建筑环境学复习要点

※一般计算中不考虑时差。所求的就是当地的地方平均太阳时，即钟表时间 T0
太阳时角 h:用角度表示的真太阳时，正午为 0°，每小时为 15°，
上午为负，下午为正
太阳高度角β：太阳光线与水平面的夹角（影响太阳高度角和方位
角的因素：赤纬角，时角，地理纬度）
太阳方位角 A:太阳至地面上某给定的点连线在地面上的投影与当
普通玻璃：对 3μm 以下的近红外线来说几乎是透明的。长波红外线辐射会被玻璃反射和吸
收
Low-e 玻璃：可见光透过率 70%~80%,较低的长波红外线发射率和吸收率，反射率很高
普通玻璃和 Low-e 玻璃区别 见上。此外，low-e 玻璃对波长为 0.76~3μm 的近红外线的透射率比普通玻璃低得多 室外空气综合温度 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。 夜间辐射 夜间无太阳辐射，而天空背景温度远远低于空气温度，因此建筑向天空辐射的辐射放热量是 不可以忽略的。故长波辐射 Qlw 也称为夜间辐射或有效辐射 地表有效辐射：地面与大气层之间的辐射换热 QR 内遮阳和外遮阳区别 内遮阳遮阳设施吸收和透过部分全部为得热，外遮阳只有透过和吸收中的一部分成为得热 围护结构的湿传递
冷负荷：维持室内空气热湿参数在一定要求范围时，在单位时间内需要从室内除去的热 量，包括显热量和潜热量两部分。
热负荷：维持室内空气热湿参数在一定要求范围内时，在单位时间内需要向室内加入的 热量，同样包括显热负荷和潜热负荷两部分。
在大多数情况下，冷负荷与得热量有关，但并不等于得热。如松风空调，室内负荷就是 得热中的纯对流部分。若热源只有对流散热，各围护结构内表面和个室内设施表面的温差很 小，则冷负荷基本就等于得热量，否则冷负荷与得热是不同的。如果有显著的辐射得热存在， 由于各围护结构内表面和家具的蓄热作用，冷负荷与得热量之间的关系取决于房间的构造、 围护结构的热工特性和热源的特性。热负荷同理。 常规空调与辐射空调的负荷大小有何区别？ 送风空调负荷只考虑对流部分，辐射斑空调负荷考虑对流部分和辐射部分
第四章 人体对热湿环境的反应
热舒适 ASHRAE Standard 55-2010：人体对热环境表示满意的意识状态 Thermal comfort is defined in the ASHRAE Standard(ASHRAE,2010)as “that condition of mind which expresses satisfaction with the thermal environment”.
中、日、美：3mm 厚普通玻璃
������������������������������������(������) = ������������������������������������,������������������������(������) + ������������������������������������,������������������(������) 玻璃对辐射的选择性
地子午线（南向）的夹角，偏东为负，偏西为正。
日照间距：
������0 = (������0 − ������1)������������������������������������������������ D0：日照间距；H0：前栋建筑物计算高度； H1:计算点 m 高度，一般取后栋建筑底层窗台高度； β：太阳高度角；γ：后栋建筑物墙面法线与太阳方位角所夹 的夹角，γ=A-α A：太阳方位角；α：前面方位角，即墙面与正南方向所夹的 角，南偏西为正
风玫瑰图
左图：风向频率分布图 右：风速频率分布图
气温 室外气温一般指距地面 1.5m 高、背阴处的空气温度。大气中的气体分子对太阳辐射几乎是 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升降的直接原因。 有效天空温度 用来计算大气层对地球表面的投入辐射 Qsky， 地温的变化特点 1 表面温度的变化取决于太阳辐射和对天空的长波辐射，可看作是周期性的温度波动 2 地层表面的月平均温度年波动幅度基本等于室外月平均气温年波动的幅度 3 地温波在向地层深处传递时，有衰减和延迟；1.5m 后日变化被滤掉；一定深度后便成为恒 温层，温度比全年气温平均温度高 1~2℃ 气温变化的原因 入射到地面上的太阳辐射量，起决定性作用；地表的覆盖面对气温的影响；大气的对流作用 以做强的方式影响气温 城市热岛效应及其评价方法 城市热岛效应指城市中的气温明显高于外围郊区的现象 热岛强度:热岛中心气温减去同时间同高度(距地 1.5m 高处)附近远郊的气温的差值。热岛
