建筑热工学基本知识
1.1建筑热工学基础
房格尔根据人体舒适时,人体热感觉与上 述六个参数的定量关系,建立起PMV指标系统, 把PMV系统值按人的热感觉分成七个等级, PMV指标与热感觉的关系见表:
PMV值与人体热感觉的关系
PMV 热感 觉 -3 寒冷 -2 冷 -1 稍冷 0 适中 1 稍热 2 热 3 炎热
房格尔通过大量实验获得在PMV值上感到不 满意等级的热感觉人数占全部人数的百分比 即预测不满意百分比(PPD),绘出了PMVPPD曲线,从而形成了PMV-PPD评价办法。
1)有效温度ET (Effective Temperature) 1. 1923~1925,美国,Yaglon提出。 2. 包含因素:气温、空气湿度和气流速度。 3. 评价依据:人的主观反映。
B室 A室 相对湿度 相对湿度为100% 气流速度 气流速度为0.1m/s 温度? 温度 为B室的有效温度 图1-2有效温度的定标实验
相对湿度( )能够恰当地表示空气的干、湿 程度。建筑热工设计中广泛使用。 绝对湿度( f )是空气调节工程设计的重要参 数。
3)露点温度
• 由(1-6)式,T降低,Ps减小。含湿量不 变,当φ=100%时,继续降温,水蒸气析出, 此时温度为“露点温度”。 露点温度是在大气压力一定、空气含湿量 不变的情况下,未饱和的空气因冷却而达 到饱和状态时的温度。用td(℃)表示。 • 冬天在寒冷的地区,窗玻璃内表面冷凝水、 霜。
• 早先温度指标不包括辐射热的作用,后来 做了修正,用黑球温度代替空气温度,称 为新有效温度。 黑球温度也叫实感温度,标志着在辐射热环 境中人或物体受辐射和对流热综合作用时, 以温度表示出来的实际感觉。所测的黑球 温度值一般比环境温度也就是空气温度高 一些。
新有效温度与热感觉关系:
建筑热工必背知识点
建筑热工一、名词解释围护结构的传热过程:室内空气通过围护结构与室外空气进行热量传递的过程。
传热:传热是包括各种方式热能传递现象的总称,传热的三种基本方式为导热、对流和热辐射。
温度场:一般情况下,构造与两侧空间上各点的温度是不同的,它是时间和空间的函数,某一时刻所有各点的温度分布叫做温度场。
温度场也是时间和空间的函数。
稳定温度场:如果温度场不随时间和空间变化,则称为稳定温度场。
在稳定温度场中发生的传热过程称为稳定传热过程。
不稳定温度场:温度场随时间变化时,称为不稳定温度场,在不稳定温度场中发生的传热过程称为不稳定传热过程。
导热:当物体各部分之间不发生相对位移或不同的物体直接接触时,依靠物质的分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为导热(或热传导),所以理论上讲导热可以在固体、液体和气体中发生。
热阻:热流通过平壁是所受到的阻力,即平壁抵抗热流通过的能力。
R=d/λ(㎡·K/W)对流:对流是指流体个部分之间发生相对位移,依靠冷热流体互相掺混和移动所引起的热量传递方式。
对流换热的强弱主要取决于:层流边界层内的换热与流体运动发生的原因、流体运动状况、流体与固体壁面温度差、流体的物性、固体壁面的形状、大小及位置等因素。
对流换热:壁面和流体之间在对流和导热同时作用下进行的热量传递。
自然对流:自然对流是由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的。
强制对流:如果流体的流动是再水泵或风机等的驱动下造成的。
对流速度取决于外力的大小。
外力愈大,对流愈强。
边界层(区):由于壁面摩擦力和流体粘滞力的作用,在壁面上会形成一个流态平稳、体积很薄的流动层,称之为层流区或层流边界层。
层流区以外,则是一个液态紊乱、体积较薄的流动层,称之为紊流层或紊流边界层,层流边界层和紊流边界层就构成了壁面与流体对流换热的边界层或边界层区。
对流换热热阻:它是热流通过避免边界层是所受到的阻力,即边界层抵抗热流通过的能力。
