2 建筑热工学基本知识
（整理）建筑热工学基础
（整理）建筑热⼯学基础第⼀章建筑热⼯学基础⼀、传热的基本知识⼆、平壁的稳定传热过程三、封闭空⽓间层的传热四、周期性不稳定传热五、湿空⽓的概念及蒸汽渗透阻的概念第⼆章建筑热⼯设计⼀、建筑热⼯设计中常⽤名词的解释⼆、建筑热⼯设计中常⽤参数的计算第三章、建筑节能设计⼀、建筑节能设计的意义⼆、建筑节能设计的⼀般要求第⼀章建筑热⼯学基本知识⼀、传热的基本知识1、为什么会传热？传热现象的存在是因为有温度差。
凡是有温度差存在的地⽅就会有热量转移现象的发⽣，热量总是由⾃发地由⾼温物体传向低温物体。
2、传热的三种基本⽅式及其区别导热—指温度不同的物体直接接触时，靠物质微观粒⼦的热运动⽽引起的热能转移现象。
它可以在固体、液体和⽓体中发⽣，但只有在密实的固体中才存在单纯的导热过程。
对流—指依靠流体的宏观相对位移，把热量由⼀处传递到另⼀处的现象。
这是流体所特有的⼀种传热⽅式。
⼯程上⼤量遇到的流体留过⼀个固体壁⾯时发⽣的热流交换过程，叫做对流换热。
单纯的对流换热过程是不存在的，在对流的同时总是伴随着导热。
辐射—指依靠物体表⾯向外发射热射线（能显著产⽣热效应的电磁波）来传递能量的现象。
参与辐射热换的两物体不需要直接接触，这是有别于导热和对流换热的地⽅。
如太阳和地球。
实际上，传热过程往往是这三种传热⽅式的两种或三种的组合。
3、温度场的概念实际的温度往往都是变化的，各点的温度因位置和时间的变化⽽变化，即温度是空间和时间的函数。
在某⼀瞬间，物体内部所有各点温度的总计叫温度场。
若温度是空间三个坐标的函数，这样的温度场叫三向温度场；当物体只沿⼀个⽅向或两个⽅向变化时，相应地称做⼀向或⼆向温度场。
物体的温度随时间变化的温度场叫不稳定温度场，反之为稳定温度场。
⼆、平壁的稳定传热过程室内、外热环境通过围护结构⽽进⾏的热量交换过程，包含导热、对流及辐射⽅式的换热，是⼀种复杂的换热过程，称之为传热过程。
温度场不随时间⽽变化的传热过程叫做稳定的传热过程。
建筑物理第一篇建筑热工学基础知识
第二节 围护结构传热基础知识
1、物体的辐射特性
按物体的辐射光谱特性，可分为黑体、 灰体和选择性辐射体三大类。
黑体：能发射全波段的热辐射能力， 在相同的温度条件下，辐射能力最大
在同温条件下黑体、灰体 和非灰体单色辐射的对比
灰体：其辐射光谱具有与黑体辐射光
谱相似的形状，且对应每一波长的单
设辐射能力与同温同波长的黑体的比
导温系数（a ）：也叫扩散系数，表示物体在不 稳定传热过程中温度向壁体内传播的快慢程度的 指标。
a c
第三节 湿空气的物理性质
一、水蒸气分压力 二、空气湿度 三、露点温度 四、湿球温度
第三节 湿空气的物理性质
一、水蒸气分压力
在一定温度和压力的 条件下，一定容积的 干空气所能容纳的水 蒸气，是有一定限度 的。
用公式表示： q t n
qt ti te ti te
dd
R
q－单位时间、单位面积上通过的热量，又称热流密度或热流 强度
t －等温面温度在其法线方向上的变化率叫温度梯度
n
λ－表示材料导热能力的系数，称导热系数
（负号是因为热流有方向性，是以从高温向低温方向流动为 正值;温度也是一个向量，以从低到高为正，二者相反。
太阳辐射
室
外
建
热 湿
空气的温湿度
筑
作 用
风、雨、雪等
热
环
境
室
空气温湿度
内
热
湿
作
生产和生活发生得
用
热量与水分等
第一章 建筑热工学基础知识
第一节 建筑中的传热现象 第二节 围护结构传热基础知识 第三节 湿空气的物理性质 第四节 室内热环境 第五节 室外热环境
建筑物理复习(建筑热工学)
第一篇 建筑热工学第1章 建筑热工学基础知识1.室内热环境构成要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成。
2.人体的热舒适①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量。
m q ——人体新陈代谢产热量e q ——人体蒸发散热量r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量②充分条件：所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30% ，辐射散热约为45-50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%。
