建筑环境学第三章热湿环境2.pptx
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通风双层 玻璃窗， 内置百页
1
内百页
无通风
有通风
2
通过玻璃窗的长波辐射???
夜间除了通过玻璃 窗的传热以外，还 有由于天空夜间辐 射导致的散热量
采用 low- 玻璃可 减少夜间辐射散热
通过玻璃窗的温
差传热量和天空长 波辐射的传热量可 通过各层玻璃的热 平衡求得
导热和 自然对 流换热
长波辐射
长波 辐射
对流换热
室内表面 对玻璃的 长波辐射
3
通过透光围护结构的得热
HGwind ,cond K wind Fwind (ta,out ta,in )
通过玻璃板壁的传 热得热，忽略了玻
璃的热惯性
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。
4
通过透光围护结构的日射得热
——日射透过＋吸热
Part 1: 透过单位面积玻璃的太阳辐射得热
HG I I glass,
Di glass,Di dif glass,dif
Part 2: 玻璃吸收太阳辐射造成的房间得热
HG glass ,a
Rout Rout Rin
( I Di aDi
Idif adif
)
原理：玻璃吸热后会向内、外两侧散热
热源特性：对流与辐射的比例是多少？ 围护结构热工性能：
蓄热能力如何？如果热容为0呢？ 如果内表面完全绝热呢？
房间的构造（角系数）
注意：辐射的存在是延迟和衰减的根源！
13
得热与冷负荷的关系
冷负荷的本质是通过某个设定温度下整个房间的热 平衡算出来的，综合了各种因素作用的一个综合值；
与得热不同的是，不存在灯光造成的负荷、人员造 成的负荷……的概念。例如冬天室内有可能是热负荷 也有可能是冷负荷，而灯光和人员有降低热负荷的影 响，也可能是导致冬季还有冷负荷的原因，但只有跟 围护结构散热综合起来才能得到负荷；
Qcl,s HEconv HErad HGH HGwt all HGwt ind HGinf il Qwt all
房间的各种得热
二者之和就是从壁面 实际获得的对流热量
19
讨论：采用辐射板空调的负荷
在室内空气参数相同的情况下，采用辐射板空 调的负荷比送风空调负荷大还是小？
以夏季为例
如果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分，则又可称作 湿负荷。
热负荷：
维持室内空气热湿参数为某恒定值时，在单位时间内向室内 加入的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。
如果只控制室内温度，则热负荷就只包括显热负荷。
冷热负荷的大小与去除负荷的方式有关
送风方式还是辐射方式？
9
负荷的大小与去除或补充热量的
当室内空气参数在改变的过程中，负荷还受空气与家 具、内壁面热容的影响。
14
室内表面与空气的热平衡关系示意
15
室内空气的热平衡关系(空气参数恒定)
排除的对流热＝室内热源对流得热 ＋ 壁面对流换热＋渗透得热
16
室内热源对流得热
室内热源总得热＝ 室内热源对流得热 ＋向室内表面的长波辐射＋向室内表面的短波辐射
成立的条件：如果内外气温一样
总得热：HGwind, sol＝HGglass, + HGglass,a
5
通过透光围护结构的日射得热
实际照射面积比
窗的有效面积系数
由于玻璃品种繁多，每个进行单独计算很麻烦
HG可wi利nd ,用sol对标( S准SG玻D璃i X的s 得S热SGSSdGif D)Ci 和sCSnSXGwdiifn进d F行wi修nd 正来获得
玻璃的遮挡系数 遮阳设施的遮阳系数
6
通过透光围护结构的得热
通过透光外围护结构的瞬态总得热量 ＝传热得热量＋日射得热量
HGwind ( ) HGwind ,cond ( ) HGwind ,sol ( ) {K wind [ta,out ( ) tin ( )] [SSGDi ( ) X s SSGdif ( )]CsCn X glass }Fwind
17
壁面对流得热
Qwall,cond
通过围护结构的导热量 ＋本壁面获得的通过玻璃窗的日射得热
＝ 壁面对流换热 ＋本壁面向空调辐射板的辐射 ＋本壁面向其他壁面的长波辐射 ＋本壁面向热源的辐射
18
房间空气热平衡的数学表达式
对长波辐射项进行了线性化而导出
房间的总冷负荷
得热和冷负荷 的差值
得热定义与实际 传热量的差值
