建筑物理课件5概要

一、室外热作用
夏季，对建筑防热来说最不利的情况是在晴 天，太阳辐射强度很大。白天，在强烈阳光照射下， 围护结构外表面的温度大大高于室内的空气温度， 热量从围护结构外表面向室内传递。夜间，围护结 构外表面的温度迅速降低，由于受向天空长波辐射 的影响，外表面温度甚至可低于室外空气温度。对 多数无空调的建筑来说，在夜间，热量是从室内向 室外传递，因此夏季围护结构内的传热是以24小时 为一周期的波动热作用。图5－l为北京地区某建筑 屋顶夏季在综合温度作用下的外表面和内表面的温 度实测资料。
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第五章 建筑防热
其中，综合温度波动振幅At sa受室外空气温度振幅和日辐 射等效温度振幅的共同影响，其表达式为：
At sa=(Ate+At eq)β （5－5） 式中：Ate——室外气温振幅，℃； At eq——太阳辐射等效温度振幅℃，其表达式为： At eq＝(Imax-I) ρs/ αe Imax,I——分别为日辐射照度最大值及平均值，w／m2， 可查规范（GB50176－93）； β ——时差修正系数。考虑到室外气温最大值te max与日 辐射等效温度最大值 teq max出现的时间不一致，故两者的 振幅不能取简单的代数和，应乘以修正系数β 。β 值可根 据At eq与Ate的比值，和Ie max与tmax出现的时间差，查表5－ 2而近似求得。
第五章建筑防热
河北工程大学建筑学院
孙凤明
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第五章建筑防及室外综合温度 围护结构夏季隔热评价方法 围护结构隔热能力的选择和隔热措施 建筑的自然通风 干热地区的建筑防热 窗口遮阳
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第五章建筑防热
第一节
夏季室外热作用的特点及室 外综合温度
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第五章 建筑防热
·综合温度振幅At sa： At eq／Ate＝23.6／4.7＝5.02℃ 以及 Imax与te max出现的时间差为15－12＝3小时，查表 5－2 ，得时差修正系数β＝0.95 At sa＝(Ate+At eq) β ＝(4.7+23.6)0.95＝26.89℃
teq tsa max te max te teq
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第五章 建筑防热
【例5一1】计算北京某一建筑的平屋顶在夏季某日的室外 综合温度平均值和最高值。已知其为油毡屋面。日辐射吸收 系数 ρ s 值为 0.9 。当日的室外气温平均为 26.1℃ ；最高值 为 30.8℃ ，出现 在 15 时。 水平 面太阳 辐 射照度 平 均值为 162.6W／m2；最高值为661W／m2；出现在12时。 【解】①计算综合温度平均值tsa ： 按公式（5－3）： tsa ＝26.1+(0.9×162.6)/19＝33.8℃ ②计算综合温度振幅At sa： ·等效温度振幅At eq： 用公式 At eq ＝(Imax-I)ρ s/α e ＝(661-162.6)*0.9/19＝23.6℃ ·室外空气温度振幅Ate： Ate＝30.8-26.1＝4.7℃
（ 5 － 2）
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第五章 建筑防热
图5－2为综合温度的组成，它是根据实 测的室外空气温度和一屋顶外表面的日辐射 照度按式（5－1）逐日计算得出的。综合温 度随围护结构的朝向及外表面对日辐射的吸 收率不同而有很大变化。图5－3表示不同朝 向对室外综合温度的影响。由于各朝向表面 所接受的太阳辐射照度有很大差异，对同样 作法的外墙，东西向的室外综合温度最高值 可以比南向墙的综合温度最高值大很多。
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第五章建筑防热
图5－1
在太阳辐射热作用下某建筑的屋顶温度实测结果
根据夏季热作用的特点，围护结构的传热效应按周 期性不稳定传热来计算，评价围护结构防热优劣的标准 也主要是其抵抗波动热作用的能力。
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第五章 建筑防热
二、室外综合温度
室外综合温度是将室外气温和太阳辐射对围护结构 的热作用所产生的当量温度综合成的一个室外气象参 数，以tsa表示。其计算式为: tsa＝te＋ρsI/αe te－－室外空气温度，℃ ρs－－围护结构外表面对太阳辐射的吸收系数， 其值可查表5－1； I－－太阳辐射照度，w/m2； αe－－外表面换热系数，w/m2 · k 。（夏季的 外墙和屋顶取19.0w/m2 · k 。）
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第五章建筑防热
表 5－2 时差（相位差）修正系数β值
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第五章建筑防热
3.综合温度最大值的出现时间τtsa max, 可近似地按振幅大小及时间差，由下 式计算 A （5－7） A A 式中：τtsa max——综合温度最大值的出现 时间，h； τte max——室外空气温度最大值的出 现时间，h； Δτ——等效温度最大值出现时间与室 外空气温度出现最大值的时间差，h。
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第五章 建筑防热
图 5－2 室外综合温度组成 1.室外综合温度； 2.太阳辐射等效温度； 3.室外空气温度
图 5－3 夏季各朝向室外 综合温度举例（在北纬30°）
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第五章 建筑防热
综合温度是以一日为周期波动的，式（5－1）仅给出 了一般表达式，为了进行隔热计算，还必须确定综合温 度的最大值、昼夜平均值和昼夜温度波动振幅。 1.综合温度平均值（tsa）按下式计算 tsa＝ te＋ρsI/ αe （5-3） 式中te——室外日平均气温，℃； I—— 日平均太阳辐射照度， w ／m2 。我国主要城市夏 季的日平均辐射照度值，按《民用建筑热工设计规范》 （GB50176－93）采用 2.综合温度最大值按下式计算 tsa max＝tsa＋At sa （5－4） 式中：tsa max——综合温度最大值，℃； tsa－－综合温度平均值，℃； At sa－－综合温度波动振幅，即综合温度最大值与 平均值之差。℃ 。
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（ 5－ 1）
式中：tsa－－室外综合温度，℃；
第五章建筑防热
表5－1 太阳辐射吸收系数ρs值
摘自《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）
在式（5－1）中的ρsI/αe 称为太阳辐射的“当量温 度”，或“等效温度”，以teq表示： 即，
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teq＝ ρsI/αe