处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。
（注意与“负热平衡区分”）③影响人体热舒适感觉的因素：1.温度；2.湿度；3.速度；4.平均辐射温度；5.人体新陈代谢产热率；6.人体衣着状况。
3.湿空气的物理性质①湿空气组成：干空气+水蒸气=湿空气②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。
⑴未饱和湿空气的总压力：w P ——湿空气的总压力（Pa ） d P ——干空气的分压力（Pa ） P ——水蒸气的分压力（Pa ）⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力注：标准大气压下，s P 随着温度的升高而变大（见本篇附录2）。
表明在一定的大气压下，湿空气温度越高，其一定容积中所能容纳的水蒸气越少，因而水蒸气呈现出的压力越大。
③空气湿度：表明空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法。
⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量，用f 表示（g/m 3）。
饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f （g/m 3）表示。
⑵相对湿度：一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f ，与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比：⑶同一温度（T相对湿度又可表示为空气中P ——空气的实际水蒸气分压力 （Pa s P ——同温下的饱和水蒸气分压力 （Pa ）。
（注：研究表明，对室内热湿环境而言，正常湿度范围大概在30%~60%。
热工学_第1章_建筑热工学基本原理
第一节 室外热环境
一、地区性气候及其特征对建筑的影响
1、气候因素（日照、降水、温度、湿度等）直接影响建筑 的功能、形式、围护结构。决定了建筑的形式是紧凑的还 是疏松的？是封闭的还是开敞的？是厚重的还是轻盈的？ 是平屋顶还是坡屋顶„„所有这些构成了乡土建筑的最基 本特征。 2、气候与其它相关因素共同影响建筑。例如气候条件决 定了一个地区的水源、植被状况，对地质土壤也有一定程 度的影响，从而大体上限定了该地区的建筑材料。 3、气候还会影响人、社会审美等方面的差异性，最终间接 而又鲜明的影响到建筑本身。
降水强度：单位时间的降水量。等级以24小时的总量来划分
小雨<10mm，中雨10～25mm，大雨25～50mm，暴雨50～100mm 华南地区雨季：5～10月，长江流域6～9月（梅雨）。
第一节 室外热环境
四、影响建筑设计的气候因素
5、降水
降水量 分布图
第一章
第一节 第二节 第三节 第四节
建筑热工学基础知识
第二篇
建筑工学
吉林大学珠海学院 建筑系 赵凤杰
什么是建筑热工学？
建筑热工学是研究建筑物室内外热湿作用对建筑围护 结构和室内热环境的影响，是建筑物理的组成部分。
建筑热工学的主要任务什么？
是研究如何创造适宜的室内热环境，以满足人们工 作和生活的需要。建筑物既要抗御严寒、酷暑，又 要把室内多余的热量和湿气散发出去。对于特殊建 筑，如空调房间、冷藏库等不仅要考虑热工性能， 而且还要考虑投资和节能等问题。
2、空气温度 ●室外气温与城市热岛现象
▲在建筑物与人口密集的大城市，由于地面覆盖物吸收的辐射热多，发热体也多，形成城市 中心的温度高于郊区，即“城市热岛”现象。 ▲热岛现象的存在，使市中心温度较高的空气由于质量轻而向上升，郊区地面的较冷空气则 从四面八方流向城市。市区热空气携带的一部分烟尘滞留在城市上空，一部分较重的在郊区 沉降，污染地面，因此在城市规划中应减弱或避免产生热岛现象。 ▲热岛现象也有明显的日变化和年变化，一般冬季强夏季弱，夜晚强白天弱。