进入空气成为瞬时冷负荷，因此负荷与得热在时 间上存在延迟。
11
得热与冷负荷的关系
照பைடு நூலகம்得热量 蓄热量
实际冷负荷 需除去的蓄热量
热量 蓄热量
瞬时得热量 瞬时冷负荷 需除去的蓄热量
12
得热与冷负荷的关系
冷负荷与得热有关，但不一定相等 决定因素
空调形式
送风：负荷＝对流部分 辐射：负荷＝对流部分＋辐射部分
方式有关
冷辐射板空调需要去除的 热量除了进入到空气中的 得热量外，还包括部分贮 存在热表面上的得热量
常规的送风方式空调 需要去除的是进入到空 气中的得热量。
10
各种得热进入空气的途径
潜热得热、渗透空气得热
得热立刻成为瞬时冷负荷
通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、 室内显热源散热
对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷 辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式
( HGH ,S HGwt ind HGinf il,S HGwt all ) Qwt all ( HGH ,L HGinf il,L )
n
HGH HGwt ind HGinf il Qwall ,cond ,i
上述得热量与通过透光围护结构实际进入室内的 热量之间有差别
室内外气温不一样，采用 标准玻璃的太阳得热量
SSG求得的HGwind,sol部分
与实际情况存在偏差 玻璃实际表面温度变化
带来偏差
7
4. 冷负荷与热负荷
Cooling load & Heating load
8
冷负荷与热负荷
冷负荷：
维持室内空气热湿参数为某恒定值时，在单位时间内从室内 除去的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。
外围护结构的内表面温度降低 ——导致室外向室内传热增加
室内表面（家具、墙面）温度降低 —— 空调系统需要带走的热量增加
结论
辐射板空调的负荷偏大
如果追求的是舒适性相同，哪一个负荷更大？
20
总负荷与除热量
总负荷
总负荷＝热源总得热＋窗总得热＋ 渗透风得热＋墙体实际传热
Qcl Qcl,s Qcl,L HGS Qwt all HGL
1
内百页
无通风
有通风
2
通过玻璃窗的长波辐射???
夜间除了通过玻璃 窗的传热以外，还 有由于天空夜间辐 射导致的散热量
采用 low- 玻璃可 减少夜间辐射散热
通过玻璃窗的温
差传热量和天空长 波辐射的传热量可 通过各层玻璃的热 平衡求得
导热和 自然对 流换热
长波辐射
长波 辐射
对流换热
室内表面 对玻璃的 长波辐射
3
通过透光围护结构的得热
HGwind ,cond K wind Fwind (ta,out ta,in )
通过玻璃板壁的传 热得热，忽略了玻
璃的热惯性
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。
4
通过透光围护结构的日射得热
——日射透过＋吸热
Part 1: 透过单位面积玻璃的太阳辐射得热
HG I I glass,
Di glass,Di dif glass,dif
Part 2: 玻璃吸收太阳辐射造成的房间得热
HG glass ,a
Rout Rout Rin
( I Di aDi
Idif adif
)
原理：玻璃吸热后会向内、外两侧散热
热源特性：对流与辐射的比例是多少？ 围护结构热工性能：
蓄热能力如何？如果热容为0呢？ 如果内表面完全绝热呢？
房间的构造（角系数）
注意：辐射的存在是延迟和衰减的根源！
13
得热与冷负荷的关系
冷负荷的本质是通过某个设定温度下整个房间的热 平衡算出来的，综合了各种因素作用的一个综合值；
与得热不同的是，不存在灯光造成的负荷、人员造 成的负荷……的概念。例如冬天室内有可能是热负荷 也有可能是冷负荷，而灯光和人员有降低热负荷的影 响，也可能是导致冬季还有冷负荷的原因，但只有跟 围护结构散热综合起来才能得到负荷；
Qcl,s HEconv HErad HGH HGwt all HGwt ind HGinf il Qwt all
房间的各种得热
二者之和就是从壁面 实际获得的对流热量
19
讨论：采用辐射板空调的负荷
在室内空气参数相同的情况下，采用辐射板空 调的负荷比送风空调负荷大还是小？
以夏季为例