作用，此时空气层处于相对稳定状态。形成机理:辐射逆温，由长波辐射造成；较低温的海 风贴近地面吹入城市使得地面附近的空气层温度低于上部的空气层。 影响小区微气候的要素 风场，日照与建筑物的配置 我国气候分区特点 严寒地区，寒冷地区，夏热冬冷地区，夏热冬暖地区，温和地区
第三章 建筑热湿环境
本章得热表达式基本指显热得热，而潜热得热则是以进入到室内的湿量的形式来表述的。 建筑热湿环境如何形成？ 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。 围护结构热作用过程 无论是通过围护结构的传热传湿还是室内产热产湿，其作用形式包括对流换热（对流质交 换）、导热（水蒸气渗透）和辐射三种形式。括号内为传湿 得热 某时刻在内外扰作用下进入房间的热量叫做该时刻的得热，包括潜热和显热 两部分。显热 部分包括对流得热和辐射得热两部分 太阳辐射在非透光和透光围护结构中的热传递
长波辐射又称远红外线，
到达地面太阳辐射组成
直射辐射；散射辐射；大气长波辐射（占很小一部分，白天计算可忽略）
大气透明度
当太阳位于天顶时(日射垂直于地面)，到达地面的太阳辐射强度 IL 与 I0 的比值。 大气质量概念 m=L’/L=1/sinβ。反映太阳光在大气层中通过距离的长短，，取决于太阳高度角的大小 风的形成 大气环流:造成全球各地差异（赤道和两极温差造成） 地方风:造成局部差异，以一昼夜为周期（地方性地貌条件不同造成，如海陆风、山谷风、 庭院风、巷道风等） 季风：造成季节差异，以年为周期（海陆间季风温差造成，冬季大陆吹向海洋，夏季海洋吹 向大陆） 边界层 从地球表面大 500~1000 高的这层空气叫做大气边界层，其厚度主要取决于地表的粗糙度。 平原地区边界层薄，城市和山区边界层厚。原因：下垫面的摩擦作用 风速计算 测量开阔地面 10m 高处的风向和风速作为当地的观测数据 Vmet。由气象站风速测量点高度 hmet 和测量出风速 Vmet 可求高度为 h 处的某点风速 Vh。
非透光围护结构
透光围护结构
当太阳照射到非透光的围护结构外表面时，一部分会被反射，一部分会被吸收，二者的比例
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取决于围护结构表面的吸收率（或反射率）。
对于太阳辐射，围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率就越高，反射率就越低。
非透光围护结构的热传导与得热
通过墙体屋顶等非透光围护结构传入室内的热量来源于两部分:室外空气与围护结构外
真太阳时：以当地太阳位于正南向的瞬时为正午 12 时，地球自转 15°为 1 小时。真太阳时
与当地平均太阳时之间的差值称为时差。
某地真太阳时
T
计算式：T
=
������������
±
������−������������ 15
+
������ 60
T:当地的真太阳时，h; ������������:该地区的平均太阳时（该时区的标准时），h; L：当地子午线的经度，deg；������������：该时区中央子午线的经度，deg; e:时差，min；±：东半球取正，西半球取负
建筑环境学复习要点
第二章 建筑外环境
赤纬角δ：地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角称为赤纬角
284 + ������ δ = 23.45 × sin(360° 365 ) 式中：n 为计算日在一年中的日期序号（如 1 月 21 日，n=21）
23.45° 地轴与黄道平面法线的夹角，地球倾斜度
