的吸声系数附录8-1 照明工程常用材料的p和r值附录8-2 民用建筑照度标准值附录8-3 天然和人工光源的色温（或相关色温）附录8-4 窗子总透光系数Kτ附录8-5 侧窗采光的室内反射光增量系数K' ρ附录8-6 侧窗采光的室外遮挡物挡光折减系数Kω。
热湿气候地区墙体内部冷凝分析
（ ． Ｓｃ １ ｈｏｏ ｆＣｉｉ ｌｏ ｖ ｌＥｎｇｉｅｅ ｉ ｎｄ Ａ ｒ ｈｉｅ ｔ ｅ，Ｎ ａ ｈ ｎｇ Ｕ ｎｉｅ ｓｔ Ｎ ａ ｈａ ｇ ３ ０３ ｎ ｒｎｇ ａ ｃ ｔ ｃ ｕｒ ｎｃ ａ ｖ ｒ ｉｙ， ｎｃ ｎ ３０ １，Ｐ． Ｒ．Ｃｈｉ ａ ｎ ２ Ｃｏｌｅ ｖ ｌＥｎｇ ｎ ｅ ｉ ． ｌｇｅｏｆＣｉｉ ｉ ｅ ｒｎｇ， Ｈ ｕｎａ ｎｉ ｒ ｉｙ，Ｃｈａ ｓ １ ｎ Ｕ ｖｅ ｓｔ ｎｇ ｈａ ４ ００８ ２，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉ ） ｎａ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａｃ ｏｒ ｉ ｏ ｔ ｅ ｗｏ ｋ ｏｆ Ｍ ｏ ａ ｆ ａ — ａ ｒ ，ｔ ｅ ｗａ ｌｗａ ｄ ｖ ｄ ｄ ｉ ｏ ｄｒ ～ ｔ ｄ ｙ ｚ ｎｅ ． ｔａ ｔ ｃ ｄ ｎｇ ｔ ｈ ｒ ｔ ｋｅ ｎｄ ＥｌＭ ｓ ｉ ｈ ｌ ｓ ｉ ｉ ｅ ｎｔ ｙ ｗｅ — ｒ ｏ ｓ Ｂａ ｅ ｉ ｔ ａ ｎｄ ｍ ｏ ｓ ｕｒ ｒ ｎ ｆ ｒ ｔ ｏ ｈ ｐｏ ｏ ｄ ａ，ｃ ｎｓｄ ｒｎ ｈｅ ｖ ｐ ｕｒ ｃ ｎｄ ｎｓ ｔｏ ｓ ａ ｓ ｄ Ｏｌ ｈｅ ｈｅ ｔａ ｉｔ ｅ ｔ ａ ｓ ｅ ｈｒ ｕｇ ｒ ｕｓ ｍｅ ｉ ｏ ｉｅ ｉｇ ｔ ａ ｏ ｏ ｅ ａｉｎ ａ ｖ ｐ ｒ ｓｎｋ， ｗａ ｅ ｓ ｒ ｅ ｎｄ ａ ｏｕ ｉ ｔ ｒ ｏｕ ｃ ａ ｈｅ ｔ ｏ ｒ ｅ， ｃ ｕｐ ｅ ｈｅ ｔ ｎｄ ａ ｓ ｕ ｃ ｏ ｌｄ ａ ａ ｍｏｉｔ ｒ ｅ ｕａ ｉ ｎｓ ｏ ｗｅ ｚ ｎ ｗｅ ｅ ｓ ｕ ｅ ｑ ｔｏ ｆ ｒ ｔ ｏｅ ｒ
过分 析 解得 到 了墙 体 内冷 凝率 和液 态舍 湿量 的分 布 曲线 以及 达 到 临界 含 湿量 所 需 的 时 间。分析 结 果表 明墙 体 内的 冷凝 率跟 湿 区域 两侧 的温差 成 正比 ， 大冷凝 率 出现 在低 温侧 的 湿 区域 边界 处 。 最
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t (x,0 ) = f (x)
t in[t ( , ) t in ( )] Ql Qsh ( x ) | x x
t QL ( x ) |x 0 x
其中内表面长波辐射：
34
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。 35
可见光
近红外线
Hale Waihona Puke 长波红外线0.8普通玻璃的光谱透过率
7
3mm厚普通玻璃的吸收率、反射 率和透射率与入射角之间的关系
8
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。
HGglass ,a
Rout ( I Di a Di I dif adif ) Rout Rin
注意：玻璃吸热后会向内、外两侧散热
总得热：HGsolar＝HGglass, + HGglass,a
38
标准太阳得热量SSG
以某种类型和厚度的玻璃作为标准透光材料， 取其在无遮挡条件下的太阳得热量作为标准 太阳得热量SSG（Standard Heat Solar Heat Gain），W/m2。 我国采用3mm厚普通玻璃作为标准透光材料。 法向入射时透射率为0.8，反射率为0.074，吸 收率为0.126。
r [t1 ( , ) t 2 ( , ) t j ] Qsh
j 1
33
m
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
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。
(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 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
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。
14
太阳辐射在玻璃中传递过程
阳光照射到双层半 透明薄层时，还要 考虑两层半透明薄 层之间的无穷次反 射，以及再对反射 辐射的透过。