如果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分，则又可称作 湿负荷。
热负荷：
维持室内空气热湿参数为某恒定值时，在单位时间内向室内 加入的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。
如果只控制室内温度，则热负荷就只包括显热负荷。
冷热负荷的大小与去除负荷的方式有关
送风方式还是辐射方式？
9
负荷的大小与去除或补充热量的
当室内空气参数在改变的过程中，负荷还受空气与家 具、内壁面热容的影响。
14
室内表面与空气的热平衡关系示意
15
室内空气的热平衡关系(空气参数恒定)
排除的对流热＝室内热源对流得热 ＋ 壁面对流换热＋渗透得热
16
室内热源对流得热
室内热源总得热＝ 室内热源对流得热 ＋向室内表面的长波辐射＋向室内表面的短波辐射
成立的条件：如果内外气温一样
总得热：HGwind, sol＝HGglass, + HGglass,a
5
通过透光围护结构的日射得热
实际照射面积比
窗的有效面积系数
由于玻璃品种繁多，每个进行单独计算很麻烦
HG可wi利nd ,用sol对标( S准SG玻D璃i X的s 得S热SGSSdGif D)Ci 和sCSnSXGwdiifn进d F行wi修nd 正来获得
玻璃的遮挡系数 遮阳设施的遮阳系数
6
通过透光围护结构的得热
通过透光外围护结构的瞬态总得热量 ＝传热得热量＋日射得热量
HGwind ( ) HGwind ,cond ( ) HGwind ,sol ( ) {K wind [ta,out ( ) tin ( )] [SSGDi ( ) X s SSGdif ( )]CsCn X glass }Fwind
17
壁面对流得热
Qwall,cond
通过围护结构的导热量 ＋本壁面获得的通过玻璃窗的日射得热
＝ 壁面对流换热 ＋本壁面向空调辐射板的辐射 ＋本壁面向其他壁面的长波辐射 ＋本壁面向热源的辐射
18
房间空气热平衡的数学表达式
对长波辐射项进行了线性化而导出
房间的总冷负荷
得热和冷负荷 的差值
得热定义与实际 传热量的差值
进入空气成为瞬时冷负荷，因此负荷与得热在时 间上存在延迟。
11
得热与冷负荷的关系
照பைடு நூலகம்得热量 蓄热量
实际冷负荷 需除去的蓄热量
热量 蓄热量
瞬时得热量 瞬时冷负荷 需除去的蓄热量
12
得热与冷负荷的关系
冷负荷与得热有关，但不一定相等 决定因素
空调形式
送风：负荷＝对流部分 辐射：负荷＝对流部分＋辐射部分
方式有关
冷辐射板空调需要去除的 热量除了进入到空气中的 得热量外，还包括部分贮 存在热表面上的得热量
常规的送风方式空调 需要去除的是进入到空 气中的得热量。
10
各种得热进入空气的途径
潜热得热、渗透空气得热
得热立刻成为瞬时冷负荷
通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、 室内显热源散热
对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷 辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式
( HGH ,S HGwt ind HGinf il,S HGwt all ) Qwt all ( HGH ,L HGinf il,L )
n
HGH HGwt ind HGinf il Qwall ,cond ,i
上述得热量与通过透光围护结构实际进入室内的 热量之间有差别
室内外气温不一样，采用 标准玻璃的太阳得热量
SSG求得的HGwind,sol部分
与实际情况存在偏差 玻璃实际表面温度变化
带来偏差
7
4. 冷负荷与热负荷
Cooling load & Heating load
8
冷负荷与热负荷
冷负荷：
维持室内空气热湿参数为某恒定值时，在单位时间内从室内 除去的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。
外围护结构的内表面温度降低 ——导致室外向室内传热增加
室内表面（家具、墙面）温度降低 —— 空调系统需要带走的热量增加
结论
辐射板空调的负荷偏大
如果追求的是舒适性相同，哪一个负荷更大？
20
总负荷与除热量
总负荷
总负荷＝热源总得热＋窗总得热＋ 渗透风得热＋墙体实际传热
Qcl Qcl,s Qcl,L HGS Qwt all HGL