影响热舒适的因素（especially 空气湿度、垂直温差、辐射不均匀） 除皮肤温度和核心温度外，还有： 空气湿度：由于人体单位表面积的蒸发换热量下降会导致蒸发换热表面积增大，从而增加人 体的湿表面积，即增加了皮肤湿润度。皮肤湿润度的增加被感受为皮肤“黏着性”的增加从 而导致了热不舒适感 垂直温差：头足温差越大，热不舒适性越高。一般地板最舒适温度为 25℃左右 吹风感：人体所不希望的局部降温。导致热不舒适的最低风速为 0.25m/s，设计风速为 0.2 （对某个处于中性热状态下的人来说，吹风是愉快的） 辐射不均匀性：室内因各壁面温度不同造成的辐射不均匀所引起的不舒适的现象，用向量辐 射温度表示辐射不均匀度，当向量辐射温度超过 10K，人们就会感到不舒适。
一般情况下，透过围护结构的水蒸气可以忽略不计。但对于需要控制湿度的恒温恒湿室 或低温环境室等，当室内空气温度相当低时，需要考虑通过围护结构渗透的水蒸气。
当维护接哦古两侧空气的水蒸气分压力不想等时，水蒸气将从分压力高的一侧向分压力 低的一侧转移，在稳定条件下，单位时间内通过单位面积围护结构传入室内的水蒸气量与两 侧水蒸气分压力差成正比。 以其他形式进入室内的热量和湿量有哪几部分？ 室内产热产湿量：设备与照明的散热；人体散热和散湿；室内湿源；室内热源得热 HGn 和总 散湿量 WH 空气渗透带来的得热 HGinfil：由于建筑存在各种门、窗和其他类型的开口，室外空气有可能 进入房间，从而给房间空气直接带入热量和湿量，并即刻影响到室内空气的温湿度。因此需 要考虑空气渗透给室内带来的得热量 负荷与得热的关系
表面之间的对流换热和太阳辐射通过墙体导热传入的热量。因围护结构存在热惯性，故其传
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
于围护结构蓄热性能。
透光围护结构的得热
显热：通过玻璃板壁的热传导；透过玻璃的日射辐射得热。两者的得热分别计算
传热计算:按稳态传热考虑 HGwind,cond=KwindFwind(ta,out-ta,in) Kwind:总传热系数 Fwind:面积 日射辐射计算：透过标准玻璃的太阳辐射得热 SSG(W/m2)
强度越高，热岛效应越强 城市热岛的成因
自然条件：市内风速、对天空长波辐射；建筑布局对天空角系数和风场的影响 市区内云量大于郊区 室内大气透明度低 下垫面的吸收和反射特性、蓄热特性；地面材料、植被、水体的设置
人为影响：交通、家用电器、炊事产热 空调采暖产热
逆温层 在某个高度范围内，空气的温度随高度的增加而增加，因为它对自然对流有很强的抑制
sinβ = cosφcoshcosδ + sinφsinδ
sinA = (cosδsinh)/cosβ 地理纬度：φ 太阳辐射光谱特点与能量分布：
紫外线（7%，<0.38μm），可见光（45.6%，0.38~0.76μm），近红外线（45.2%，0.76~3.0μm）， 远红外线（2.2%，>3.0μm） 太阳辐射热量大小用辐射照度衡量，指 1m2 黑体表面在太阳辐射下所获得的辐射能量，太阳常 数 I0=1353W/m2，太阳与地球年平均距离处，与太阳光线垂直表面上的太阳辐射照度 长波辐射的概念与作用
人体热平衡方程 M−W−C−R−E−S=0
M：人体能量代谢率，取决于人体活动量的大小；W：人体所做的机械功 C：人体外表面向周围环境通过对流形式散发的热量；R：人体外表面向周围环境通过辐射形 式散发的热量 E：汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量；S：人体蓄热率 影响人体与外界热交换的因素 环境空气温度：对流换热 环境表面温度：辐射换热 水蒸气分压力（空气湿度）：对流质交换 高温环境增加热感，低温环境增加冷感 风速：对流热交换和对流质交换 吹风感，冷感和对皮肤的压力冲击 服装热阻：影响所有换热形式 ※服装的作用：在人体热平衡过程中所起的作用包括保温和阻碍湿扩散。因此在考虑人体与 外界的热交换时必然要考虑到服装的影响。 影响人体与外界显热交换的几个环境因素 平均辐射温度；操作温度；对流换热系数 h；对流质交换系数 he 平均辐射温度概念 一个假想的等温围合面的表面温度，它与人体间的辐 射热交换量等于人体周围实际的非等温围合面与人体 间的辐射热交换量