即通常所说的重型结构墙体和型结构墙体。重型结构的热惰性大， 蓄热能力强，造成的温度、热流谐波的衰减大、延迟长。室外 气象条件的变化对室内环境影响较小。 所谓的“冬暖夏凉”，即是由于围护结构热惰性大。如山洞、 或墙体很厚的建筑（布达拉宫）
27
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：
对流换热 (对流质交换)
围护结构传热 传湿 室内产热产湿
导热 (水蒸汽渗透)
辐射
3
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。
气象和室内气温对板壁传热量的影响比较 确定，容易求得 内表面辐射对传热量的影响较复杂，涉及 角系数和各表面温度
31
内表面辐射如何影响板壁 的传热？
Tout,air
Qcond
Qout
尽管Qin增加了， 但Qout 和Qcond 却是减少的。
Qwall,cond=HGwall-ΔQwall HGwall=HGwall,conv+HGwall,lw
玻璃窗的种 类与热工性 能
不同结构的窗有着 不同的热工性能
U即传热系数Kglass
气体夹层和玻璃本 身均有热容，但较墙 体小。
37
通过玻璃窗的得热
透过单位面积玻璃的太阳辐射得热：
HGglass , I Di glass , Di Idif glass ,dif
玻璃吸收太阳辐射造成的房间得热：
低透low-e玻璃
9
空气与玻璃界面间的反射和折射作用
1 r 空气
玻璃
1-r
玻璃与空气界面间的反射和折射作用
1 r 玻璃 空气
1-r
10
空气与玻璃薄层界面的反射百分比r与射线的 入射角和波长有关
n为物质的平均折射指数
i1
sin i2 n1 sin i1 n2
i2
1 sin 2 (i2 i1 ) tg 2 (i2 i1 ) r 2 2 2 sin (i2 i1 ) tg (i2 i1 )
Tin,air
32
通过非透明围护结构的得热
内表面辐射导致的传热量差值 将内边界条件线性化，则可利用线性叠加原 理将气象与室内气温的影响与其它部分分离 出来，称作：“通过围护结构的得热”， HGwall
气象与室温决定部分
t = t1 + t2
辐射造成的增量
Qin’ (即前面的Q HGw ( (即HG)的差值为： Qw Qenv env)和Qin ) in t 2 ( , )
25
热稳定性：
围护结构的热稳定性是指在周期性热作用下，围护结 构本身抵抗温度波动的能力。围护结构的热惰性指标 是影响热稳定性的主要指标。房间的热稳定性是指在 室内外周期性热作用下，整个房间抵抗温度波动的能
力。房间的热稳定性取决于内外围护结构的热稳定性。
26
围护结构根据其热惰性指标分成的类型
类型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 热惰性指标 D 值 >6.0 4.1～6.0 1.6～4.0 ≤1.5
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？
19
天空辐射（夜间辐 射，有效辐射）
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 ]
20
通过围护结构的显热得热
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
21
通过非透明围护结构的热传导
11
射线通过玻璃的吸收百分比a0与射线在玻璃 中的行程L及玻璃的消光系数K有关 a0=1-exp(-KL)
第 四 章 热 湿 环 境
行程L与射线的入射角和玻璃的厚度有关；
玻璃的消光系数与玻璃的种类和入射射线的波长 有关；
12
太阳辐射在玻璃中传递过程
1
A r
(1 -r )
(1 -r ) a
o
(1 -r ) (1 -a o )
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。
22
与非稳态传热有关的几个概念
热容量(Heat Capacity)
第 四 章 热 湿 环 境
材料的热物性参数之一，为单位体积材料温度升高 1℃所需的热量。
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。
36
17
室外空气综 合温度 Solarair 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
4
非透 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 明围 白色表面可以反射几乎90％的可见光。 护结 围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率 构外 就越高，反射率越低。 表面 所吸 收的 太阳 反射 吸收 辐射 热
5
6
太阳辐射在玻璃中传递过程