建筑物理热工的基本知识
7-1 传热的基本方式
传热的特点：传热发生在有温度差的地方，并且总是 自发地由高温处向低温处传递。 传热有三种基本方式（如图7-1）： 1. 导热 2. 对流 3. 辐射
实际传热过程 温度场
一、导热：（传热）
定义：指温度不同的物体直接接触时，靠物质微观 粒子（分子、原子、自由电子等）的热运动引起的 热能转移现象。
参与换热的物体无须接触。
如图，辐射热的反射、 吸收与透射。 例：普通窗玻璃 的保温能力、吸热玻璃
实际传热过程：
例：冬季，室内通过外墙向室外传热是包含 三种基本传热方式的复杂过程。如图所示：
对流 辐射
导热 对流 辐射
温度场：
热量传递的动力是温度差，研究传热时必须知道物 体的温度分布。 对某一物体或某一空间来说，某一瞬时，物体内各 点的温度总计叫温度场。 物体内各点温度不随时间变化，称为稳定温度场； 反之，则为不稳定温度场。 在稳定温度场内发生的热量传递过程为稳定传热过程； 在不稳定温度场内发生的热量传递过程为不稳定传热 过程。
而产生温度差，形成对流运动，称为“自然对流”。 2. 因受外力作用（如风吹、泵压等）迫使流体产生对流， 称为“受迫对流”。
工程上遇到的一般是流体流过一个固体壁面时发生的热量 交换过程，称为“对流换热”。
单纯的对流换热不存在，总伴随有导热发生。
三、辐射：
定义：辐射指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著 效应的电磁波）来传递能量的现象。 自然界中凡温度高于绝对零度（0K）的物体，都能发射 辐射热，同时，也不断吸收其它物体投射来的辐射热。 特点：辐射换热时有能量转化：热能 --辐射能- 热能
建筑物理——建筑热工学基本知识
2.1室内热环境
•本节要点：
1.人体热平衡；
2.室内热环境因素；
3.室内热环境评价。
2.1.1人体热平衡人Fra bibliotek与机器比较热能机:燃料产热做功散热
人体:食物产热生命活动散热
发热体,散热体,恒温体
人体热平衡:产热量=散热量人体健康基本条件
人体热平衡天平：
动态热平衡
人体具有热调节方式:生理调节环境变冷(热)
饱和水蒸气分压力Ps空气容湿能力气温
描述:风向,风来的方向
风速单位:m/s
类型: (1)大气环流(2)季风(3)地方风
2.2.2建筑热工设计气候分区
皮肤毛细血管收缩(膨胀)
血流量减少(增加)
皮肤温度下降(上升,出汗)
保持热平衡
主观调节活动衣服
2.1.2人体热感觉影响因素
散热方式环境因素得/失热
对流空气温度、空气流速人体温度>空气温度失热
辐射壁面温度同上
呼吸空气温度、湿度失热
蒸发无感觉蒸发
出汗
思考题：
•室内热环境因素中,通过建筑设计能够最有效改善的有哪些因素？
建筑热工学基本知识-重庆大学教学提纲
19
(1) 有效温度
人的状态：薄衣、走动
空气温度1 湿度1
热感觉相同
空气温度2 湿度100%
空气温度1 空气湿度1
空气温度2(有效温度)
20
(1) 有效温度
人的状态：薄衣、走动
空气温度1 湿度1 流速1
热感觉相同
空气温度2 湿度100% 流速0
空气温度1 空气湿度1 空气流速1
空气温度2(有效温度)
6
主观调节: 活动
7
主观调节: 衣服
8
人体热平衡调节方式
生理调节
皮肤温度 出汗
主观调节
活动 衣着
人体生理调节与衣着相结合使人 适应四季气候变化 扩大生存范围
寒带
衣着 冷
皮肤温度
出汗
热
热带
人的生存范围
9
生理调节与舒适: 出汗
生理调节范围小
生理调节与健康: 生理调节能力强
不舒适 舒适
体质好
10
2.1.2 人体热感觉影响因素
41
人感觉的空气干湿程度
Ps
42
(2) 相对湿度
P Ps
人感觉的空气干湿程度
相对湿度日变化
43
(3) 露点温度td
44
【例2-1】空气温度为18℃，相对湿度为60%，求露点温度td。 【解】由附录1查表得空气温度为18℃时饱和水蒸气分压力:
湿空气
水蒸气
饱和湿空气 水蒸气饱和
蒸发
38
饱和水蒸气分压力Ps PLeabharlann 空气容湿能力气温 Ps
P≤ Ps
气温(℃) : 0
10
Ps (Pa) : 609 1225
20 30 2331 4232
建筑物理复习(建筑热工学)..
