建筑环境中的热湿环境课件

§4-1概 述
一、室内热湿环境的形成及其受到的影响 主要包括两部分： 1 ．外扰因素：室外气候参数（室外空气温、 湿度，风速，太阳辐射，风向变化及临时的空气温 湿度）。通过围护结构的传热、传湿、空气渗透使 热量与湿量进入室内。 2．内扰因素：室内设备、照明、人体等热湿 二、室内湿热的传递作用形式 对流质交换（对流换热）、导热（水蒸气渗 透）和辐射
W ( Pb Pa ) F B0 B
式中： Pｂ—水表面温度下的饱和空气的水蒸汽 分压力 Pａ—空气中的水蒸汽分压力 B—当地实际大气压； F—水表面蒸发面积； —蒸发系数；=0+3.63×10－8v
（2）若蒸发过程是一个绝热过程， 则室内的总得热量并没有增加。空气 向水传递的热量为 Q=F（tr－trs） 式中：tr、trs －分别为空气干球温度、湿 球温度 这些热量全部用于水分的蒸发，湿地 面的散湿量为： W=Q/r 式中，r—水的汽化潜热，2450kJ/kg； W=0.006(tr－trs)F kg/h
—比例常数，称为水蒸气渗透系数 P —水蒸气两侧分压力
围护结构最小蒸汽渗透阻值
在稳定条件下从围护结构内表 面算起， 1.计算第n层材料层外表面的温 度。 2.由计算出的温度查表对应出 第n层材料层的饱和压力。 3.计算在稳定条件下从围护结 构内表面算起，第n层材料层 外表面的水蒸汽压力。 4.如图：作出饱和水蒸气压力 和实际水蒸气压力曲线。
二.空气渗透带来的得热
气体流动要消耗一定能量，即克 服一定阻力； 即 △P=RL+Z Pa 式中Z为局部阻力，与空气流动动 能成正比，即 Z=v2/2 △P≈Z≈v2/2 （1） 对于形状比较简单的孔口出流， 流速较高，流动多处于阻力平方区 v∝△P1/2

一.室内产热产湿量
（一）设备与照明的散热 室内设备分为加热设备和电动设备 照明设备散热量属于稳定得热，不随时间 变化 如:白炽灯 Q=n1N W 荧光灯: Q=n1(N+Nˊ) W （二）人体的散热与散湿 （三）设备的散湿量及潜热散热
（1）自由液面的散湿量； 如果室内有一个热的湿表面，散湿量为：

3.围护结构的热容量愈大，滞后的时间就
愈长，波幅的衰减就愈大。
二.通过围护结构的湿传递

通过围护结构的湿传递与室内外水蒸气的 分压力有关，在稳定情况下，单位时间内 通过单位面积围护结构的水蒸气量w与两 侧空气中水蒸气压力差正比
W KV (Pout Pin )[kg /(Sm2 )]
KVwk.baidu.com
围护结构外表面的热平 衡：壁体得热等于太 阳辐射热量（包括太 阳直射辐射，天空散 射辐射，地面反射辐 射），长波辐射得热 量（大气长波辐射、 地面长波辐射、环境 表面长波辐射）和对 流换热量之和。
室外空气综合温度，即综合表达了室外 空气温度、太阳辐射、围护结构外表面 与天空和周围物体之间的长波辐射，这 样一个综合热作用。 q (t t ) I Q 公式推导：
§4-2 太阳辐射对建筑物的热作用
一、围护结构外表面所吸收的 太阳辐射得热 二、室外空气综合温度 三、夜间辐射
一.围护结构外表面所吸收的太阳辐射得热
1. 太阳照射到非透明的围护结构外表面时；
一部分被反射，一部分被吸收，两者的比例取 决于围护结构表面的吸收率（或反射率） 非透明物体的吸收率取决于两方面的因素： a.投入射线的波长 b. 物体的自身状况（如表面光法度，颜色等）
结论：围护结构的表面越粗糙，颜色越深， 吸收率越高，反射率越低。
2.半透明物体在太阳照射时



半透明物体对不同波长的太阳辐射的吸收， 反射和穿透有选择性。 结论：玻璃对可见光和波长为3μm以下的 短波红外线来说几乎是透明的，但却能有 效地阻止长波红外线辐射 玻璃属于半透明体：
二.室外空气综合温度

out air w L
out [(tair
I QL ) tw ] out out
out (t z tw )
t z tair
I out
三、夜间辐射
白天，长波辐射可忽略，夜间不可忽略 经验值：对于垂直表面近似取 QL=0，对 于水平面，取QL/aout=3.5—4.0℃
发生湿传递的后果 1.若围护结构内任一断面上的水蒸汽分 压力大于该断面温度所相应的饱和水蒸 汽分压力，则在此端面将有水蒸汽凝结； 2.若温度低于零度，会出现冻结；使得 维护 3. 结构的传热系数大大增加，传热量增 加，加剧了维护结构的损坏，所以必须 设置蒸汽隔层。
§4-4 以其它形式进入室内的热量和湿量 一.室内产热产湿量 二.空气渗透带来的得热


（二）通过玻璃窗的 得热
一方面由于阳光的透射； 另一方面由于室内外存在 温度差 （1）通过玻璃板壁的传 热量 按稳态计算： 公式： （2）透过玻璃窗的太阳辐 射得热

（三）墙体、屋顶等建筑构件的传热 过程，可看作非均质板壁的一维不 稳定导热过程
墙体的传热量与温度对外扰的响应
结论： 1.温度波幅的衰减；时间的延迟； 2.当室外温度有所变化时，围护结构外表 面、围护结构本身各部位和内表面的温度 变化比室外空气温度的变化时间上有所滞 后。 距外表面距离越远，滞后的时间就越 长。

§4-3 建筑围护结构的热湿传递
一.通过围护结构的显热得热 二.通过围护结构的湿传递
一.通过围护结构的显热得热



包括两方面： 通过非透明围护结构的热传导； 通过玻璃窗的日射得热。 （一）通过非透明围护结构的热传导 非透明围护结构的传入室内的热量来源 两方面: 1.室外空气与围护结构外表面之间的对流 换热; 2.太阳辐射通过墙体导热传入的热量。
第四章 建筑环境中的热湿环境
本章学习要点：
室内热湿环境的形成原理 室内热湿环境与各种内外扰之间的关系 得热量与冷负荷之间的关系

第四章 建筑环境中的热湿环境
§4-1概述 §4-2 太阳辐射对建筑物的热作用 §4-3 建筑围护结构的热湿传递 §4-4 以其它形式进入室内的热量和湿量 §4-5 冷负荷与热负荷