c R =1/c α(㎡·K/W)对流换热系数:它是一个用来概括边界层对流换热能力大小的系数,具体的物理意义可以表述为:当壁面和流体主流区之间的温差为1℃时,单位时间通过单位表面积的换热量。
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%。
建筑物理第一章热工学理论部分整理
理论篇第一章:建筑热工学基本知识(第1周~第2周)共8学时1、了解人体感觉特性和热环境评价方法。
·人体感觉特性生理:皮肤温度、出汗主观:活动、衣着·热平衡:人体内产生的热量与向环境散发的热量相等·热环境评价方法1)有效温度:是依据半裸的人和穿夏季薄衫的人,在一定条件的环境中所反映的瞬时热感觉。
2)热应力指数:人体所需的蒸发散热量与室内环境条件下最大可能的蒸发散热量之比3)预计热感觉指数(PMV):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2、了解气候参数的变化规律及相互关系,掌握空气湿度及露点温度的概念和计算。
气候参数:太阳辐射P25-26、气温、湿度、风、降水等·太阳辐射P25-26(日照时数)总辐射:射程长短(太阳在大气中位置、海拔)、大气质量直接辐射:太阳高度角、大气透明度成正比散射辐射:太阳高度角成正比、大气透明度成反比·气温:主要靠吸收地面的长波辐射(3-120微米)而增温。
有日变化(最高:午后2h;最低:日出前后)、年变化(7,8&1,2):各月平均气温最高最低值影响因素:太阳辐射热量(决定性)、大气对流作用(影响最大)、下垫面、海拔、地形地貌·空气湿度:相对湿度:日变化与气温日变化相反。
一年中变化与绝对湿度相反。
湿空气基本概念:含有水蒸气的空气水蒸气分压力:饱和蒸汽压、饱和空气相对湿度:一定温度及大气压力下。
空气的绝对湿度(单位容积空气所含水蒸气的重量)与同温同压下饱和蒸气量的比值空气增湿、减湿原理:蒸发量随温度的变化而变化·风:成因:地表增温不同引起大气压力差;分类:大气环流、地方风·降水:从大地正发出来的水汽进入大气层,经过凝结后又降到地面上的液态火固态水分。
与气温呈正相关etc城市气候影响:1)大气透明度较小,削弱了太阳辐射2)气温较高,形成“热岛效应”3)风速减小,风向随地而异4)蒸发减弱,湿度变小5)雾多,能见度差掌握P68-69空气湿度:空气中水蒸气含量露点温度:某一状态的空气,在含湿量不变的情况下,冷却到它的相对湿度达到100%时所对应的温度。
(完整版)建筑物理(热)-1建筑热工基础知识
HOT (lots of vibration)
COLD (not much vibration)
Heat travels along the rod
▲物质的固有属性 :可以在固体、液体、气体中发生; ▲导热的特点 :a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由 电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热只发生在密实 固体中。但建筑材料总是有孔隙的,会产生其它方式的传热,但比例甚微,
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
Expample:
65.6℃
38.3℃ 26.7℃
28.9℃
如何用科学的手段去解释、分 析并解决建筑中的传热问题?
28.3℃ 65.6℃
26.7℃
建筑 热工 学
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
热量传递的
基本方式?
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
▇ 定义 :称过点P的最大温度变化率为温度 梯度,gradt。
gradt t n n
where,n—等温面法线方向的单位矢量
t —温度在法线方向上的导数,亦 n 即法向的温度变化率
注:温度梯度是矢量;正向朝着温度增加的方向
热量的方向?