第一篇 建筑热工学第1章 建筑热工学基础知识1.室内热环境构成要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成。
2.人体的热舒适①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量。
m q ——人体新陈代谢产热量e q ——人体蒸发散热量r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量②充分条件：所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30% ，辐射散热约为45-50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%。
处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。
（注意与“负热平衡区分”）③影响人体热舒适感觉的因素：1.温度；2.湿度；3.速度；4.平均辐射温度；5.人体新陈代谢产热率；6.人体衣着状况。
3.湿空气的物理性质①湿空气组成：干空气+水蒸气=湿空气②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。
⑴未饱和湿空气的总压力：w P ——湿空气的总压力（Pa ） d P ——干空气的分压力（Pa ） P ——水蒸气的分压力（Pa ）⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力注：标准大气压下，s P 随着温度的升高而变大（见本篇附录2）。
表明在一定的大气压下，湿空气温度越高，其一定容积中所能容纳的水蒸气越少，因而水蒸气呈现出的压力越大。
③空气湿度：表明空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法。
⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量，用f 表示（g/m 3）。
饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f （g/m 3）表示。
⑵相对湿度：一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f ，与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比：⑶同一温度（T相对湿度又可表示为空气中P ——空气的实际水蒸气分压力 （Pa s P ——同温下的饱和水蒸气分压力 （Pa ）。
（注：研究表明，对室内热湿环境而言，正常湿度范围大概在30%~60%。
建筑物理复习(建筑热工学)..
第一篇 建筑热工学第1章 建筑热工学基础知识1.室内热环境构成要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成。
2.人体的热舒适①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量。
m q ——人体新陈代谢产热量e q ——人体蒸发散热量r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量②充分条件：所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30% ，辐射散热约为45-50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%。
处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。
（注意与“负热平衡区分”）③影响人体热舒适感觉的因素：1.温度；2.湿度；3.速度；4.平均辐射温度；5.人体新陈代谢产热率；6.人体衣着状况。
3.湿空气的物理性质①湿空气组成：干空气+水蒸气=湿空气②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。
⑴未饱和湿空气的总压力：w P ——湿空气的总压力（Pa ） d P ——干空气的分压力（Pa ） P ——水蒸气的分压力（Pa ）⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力注：标准大气压下，s P 随着温度的升高而变大（见本篇附录2）。
