3 建筑热湿环境

迟的关系。
6
2.太阳辐射对建筑物 的热作用
7
收非 的透 太光 阳围 辐护 射结 热构
外 表 面 所 吸
不同的表面对辐射的波长有选择性，黑色表 面对各种波长的辐射几乎都是全部吸收，而 白色表面可以反射几乎90％的可见光。
围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率 就越高，反射率越低。
反射
吸收
8
太阳辐射在透光围护结构中的传递
(1-r )(1-a o )3r 3
B
(1-r ) 2(1-a o )
(1-r )(1-a o ) r
(1-r )(1-a o )3r 2
D
(1-r )2(1-a o )3r 2
(1-r )2(1-a o )4 r 3
(1-a o )4(1-r ) r 4
13
太阳辐射在透光围护结构中的传递
阳光照射到单层半透 明薄层时，半透明薄 层对于太阳辐射的总 反射率、吸收率和透Hale Waihona Puke Baidu射率是阳光在半透明 薄层内进行反射、吸 收和透过的无穷次反 复之后的无穷多项之 和。
室外
室内
out [ta,out ( ) t(0, )] Qsol
Qlw,out
(x) t x
|x0
in[t( , )
ta,in ( )]
m
xij
ij
[Ti4
(
)
T
4 j
(
)]
Qshw
j 1
(x) t x
| x
初始条件：
t (x,0 ) = f (x)
内表面长波辐射
23
通过非透光围护结构的热传导
第三章 建筑热湿环境
1
内容提要
基本概念与术语 太阳辐射对建筑物的热作用 围护结构的热工特性与通过围护结构的得热
通过非透光围护结构的传热过程 通过透光围护结构的传热过程
其他得热来源 冷负荷与热负荷
基本原理，与得热之间的关系 负荷的计算方法
2
1. 基本概念与术语
3
建筑热湿环境是如何形成的?
利用室外空气综合温度简化外边界条件：
波辐射：
tz
tair
aI
out
QL
out
如果忽略围护结构外表面与天空和周围物体之间的
长波辐射：
tz
tair
aI
out
17
室外空气综合温度
Solar-air Temperature
人们常说的太阳下的“体感温度”是什么？ 室外空气综合温度与什么因素有关？ 高反射率镜面外墙和红砖外墙的室外空气综合
21
通过非透光围护结构的热传导
由于热惯性存在，通过围 护结构的传热量和温度的 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 决于围护结构的蓄热能力
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通过非透光围护结构的热传导
非均质板壁的一维不稳定导热过程：
t
2t a( x) t
a( x)
x2
x
x
边界条件：
太空散 射辐射
对流 换热
环境长波辐射
壁体得热
地面长 波辐射 地面反射辐射
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室外空气综合温度
Solar-air Temperature
60℃！
35℃！
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。
如果考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间的长
玻璃对辐射的选择性——普通玻璃的光谱透射率
透射率, ％
可见光
近红外线 长波红外线
0.8
9
太阳辐射在透光围护结构中的传递
Low-e玻璃：性能特殊
将具有低发射率、高红外 反射率的金属（铝、铜、 银、锡等），使用真空沉 积技术，在玻璃表面沉积 一层极薄的金属涂层，这 样就制成了 Low-e (Low-emissivity) 玻璃。
是建筑环境中最重要的内容 主要成因是外扰和内扰的影响和建筑
本身的热工性能 外扰：室外气候参数，邻室的空气温
湿度 内扰：室内设备、照明、人员等室内
热湿源
4
基本概念
围护结构的热作用过程：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（水蒸汽渗透）和
辐射三种形式。
14
太阳辐射在透光围护结构中的传递
阳光照射到双层半 透明薄层时，还要考 虑两层半透明薄层之 间的无穷次反射，以 及再对反射辐射的透 过。
假定两层材料的吸 收百分比和反射百分 比完全相同，两层的 吸收率相同吗？
15
室外空气综合温度Solar-air
Temperature
大气长 波辐射
太阳直 射辐射
对太阳辐射有高透和低透 不同性能。
低透low-e玻璃
10
low- e玻璃的透光选择性
一层low-e玻璃 ＋ 一层普通玻璃
反射率 透射率
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太阳辐射在透光围护结构中的传递
吸收
反射
透射
吸收率＋反射率＋透射率＝1
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太阳辐射在透光围护结构中的传递
玻璃的吸收百分比a0 :
1
A r
(1-r )(1-a o )2 r
对流换热 (对流质交换)
围护结构传热传湿
室内产热产湿
导热 (水蒸汽渗透)
辐射
5
基本概念
得热(Heat Gain HG)：某时刻在内外扰作用
下进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热
<0，意味着房间失去热量。 对流得热
显热
得
热
辐射得热
潜热
围护结构热过程特点：由于围护结构热惯性的存在，
通过围护结构的得热量与外扰之间存在着衰减和延
C
(1-r )2(1-a o )2 r
(1-r )(1-a o )4 r 3
E
(1-r )
(1-r ) a o (1-r ) (1-a o )
(1-r )(1-a o ) r a o
(1-r )(1-a o )2 r 2a o (1-r )(1-a o )2 r 2 (1-r )(1-a o )3 r 3a o
思考题 白天有天空辐射吗？ 试算一个夜间的室外空气综合温度是多少？
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通过围护结构的显热得热
外表面对流换热
外表面日射通过墙体的导热
通过围护 结构的显
热得热
通过非透光围护结 构的得热
两种得热方式机理不同
通过透光围护结构 的得热
通过透光围护结构的热 传导
通过透光围护结构的日射得热
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3.1 通过非透光围护结 构的传热过程
温度是否相同？ 请试算一下盛夏太阳下的室外空气综合温度比
空气温度高多少？
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天空辐射
(夜间辐射，有效辐射)
围护结构外表面与环境的长波辐射换热QL包括大气长波辐 射以及来自地面和周围建筑和其他物体外表面的长波辐射。
如果仅考虑对天空的大气长波辐射和对地面的长波辐射， 则有：
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