等温面上没 有温差,不会有 热量传递;不同的 等温面之间,有 温差,有热量传 递。
故在热工计算中,认为在固体建筑材料中发生的是导热过程(有空气间层的 例外)。
1. 建筑热工学基础知识
1.2 围护结构传热基础知识 = J / S
1.2.1 导热
▲ 大平壁导热量计算(稳态)
Φ tA W
哪些因素会影 响Φ的大小?
q Φ t W/m2
建筑物理——热工学基础知识
q dQ
由式(1-3)得:
dF
w/m2
(1-3)
或:
QF qdF
如果热流密度在面积F上均匀分布,则热流量为:
(1-4)
QqF
建筑物理讲义
(1-5)
2.傅立叶定律
法国数学物理学家傅立叶于1822年最先发现提出的导热规 律:匀质材料物体内各点的热流密度与温度梯度的大小成正 比,即
q t (1-6)
n
式中λ是个比例常数,恒为正数,叫做材料的导热系数。负号是表示热量 传递只能沿温度降低的方向进行。
3.导热系数
定义:当温度梯度为1ºC/m时,在单位时间内通过单位面积的导热量。
由式(1-6)
q
t
w/(m .k)
(1-7)
n 建筑物理讲义
一般来说,λ以金属的最大,非金属和液体次之,气体的 最小。工程上通常把导热系数小于0.25的材料,作为绝热 材料。
建筑物理——热工学基础 知识
绪论
建筑物理概述 一、为什么要学习建筑物理知识? 二、建筑物理知识包括那些范畴? 三、如何通过建筑物理知识的应用解决
工程技术问题?
建筑物理讲义
《建筑物理》
总学时 64
理论学时 60
其它 4
适用 建
一、课程性质与目的
《建筑物理》是建筑学专业的选修课,通过本课程的教 学,使学生把建筑艺术与建筑技术有机的融为一体,使之掌 握室内物理环境基本设计原理与方法、处理与设计有关的技 能和措施。它是建筑设计理论组成部分,并且为建筑设计和 建筑创作提供必要的基础。目的在于使学生理解并掌握建筑 物中的热环境、声环境、光环境设计的基本知识,充分利用 自然能源,确保室内环境的质量,以满足人们生活质量不断 提高的要求。
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?
03热工学基本知识
λ值与材料的容重、温度和湿度相关:1、一般,容重小, λ 值也小,但容重降低到一定程度以后,继续降低容重, λ值 反而增大 ;2、湿度越大, λ值越大;3、金属的λ值随温度 增加而减少,非金属的λ值随温度的降低而增加。
材料的导热系数及其影响因素:
(2)材料干密度的影响 干密度:材料的密实程度。 最佳干密度:导热系数最小时的干
黑体的全辐射力:黑体不但能将 一切波长的外来辐射全部吸
收,而且能向外发射一切波长的辐射。单位时间内在物体单 位表面积上辐射的波长从0~ ∞范围的总能量,称为黑体的全 辐射力。 斯蒂芬—波尔兹曼定律:
Eb
Cb
Tb 100
4
C b5.68 W /(M 2•K 2) 黑体的辐射系数
特点:辐射换热时有能量转化:热能 --辐射能- 热能
参与换热的物体无须接触。
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
辐射能的吸收、反射和透射
物体对外来射线的反应遵循与可见光相同的规律。
设有能量为I0 的热射线投射到物体表面,则其中
Ir 被反射,Ia 被吸收,It 可能透过物体。
对流换热计算公式:
qc ac(t)
对流换热系数 a c
对流换热系数包含了影响对流换热强度的一切因素,因此 不是一个固定不变的常数,而是一个取决于许多因素的物 理量。
建筑维护结构的对流换热的传热量:
(1)自然对流换热:因温差而引起的对流换热。
对流换热系数: 当平壁处于垂直状态时:
c 24t
当平壁处于水平状态时:
物理意义:材料单位厚 度的温度差为1k时,在 1h内通过1m2表面积的 热量。
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%。
建筑热工学
第一篇建筑热工学第一章建筑热工学根本知识习题1-1、构成室内热环境的四项气候要素是什么?简述各个要素在冬〔或夏〕季,在居室内,是怎样影响人体热舒适感的。
答:〔1〕室内空气温度:居住建筑冬季采暖设计温度为18℃,托幼建筑采暖设计温度为20℃,办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。
这些都是根据人体舒适度而定的要求。
〔2〕空气湿度:根据卫生工作者的研究,对室内热环境而言,正常的湿度范围是30-60%。
冬季,相对湿度较高的房间易出现结露现象。
〔3〕气流速度:当室内温度相同,气流速度不同时,人们热感觉也不相同。
如气流速度为0和3m/s时,3m/s的气流速度使人更感觉舒适。
〔4〕环境辐射温度:人体与环境都有不断发生辐射换热的现象。
1-2、为什么说,即使人们富裕了,也不应该把房子搞成完全的“人工空间〞?答:我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境,它要求人有袍强的适应能力。