表明在一定的大气压下，湿空气温度越高，其一定容积中所能容纳的水蒸气越少，因而水蒸气呈现出的压力越大。
③空气湿度：表明空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法。
⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量，用f 表示（g/m 3）。
饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f （g/m 3）表示。
⑵相对湿度：一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f ，与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比：⑶同一温度（T相对湿度又可表示为空气中P ——空气的实际水蒸气分压力 （Pas P ——同温下的饱和水蒸气分压力 （Pa ）。
（注：研究表明，对室内热湿环境而言，正常湿度范围大概在30%~60%。
建筑热工学-2建筑热工计算与设计原理
：平壁内表面温度，℃； ：平壁外表面温度，℃； ：平壁厚度，m； ：垂直于热流方向的平壁表面积，m²； ：导热时间，h； ：导热系数， W/(m·K)
为了比较围护结构的导热能力，当取单位面积、单位时间时，围护结构的 导热热流强度为：
9
R d 称为导热阻，m2 K /W
d 大
q R 小
不同材料表面对辐射热的反射系数
26
材料对热辐射反应的指标描述
I I0
h
反射系数
I I0
h
吸收系数
I I0
h
透射系数
I I I I0
h h h 1
27
h、 h、 h分别 0，且 1 h 1， h h 0 h 1， h h 0 h 1， h h 0
5
（2）辐射传热特点 在辐射传热过程中不仅产生热量传递，还伴随着能量形式的转化：热能电 磁能发射吸收热能。 电磁波的传播不需要中间介质，可以在真空中传播，也不需要冷、热物体的 直接接触。（太阳辐射热） 凡是温度高于绝对零度的一切物体，都在不间断地向外辐射不同波长的电磁 波。因此，辐射传热是物体之间互相辐射的结果。当两个物体温度不同时，高 温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量，从而使高 温物体的能量传递给了低温物体。
7
室内 i
室外 e
温差越大，热传导动力就越强，传导的热量 就越多。
厚度越大，热流传导过程中的路径就越长， 遇到的阻力就越大，传导的热量就越少。
围护结构面积越大，传导的热量就越多。 时间越长，传导热量积累就越多。 材料不同，导热能力则不同。表征此能力的
热工量即导热系数 。
8
单层匀质平壁的稳定导热公式：
6
01-课件2：建筑热工学基础(平壁传热)
2.2 平壁传热
➢ 稳态传热
➢ 周期性传热
1
2018年10月25日星期四
建筑热工
1. 平壁的稳态传热
➢
对流
辐射
�
平壁的传热过程
i
平壁内表面的吸热
平壁本身的导热
平壁外表面的放热
1
q= �i − e
0
吸热q
e
导热q 放热q
i
e
导热
冷的室外
热的室内
建筑热工
10
2018年10月25日星期四
建筑热工
➢
平壁内部温度的确定
1
1
(t i t )e (t i )
R0
Ri
因q = qi
i
i
i − e = i − i
0
Ri
(ti te )
i ti
R0
因q = q1 = q2
1
i −
0
e
1
=
i − 2
建筑热工
【例1.2-2】试计算右图所示墙体的总热阻和总传热系数。如果要求
墙体的总传热系数不超过1.0W/(m2K)，则还应增加厚度为多少mm的保
温层（假定拟采用的保温材料的导热系数为0.035W/(㎡K)）？
【解】1. 由表（A）和表（B）查出内表面的换热阻
Ri 和 冬 季 时 外 表 面 的 换 热 阻 Re 分 别 为 0.11
建筑热工
1. 分层围护结构的热惰性指标为：
D D1 D2 D3 L Dn
R1S1 R2 S 2 R3 S3 L Rn Sn
R1，R2，R3…Rn——各材料层的传热阻，(m2·K)/W。
建筑热工学-建筑热工学基础知识
平行于固体壁面流动的流体薄层，叫“层流边界层”。
对流换热过程：（如图7-4）
倾斜直线
区—层流边界层；
抛物线区—流体核心
部分 ；
水平线区—过度区 。
对流换热计算公式：
