热湿环境基本概念与术语(pdf 108页)
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8
取决于热源的得热(1)
——室内产热与产湿，得热量＝发热量
室内显热热源包括照明、电器设备、人员
显热热源散热的形式
辐射：进入墙体内表面、空调辐射板、其它室内物 体表面（家具、人体等），透过玻璃窗到室外；
对流：直接进入空气。
显热热源辐射散热的波长特征
可见光和近红外线：灯具、高温热源（电炉等） 长波辐射：人体、常温设备
低透low-e玻璃 19
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
20
太阳辐射在透光围护结构中的传递
玻璃的吸收百分比a0 : a0 = 1 − exp(− KL)
1
A r
(1-r )(1-a o )2 r
C
(1-r )2(1-a o )2 r
(1-r )(1-a o )4 r 3
17
太阳辐射在透光围护结构中的传递
玻璃对辐射的选择性——普通玻璃的光谱透射率
透射率τ, ％
可见光
近红外线 长波红外线
0.8
18
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 (Lowemissivity) 玻璃。对太阳 辐射有高透和低透不同性 能。
(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
21
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 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。
《清华大学学报》, 1989年, 第5期
工程应用：缝隙法、换气次数法
12
网络平衡法原理
节点流量平衡：AG＝0 回路压力平衡：B ∆P＝0
各支路和节点均编号。
网络关联矩阵A元素 aij： 由 i 点到 j点为1，反之为 -1，无
关为0。
基本回路矩阵B元素 bij： 由 j支路与 i 回路同向为1，反之
第三章
建筑热湿环境
清华大学 建筑学院 建筑技术科学系
1
内容提要（三次课）
1. 基本概念与术语 2. 得热的来源 3. 围护结构的热工特性与通过围护结构的热传导
3.1 通过非透光围护结构的传热过程 3.2 通过透光围护结构的传热过程
4. 冷负荷与热负荷
4.1 基本原理，与得热之间的关系 4.2 负荷的计算方法
9
室内产热与产湿（续）
室内湿源包括人员、水面、产湿设备
散湿形式：直接进入空气 围护结构和家具会有一定的蓄湿功能
湿源与空气进行质交换同时一般伴随显热交换
有热源湿表面：水分被加热蒸发，向空气加入了显热 和潜热，显热交换量取决于水表面积
无热源湿表面：等焓过程， 室内空气的显热转化为潜热
蒸汽源：可仅考虑潜热交换
10
取决于热源的得热(2)：人体散热散湿
请见第四章
11
取决于热源的得热(3) ——空气渗透带来的得热
夏季：室内外温差小，风压是主要动力 冬季：室内外温差大，热压作用往往强于
风压，造成底层房间热负荷偏大。因此冬 季冷风渗透往往不可忽略。 理论求解方法：网络平衡法，数值求解
《流体网络原理》课程将介绍 参考文献：朱颖心， 水力网络流动不稳定过程的算法，
22
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？
23
2
1. 基本概念与术语
3
建筑热湿环境是如何形成的?
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。
15
的非
太 透 不同的表面对辐射的波长有选择性，黑色表
阳光
面对各种波长的辐射几乎都是全部吸收，而
辐围
白色表面可以反射几乎90％的可见光。
射 护 围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率
热结
就越高，反射率越低。
构
外
表
面
所
吸 反射 收
吸收
16
太阳辐射在透光围护结构中的传递
吸收α
反射 γ
wenku.baidu.com
透射τ
吸收率α＋反射率γ＋透射率τ＝1
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
(1-r )(1-a o )3r 3
B
(1-r ) 2(1-a o )
6
2. 得热的来源 (Heat Gain)
7
得热的来源
与室内状态无关，只取决于热源的得热
室内产热与产湿，得热量＝热源发热量
室内设备与照明 室内人员
通过围护结构的空气渗透导致的得热 透过透光围护结构的太阳辐射得热
与热源和室内热状态（空气温度、壁面温度） 都有关的得热
通过非透光围护结构的热传导 通过透光围护结构的热传导
围护结构传热 传湿
室内产热产湿
对流换热 (对流质交换)
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。
显热
得 热
对流得热 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迟 的关系。
为 -1，无关为0。
13
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. 围护结构的热工特性与通 过围护结构的热传导
3.1 通过非透光围护结构的传热过程 3.2 通过透光围护结构的传热过程
取决于热源的得热(1)
——室内产热与产湿，得热量＝发热量
室内显热热源包括照明、电器设备、人员
显热热源散热的形式
辐射：进入墙体内表面、空调辐射板、其它室内物 体表面（家具、人体等），透过玻璃窗到室外；
对流：直接进入空气。
显热热源辐射散热的波长特征
可见光和近红外线：灯具、高温热源（电炉等） 长波辐射：人体、常温设备
低透low-e玻璃 19