而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境,会导致人的生理功能的降低,使人逐渐丧失适应环境的能力,从而危害人的健康。
1-3、传热与导热〔热传导〕有什么区别?本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同?答:导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动,热量由高温向低温处转换的现象。
纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。
围护结构的传热要经过三个过程:外表吸热、结构本身传热、外表放热。
严格地说,每一传热过程部是三种根本传热方式的综合过程。
本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程,同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程。
对流换热是对流与导热的综合过程。
而对流传热只发生在流体之中,它是因温度不同的各局部流体之间发生相对运动,互相掺合而传递热能的。
1-4、外表的颜色、光滑程度,对外围护结构的外外表和对结构内空气间层的外表,在辐射传热方面,各有什么影响?答:对于短波辐射,颜色起主导作用;对于长波辐射,材性起主导作用。
第一篇-建筑热工学
C Cb
或C
Cb
比值ε称为发射率或黑度
温度不同时,其光谱中的波长特性也不同,温度增加,短波成
分增强。
2898 m
T
T为物体表面的绝对温度,K。
2、物体表面对外来辐射的吸收与反射特性
任何物体不仅具有本身向外辐射的能力,而且对 外来的辐射具有吸收性和反射性,某些材料还有透射 性。(绝大多数建筑材料对热辐射不透明)。
1 2
3
λ
黑体、灰体、非灰体单色辐射的对比
1—黑体; 2—灰体; 3—非灰体
(2)斯蒂芬—波尔兹曼定律:黑体和灰体的全辐射能力与其表 面的绝对温度的四次幂成正比 即:
其中:C—物体的辐射系数, W/m2k4 T—物体表面的绝对温度,K
E C
T
4
100
黑体的辐射系数Cb=5.68,灰体的辐射系数C
导热系数λ的大小:
金属最大
——
非金属和液体次之 ——
气体为最小
——
隔热材料
——
建筑材料和绝热材料——
λ=2.2~420 λ=0.07~0.7 λ=0.006~0.6 λ﹤0.25。 λ=0.025~3
导热系数与温度的关系:
0 bt
其中: λ0为00C时的导热系数; b为实验测定的常数。
二、 对 流
1)分类 —按物体的辐射光谱特性
黑体:
能发射全波段的热辐射,在相同的温度条件下,
辐射能力最大。
灰体:
其辐射光谱具有与黑体辐射光谱相似的形状,且对 应每一波长的单色辐射力,与同温度同波长的黑体 的的比值ε为一常数。
即: 其中
E 常数
E,b 称为发射率或黑度
非灰体:只能发射某些波长的辐射线。
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-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。
建筑物理复习资料(课后习题答案)
第一篇建筑热工学第一章建筑热工学基本知识习题1—1、构成室内热环境的四项气候要素是什么?简述各个要素在冬(或夏)季,在居室内,是怎样影响人体热舒适感的。
答:(1)室内空气温度:居住建筑冬季采暖设计温度为18℃,托幼建筑采暖设计温度为20℃,办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。
这些都是根据人体舒适度而定的要求。
(2)空气湿度:根据卫生工作者的研究,对室内热环境而言,正常的湿度范围是30—60%。
冬季,相对湿度较高的房间易出现结露现象。
(3)气流速度:当室内温度相同,气流速度不同时,人们热感觉也不相同。
如气流速度为0和3m/s时,3m/s的气流速度使人更感觉舒适。
(4)环境辐射温度:人体与环境都有不断发生辐射换热的现象.1—2、为什么说,即使人们富裕了,也不应该把房子搞成完全的“人工空间"?答:我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境,它要求人有袍强的适应能力。
而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境,会导致人的生理功能的降低,使人逐渐丧失适应环境的能力,从而危害人的健康.1—3、传热与导热(热传导)有什么区别?本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同?答:导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动,热量由高温向低温处转换的现象。
纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。
围护结构的传热要经过三个过程:表面吸热、结构本身传热、表面放热。
严格地说,每一传热过程部是三种基本传热方式的综合过程.本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程,同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程.对流换热是对流与导热的综合过程。
而对流传热只发生在流体之中,它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动,互相掺合而传递热能的。
1—4、表面的颜色、光滑程度,对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面,在辐射传热方面,各有什么影响?答:对于短波辐射,颜色起主导作用;对于长波辐射,材性起主导作用。
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问题:图中有什么规律?为什么南向房子好?
夏季建筑防热的重点部位在什么地方?
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问题:在保温隔热设计中应如何运用上述 规律?为什么南向房子好?
2、室外空气温度:通常指距地面 1.5 米高、
背阴处的空气温度。 影响室外温度的因素:
太阳辐射照度(主要因素),气流状况,地 面覆盖情况,地形,地理纬度等。
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四、室内热环境构成 1、温湿度、风、辐射构成的热气候环境 2、空气质量环境,与前述热气候息息相关
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五、城市热环境特点 1、风特点(如区域风、巷道风、高楼风、庭
院风等) 2、温湿度特点(如热岛效应等) 3、热辐射、日照特点(光热污染等)
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六、影响室外热环境的建筑规划、设计、建设因 素。
1、重点考虑日照规划设计、风环境设计 2、绿化水景设计 3、建筑外饰面设计 4、温湿度环境设计,一般需借助计算机模拟。
第一章 建筑热工学基本知识
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建筑热工学
❖ 建筑热工设计方法是建筑节能设计、太阳 能建筑设计、建筑气候设计、生态绿色建 筑设计的基础;
❖ 建筑热工设计规范是相关设计标准的基础 规范;
❖ 建筑热工设计的理论基础,是建筑热工学。
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❖ 第一节 热环境概述
❖ 一、概述
❖ 1、热工学研究对象:建筑热环境
❖
----影响人体冷热感 的环境
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2、室外空气温度 通常指距地面1.5米高、背阴处的空气温度。
影响室外温度的因素: 太Hale Waihona Puke 辐射照度(主要因素),气流状况,地面
覆盖情况,地形,地理纬度等。
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气温的变化: 大气能大量地吸收地面的长波辐射使大气增
温,所以,地面与空气的热量交换是气温升降 的直接原因。
特点: 1、室外气温与室内气温不同; 2、接近地面的部分与高空的部分的温度不同 3、在草地与泥地上相同高度点的气温亦有差
1)、空气温度:T(K),t(℃)。 2)、空气湿度:e(Pa),d(kg/kg), f(g/m3),
φ(%)。 3)、热辐射: E(w/㎡)。 4)、风速: V(m/s)。 ◆ 上述参数与人体的冷热感直接相关。
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三、室外热环境构成 1、日照环境 2、风环境 3、温湿度环境 这些环境既相联系又相互独立,这些环境常常 分开来研究。 室外热环境好坏的评价常与室内热环境的需求 相联系。
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七、室内热环境研究内容 1、室内热环境的气候因素和空气质量因素 2、室内热环境的评价 3、建筑的得热与失热 4、建筑的传热规律 5、影响室内热环境的设计因素 6、危害室内热环境的设计方法
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八、 热环境气候
♣气候可以看作围绕建筑物的媒介,通过建筑物 的开口与室内相通或通过不透气的外壳传热;而 室内人员周围的环境则是室外环境的延续。