qc
ac(t)1t
t
Rc
ac
对流换热系数
对流换热热阻
建筑热工学-建筑热工学基础知识
确定对流换热系数αc：
对流换热系数
包含了影响对流换热强度的一切因素。建筑热工学中常遇
建筑热工学-建筑热工学基础知识
经过单层平壁导热：
设一单层匀质平壁（如图7-2），厚 d
平壁内、外温度为 θi 、 θe （设 θi > θe , 且均不随时间变化）。
这是一稳定导热问题，实践证明，通过
壁体的热流量Q 满足下面关系式：
Q
d
(i
e)
单位时间内通过单位面积的热流量，称为热流强度。
qd(i e)i e
建筑热工学-建筑热工学基础知识
特点：
（1）辐射换热中伴随有能量形式的转化： 一物体内能电磁波另一物体内能； （2）电磁波可在真空中传播，故辐射换热不需 有任何中间介质，也不需冷热物体直接接触； （3）一切物体，不论温度高低都在不停地对外 辐射电磁波，辐射换热是两物体互相辐射的结果。
高温
低温
建筑热工学-建筑热工学基础知识
研究室内热环境的目的：
使室内的热湿效果适合人民生活、工作和生产的需要。
影响室内气候的因素： 室内外热湿作用 建筑规划设计 材料性能及构造方法、设备等
建筑热工学-建筑热工学基础知识
2）对室内气候的要求： 室内气候对人体的影响主要表现在冷热感。冷热感取决于 人体新陈代谢产生的热量和人体向周围环境散热量之间的 平衡关系，如图。
建筑热工学重点知识归纳
第一章：室内热环境1.室内热环境的组成要素：室内气温、湿度、气流、壁面热辐射。
2.人体热舒适的充分必要条件，人体得热平衡是达到人体热舒适的必要条件。
人体按正常比例散热是达到人体热舒适的充分条件。
对流换热约占总散热量的25%-30%，辐射散热量占45%-50%，蒸发散热量占25%-30%影响人体热感的因素为：空气温度、空气湿度、气流速度、环境平均辐射温度、人体新陈代谢产热率和人体衣着状况。
4.室内热环境的影响因素：1）室外气候因素太阳辐射:以太阳直射辐射照度、散射辐射照度及用两者之和的太阳总辐射照度表示。
水平面上太阳直射照度与太阳高度角、大气透明度成正比关系。
散射辐射照度与太阳高度角成正比，与大气透明度成反比。
太阳总辐射受太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度和地理纬度等因素的影响。
空气温度:地面与空气的热交换是空气温度升降的直接原因，大气的对流作用也以最强的方式影响气温，下垫面的状况，海拔高度、地形地貌都对气温及其变化有一定影响。
空气湿度:指空气中水蒸气的含量。
一年中相对湿度的大小和绝对湿度相反。
风:地表增温不同是引起大气压力差的主要原因(以及降水) 2）室内的影响因素：热环境设备的影响；其他设备的影响；人体活动的影响5.人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种。
6.气流速度对人体的对流换热影响很大，至于人体是散热还是得热，则取决于空气温度的高低。
7.影响人体蒸发散热的主要因素是作用于人体的气流速度和环境的水蒸气分压力。
8热环境的综合评价：1）有效温度：ET :依据半裸的人与穿夏季薄衫的人在一定条件的环境中所反应的瞬时热感觉作为决定各项因素综合作用的评价标准。
2）热应力指数：HSI :根据在给定的热环境中作用于人体的外部热应力、不同活动量下的新陈代谢产热率及环境蒸发率等的理论计算而提出的。
当已知环境的空气温度、空气湿度、气流速度和平均辐射温度以及人体新陈代谢产热率便可按相关线解图求得热应力指标。
第2章 建筑热工学
保温砂浆
0.02
0.29
0.07
0.50
R0= Ri+R+Re= 0.11+0.50+ 0.04=0.65 m2· K/W K=1/0.65=1.54 W/(m2· K)
0
D 2
Ate o e Aθi
总衰减倍数越大，说明围护结构抵抗室外气温波动的能力越强。
2、总延迟时间ξ
0
o if,max e,max
温度波穿过平壁时总延迟时间。
3、材料的蓄热系数 S 表示材料在周期性热作用下蓄存热量或放出热量的能力
2 sT c Aθ T Aq
1、导热
2、 对流
固、气、液
气、液
3、辐射
无需介质
传热量:
Q
单位:W ;
q
单位:W/m2
传热形式: 稳定传热: 各点温度不随时间变化 能量守恒, 即任意封闭空间 Q进=Q出 非稳定传热: 温度随时间变化 周期性传热: 温度随时间周期性变化