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
20
太阳辐射在透光围护结构中的传递
玻璃的吸收百分比a0 : a0 = 1 − exp(− KL)
1
A r
(1-r )(1-a o )2 r
C
(1-r )2(1-a o )2 r
(1-r )(1-a o )4 r 3
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太阳辐射在透光围护结构中的传递
玻璃对辐射的选择性——普通玻璃的光谱透射率
透射率τ, ％
可见光
近红外线 长波红外线
0.8
18
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 (Lowemissivity) 玻璃。对太阳 辐射有高透和低透不同性 能。
(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
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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 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。
《清华大学学报》, 1989年, 第5期
工程应用：缝隙法、换气次数法
12
网络平衡法原理
节点流量平衡：AG＝0 回路压力平衡：B ∆P＝0
各支路和节点均编号。
网络关联矩阵A元素 aij： 由 i 点到 j点为1，反之为 -1，无
关为0。
基本回路矩阵B元素 bij： 由 j支路与 i 回路同向为1，反之
第三章
建筑热湿环境
清华大学 建筑学院 建筑技术科学系
1
内容提要（三次课）
1. 基本概念与术语 2. 得热的来源 3. 围护结构的热工特性与通过围护结构的热传导
3.1 通过非透光围护结构的传热过程 3.2 通过透光围护结构的传热过程
4. 冷负荷与热负荷
4.1 基本原理，与得热之间的关系 4.2 负荷的计算方法
9
室内产热与产湿（续）
室内湿源包括人员、水面、产湿设备
散湿形式：直接进入空气 围护结构和家具会有一定的蓄湿功能
湿源与空气进行质交换同时一般伴随显热交换
有热源湿表面：水分被加热蒸发，向空气加入了显热 和潜热，显热交换量取决于水表面积
无热源湿表面：等焓过程， 室内空气的显热转化为潜热
蒸汽源：可仅考虑潜热交换
10
取决于热源的得热(2)：人体散热散湿
请见第四章
11
取决于热源的得热(3) ——空气渗透带来的得热
夏季：室内外温差小，风压是主要动力 冬季：室内外温差大，热压作用往往强于
风压，造成底层房间热负荷偏大。因此冬 季冷风渗透往往不可忽略。 理论求解方法：网络平衡法，数值求解
《流体网络原理》课程将介绍 参考文献：朱颖心， 水力网络流动不稳定过程的算法，
22
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？
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1. 基本概念与术语
3
建筑热湿环境是如何形成的?
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
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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。
15
的非
太 透 不同的表面对辐射的波长有选择性，黑色表
阳光
面对各种波长的辐射几乎都是全部吸收，而
辐围
白色表面可以反射几乎90％的可见光。
射 护 围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率
热结
就越高，反射率越低。
构
外
表
面
所
吸 反射 收
吸收
16
太阳辐射在透光围护结构中的传递
吸收α
反射 γ
wenku.baidu.com
透射τ
吸收率α＋反射率γ＋透射率τ＝1
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
(1-r )(1-a o )3r 3
B
(1-r ) 2(1-a o )
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2. 得热的来源 (Heat Gain)
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得热的来源
与室内状态无关，只取决于热源的得热
室内产热与产湿，得热量＝热源发热量
室内设备与照明 室内人员
通过围护结构的空气渗透导致的得热 透过透光围护结构的太阳辐射得热
与热源和室内热状态（空气温度、壁面温度） 都有关的得热
通过非透光围护结构的热传导 通过透光围护结构的热传导
围护结构传热 传湿
室内产热产湿
对流换热 (对流质交换)
导热 (水蒸汽渗透)
辐射
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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。
显热
得 热
对流得热 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迟 的关系。
为 -1，无关为0。
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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. 围护结构的热工特性与通 过围护结构的热传导
3.1 通过非透光围护结构的传热过程 3.2 通过透光围护结构的传热过程