这种变化规律,是由太阳辐射热与长波 辐射的日夜平衡所引起的
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一日的气温还受到大气中云层的影响。由 于水蒸气凝结成云,能够阻断并吸收相当 多的辐射热,因此在多云的日子,白天的 太阳日射被遮蔽使气温不会上升。夜间自 地表放出的热为云层所吸收,部分又会射 回地表面,因此气温下降不大。所以多云 的日子日较差较小。
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气温的年变化 与日变化相同,因日射的不同,通常也是
呈正弦曲线的情形。
一年中的太阳辐射量变化: 冬至最低,夏至最高,
日较差或日振幅)来表示。 1、纬度愈低日较差愈大(我国情况并非如
此),为什么? 2、自海岸开始愈深入内陆日较差也愈大。 3、在高山或高空中日较差很小, 4、草地上的日较差小,而砂地上的日较差
则大。
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一般而言: 1、日照强烈,气候干旱地区,温度日较
差较大; 2、日照温和,气候潮湿地区,温度日较
差较小; 3、其他情况处于二者之间。
最高值与日平均值的差值称为日较差或 日振幅。 2、最高值通常出现在午后2时(即14时)左 右,而不是在中午太阳高度角最大的时 刻; 3、最低气温一般出现在日出前后,而不 是在午夜。
这是由于空气与地面间因辐射换热而增温 或降温都需要经历一段时间。
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日变化的特征 主要是以最高气温与最低气温的差(或以
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第二节 室外热环境(热气候)参数
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到达地球上的太阳光———辐射
♣超短波辐射线,通过电离层时被吸收;大部 分紫外线(0.29~0.38m)被臭氧层吸收; ♣波长超过2.5 m的辐射强度较低且基本被大 气吸收 ♣只有波长为0.38~0.76 m的可见光部分能比 较完整地到达地面 ♣在地面上利用太阳能可只考虑0.28~2.5 m 的射线
♣全球气候系统以太阳能、加热的陆地和水体为 动力。大气中空气团在陆地与水体的上空对流, 形成了水的蒸发和降雨过程,导致空气温度和大 气压力发生变化,所有这些组成了以空间和时间 变化为特征的气候系统。
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♣有关气候的因素很多,包括风、雨、雪、 雾、气温、阳光、辐射、湿度等 ♣本文中仅涉及与舒适及能耗有关的人居环 境问题,因此只讨论影响建筑物热状态和舒 适性的气候特征。这些特征包括太阳辐射、 空气温度、湿度和风。
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❖ 2、热环境:-----室内热环境(热气候)
❖
-----室外热环境(热气候)
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3、热工学的任务。。。。。。
。。。 A、创造良好的健康舒适热 环境 ____________本课程的研究任务
。。。 B、创造满足使用要求的热环境
4、描述热环境的参数体系:
(你将如何考虑?)
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二、描述热环境的参数体系: (研究指标体系)
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1、太阳辐射中的热辐射
(电磁辐射能)(E(w/㎡)):
1)太阳辐射(热辐射)构成: 可见光——0.38—0.76μm(52%)
红外线——0.76—3μm 紫外线——0.28—0.38
------------热辐射(0.28—3μm) 问题:在建筑设计中那些地方需要考虑太阳辐射? 2、辐射照度在各朝向表面的变化规律: 冬季:E南〉E水〉E东西〉E北 夏季:E水〉E东西〉E南〉E北
别。 5、白天与晚上不同。 4、•••••• 为什么?
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气温的日变化: 白天地表因受到光照日射而温度上
升,然后会放热使大气获得热量而增温。 而夜间因为日射消失,使地表冷却,因 此气温也跟着下降。气温的日变化如图 1-31所示,呈正弦曲线
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从图1-31气温日变化曲线可以看出: 1、气温日变化中有一个最高值和最低值。