2 . 1 . 1 导热 温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触而发 生的热量传递现象。可发生在各种状态的物体中。 导热基本方程式：(傅立叶定律） T1 T2
影响因素: (2) 干密度 材料名称 加气混凝土
[W／(m· K)]
0.019 0.22
密度(kg/m3) 500 700
玻璃棉与密度的关系 最佳干密度：对应于 该干密度下，材料具有最 小的导热系数。
影响因素: (3) 湿度
随材料湿度增大而显著增大
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季节
连续5天的日平均气温
冬季
夏季
≤10℃
≥22 ℃
春、秋季
10～ 22 ℃
33
升温过程:
太阳辐射
地面
气温
34
气温变化滞后:
时刻
35
影响因素: 太阳辐射 地面状况: 地表覆盖材料, 地形 大气对流
地面温度
高、低温空气混合
36
三、空气湿度 (1) 水蒸气分压力P 单位：Pa
37
饱和水蒸气分压力Ps
室内环境因素
人体主观因素
6个因素的不同组合产生不同的热环境，各因素之间具
有互补性。
15
6个因素的组合达到热舒适时, 三种方式散热比例: 对流 辐射 25%～30% 45%～50%
呼吸和无感觉蒸发
25%～30%
16
2.1.3 室内热环境评价
单因素评价: 空气温度
空气温度 ＞34 ℃ 30~34 ℃ 28~30 ℃ 25 ℃ 18 ℃ ＜12 ℃ 感觉 100%的人感到热, 42.3%的人难以忍受 84%的人感到热, 14.5%的人难以忍受 30%的人感到热, 但可以忍受 舒适 5%坐着的人感到冷 80%坐着的人感到冷, 20%活动的人感到冷
对流
辐射
气、液
无需介质
传热量:
Q 单位:W ;
q
单位:W/m2
73
2.3.1 辐射传热
一、热辐射 电磁波 绝对温度 T > 0 (K)的物体都会向外辐射电磁波
也会接收外来电磁波
T1 T2 T = 273 + t (K) (℃)
74
电磁波分类:
75
电磁波分类:
76
二、物体接收热辐射的性能 性能参数: 反射系数ρ,吸收系数α, 透过系数 ρ+α+ =1 非透热材料 ρ+α=1 白体:ρ=1 黑体:α=1 透热体: =1
45
四、风 风是水平方向的气流 形成: 空气压力差 (热压差) 高空气流: 热 冷 空气受热不均匀
地面气流: 冷
热
46
描述: 风向, 风来的方向 风速 单位: m/s
47
风级
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
风速(m/s)
0~0.5 0.5~1.7 1.8~3.3 3.4~5.2 5.3~7.4 7.5~9.8 9.9~12.4 12.5~15.2 15.3~18.2 18.3~21.5 21.6~25.1 25.2~29 >29
风名
无风 软风 轻风 微风 和风 清风 强风 疾风 大风 烈风 狂风 暴风 飓风
目测标准
缕烟直上，树叶不动 缕烟一边斜，有风感 树叶沙沙响，风感明显 树叶及树枝动不息 树木细枝动摇 大枝摇动 粗枝摆动，电线呼呼响 树干摇摆，大枝弯曲迎风步艰 大枝摇摆，细枝折断 大枝折断，轻物移动 拔树 有重大损失 破坏严重，一片荒凉
68
• 2.2 室外气候复习：
• 太阳辐射、空气温度、空气湿度、风介绍。 • 热工设计气候分区: 严寒、寒冷、夏热冬冷、 夏热冬暖、温 和。
• 城市气候特点: 气温偏高、通风不良、形成热岛现象。
69
思考题：
• 决定气候的因素有哪些？人的活动可以影响气候的哪些方 面？
70
第2章
2.1
建筑热工学基本知识
第2章
2.1
建筑热工学基本知识
室内热环境
2.2
2.3 2.4
室外气候
建筑传热基本概念与原理 建筑围护结构传热计算方法
1
2.1
室内热环境
• 本节要点： 1.人体热平衡； 2.室内热环境因素； 3.室内热环境评价。
2
2.1.1
人体热平衡
人体与机器比较
热能机: 燃料 人体: 食物
产热 产热
做功 生命活动
48
类型: (1) 大气环流 (2) 季风 (3) 地方风
49
(1) 大气环流
50
(2) 季风(海陆风)
51
(3) 地方风
52
风的垂直分布: v0 v/ v0
100% 90% 50%
边界层
53
风的垂直分布:
边界层 边界层
54
五、气候调节 地面对太阳热量进行分配:
蒸发 吸热
反射 加热空气
66
(2) 地面状态改变 立体化的下垫面, 通风不良, 吸热多, 散热难。 不透水的硬化表面多, 蒸发散热小, 表面温度高。
45.1℃ 45
40
35
30
26.3℃
67
四、城市热环境改善措施 (1) 各行各业开展节能,减少人为热排放。 (2) 城市生态环境建设。 扩大绿地、水面 采用透水铺装 透水地砖
辐射能力:
T E C 100
4
单位:W／m2
C—辐射系数[W/(m2 · K4)]，黑体最大
82
黑体辐射光谱特点: 温度愈高，最大辐射力的波长愈短
太阳辐射(6000K黑体)
83
灰体辐射性能参数: 辐射系数C , 或黑度ε
居住建筑室内舒适性标准: 夏季26～28℃，冬季18～20℃
可居住性标准: 夏季不高于30℃，冬季不低于12℃
17
措施
热感觉
空气温度 空气流速 空气湿度 壁面温度 新陈代谢率 衣服热阻
暖气,空调 通风,风扇 加湿,除湿 辐射地板、墙体、顶棚
需要对热环境进行综合评价
18
多因素综合评价方法:
影响因素: 因素1 因素2 因素3 单一指标
热感觉 可量化的影响因素 因素1 因素2 因素3 散热方式 对流 辐射 蒸发
… 环境因素
11
散热方式
对流
环境影响因素
空气温度、空气流速
散热
得热
12
散热方式
辐射
环境影响因素
壁面温度
散热
得热
13
散热方式
蒸发: 呼吸 无感觉蒸发 出汗
环境影响因素
空气温度、 湿度
14
影响人体热感觉的因素:
热感觉
空气温度 空气流速 空气湿度 壁面温度 新陈代谢率 衣服热阻
77
影响因素: 表面材料: 材质、分子结构、表面光洁度 热辐射波长。
78
影响因素: 表面材料: 材质、分子结构、表面光洁度 热辐射波长。
短波
ρ高 刷白表面
长波
ρ低
α低
α高
79
影响因素: 表面材料: 材质、分子结构、表面光洁度 热辐射波长
高
低
80
温室效应
高
低
81
三、物体发射热辐射的性能 辐射体类型: 黑体, 灰体, 选择性辐射体
空气温度1 空气湿度1 1
有效温度与空气温度、湿度、流速的关系图
舒适区
22
(2) PMV—PPD
人体热平衡: qm －qw －qc － qr = 0 其中: qm 产热量 qr 辐射散热量 qc 对流散热量 qw 蒸发散热量 影响参数:
新陈代谢率m
壁面辐射温度 空气温度t, 湿度, 流速v
吸收
升温
地下储热
55
水的相变循环减少地面过热:
凝结 放热
蒸发 吸热
液(固) 放热
降水
蒸发 吸热
56
空气流动产生的风减少空气温差:
冷
热
57
风、水作用调节气候:
太阳辐射
气温
58
2.2.2
建筑热工设计气候分区
59
建筑热工设计分区及设计要求
分区指标 分区名称 主要指标 辅助指标 设计要求
严寒
寒冷
最冷月平均温度≤﹣10℃
64
二、城市热岛对环境的影响 (1) 形成热岛环流, 把城市边缘区工厂排放的污染带进市区。 (2) 酷热天气增多, 寒冷天气减少;空调能耗增多, 采暖能耗减少。
65
三、城市热岛产生的原因 (1) 人为热排放 人们生产和生活以及新陈代谢中排放出来的废热。 城市输入的各种能量最终是以热量形式散发到大气中。
湿空气 饱和湿空气
水蒸气
水蒸气饱和
蒸发
38
饱和水蒸气分压力Ps
空气容湿能力
气温 P
Ps
P≤ Ps 气温(℃) : 0 10 1225 20 2331 30 4232
39
Ps (Pa) : 609
饱和水蒸气分压力Ps 附录1查表
气温
40
空气中的水蒸气分压力P变化
气温升高 Ps大 气温降低 Ps小
日平均温度≤5℃的天数 ≥145
必须充分满足冬季保温要求， 一般可不考虑夏季防热
应满足冬季保温要求，部分 地区兼顾夏季防热 必须满足夏季防热要求，适 当兼顾冬季保温
最冷月平均温度0～﹣10℃ 日平均温度≤5℃的天数 90～145 日平均温度≤5℃的天数 0～90 日平均温度≥25℃的天数 40～110
夏热冬冷 最冷月平均温度0～10℃, 最热月平均温度25～30℃
夏热冬暖 最冷月平均温度＞10℃, 最 日平均温度≥25℃的天数 热月平均温度25～29℃ 100～200 温和 最冷月平均温度0～13℃, 最热月平均温度18～25℃ 日平均温度≤5℃的天数 0～90
必须充分满足夏季防热要求， 一般可不考虑冬季保温 部分地区应考虑冬季保温， 一般可不考虑夏季防热
活动
7
主观调节:
衣服
8
皮肤温度 生理调节 出汗 人体热平衡调节方式 主观调节 活动 衣着
人体生理调节与衣着相结合使人 适应四季气候变化 扩大生存范围
衣着 寒带 冷 人的生存范围
9
皮肤温度
出汗
热
热带
生理调节与舒适: 出汗 生理调节范围小 生理调节与健康: 不舒适 舒适