哈工大-建筑环境学-第3章-建筑热湿环境2

我国目前常见遮阳方式
内遮阳：窗帘
外遮阳：屋檐、遮雨檐、遮阳蓬
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外遮阳和内遮阳有何区别?
反射
透过
反射 对流
对流
外遮阳： 只有透过 和吸收中 的一部分 成为得热
透过
内遮阳： 遮阳设施 吸收和透 过部分全 部为得热
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通风双 层玻璃 窗，内 置百页
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内百页
无通风
有通风
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双向通风窗
送风
室内送风口
排除的对流热＋空气的显热增值 ＝ 室内热源对流换热＋ 壁面对流换热＋渗透得热
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室内热源对流换热
室内热源得热＝ 室内热源对流换热 ＋热源向空调辐射板的辐射＋热源向壁面的辐射
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壁面对流换热
通过围护结构的导热得热
Qcond
＋本壁面获得的通过玻璃窗的日射得热 ＝ 壁面对流换热 ＋本壁面向空调辐射设备的辐射 ＋本壁面向其他壁面的长波辐射
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第四节 冷负荷与热负荷
3.4.1 室内环境参数与负荷的定义
室内环境参数
为保证房间功能的需要，室内所需要的热湿环境对 应的参数。
冷负荷
维持一定室内热湿环境所需要的在单位时间内从室 内除去的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。
热负荷
维持一定室内热湿环境所需要的在单位时间内向室 内加入的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。
长波辐射
长波 辐射
通过玻璃窗的温
差传热量和天空长 波辐射的传热量可 通过各层玻璃的热 平衡求得
导热和 自然对 流换热
对流换热
室内表面 对玻璃的 长波辐射
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遮阳方式
现有遮阳方式
内遮阳：普通窗帘、百页窗帘 外遮阳：挑檐、可调控百页、遮阳蓬 窗玻璃间遮阳：夹在双层玻璃间的百页窗 帘，百页可调控
＋本壁面向热源的辐射
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3.4.3 房间空气热平衡的数学表达式
房间的总冷负荷
空气的显热增值
房间温度不恒定
系统的显热除热量
HE Q cl , s Q a HE Q cl , s
房间温度恒定
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讨论
一个空调房间，只有一面外墙，室内热源为 一个大功率灯，把灯光投射到外墙内表面上 和把灯光投射在内墙表面上对房间的冷负荷 有何影响？ 人们常认为白色外墙比深色外墙能更好的降 低建筑的太阳得热量，那么白色内墙表面是 不是比深色内墙表面吸收辐射热少呢？
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讨论
冬季拉下金属百叶窗帘对室内温度有 什么影响？
一个房间窗户朝东和窗户朝西，哪个 较好？
阳台用玻璃围起来后对冬夏室内热环 境有何影响？ 为什么一楼散热器比其他楼层多？
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第三章
建筑热湿环境
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（三）通过透明围护结构的得热
1、通过玻璃的温差传热
Q cond K glass F glass [ t out ( ) t in ( )]
通过玻璃的温 差传热 透过玻璃的日射 得热
通过玻璃窗的 得热
得热与玻璃窗的 种类及其热工性能有 重要的关系。
2
Hale Waihona Puke Baidu
2、通过玻璃窗的日射得热
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负荷的大小与去除或补充热量 的方式有关 冷辐射板空调需要去
除的热量除了进入到空气 中的热量外，还包括贮存 在热表面上的热量。
常规的送风方式空调 需要去除的是进入到空 气中的得热量。
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3.4.2 得热与冷负荷的关系
潜热得热、渗透空气得热
得热立刻成为瞬时冷负荷
通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、 室内显热源散热
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、透过玻璃窗到室外、
其它室内物体表面（家具、人体等）；
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
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3.3.1 室内产热与产湿
Kv 1 1
in
i 1 1 vi a out
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三、 通过围护结构的湿传递
当墙体内实际水蒸汽分压力 高于饱和水蒸汽分压力时， 就可能出现凝结或冻结，影 响墙体保温能力和强度。
温度 饱和水蒸汽分压力
实际水蒸汽分压力
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第三节 其它进入室内的热量和湿量
3.3.1 室内产热与产湿
冷负荷≠得热量
决定因素
空调形式
送风：负荷＝对流部分
数值不等
辐射：负荷＝对流部分＋辐射部分
热源特性：对流与辐射的比例是多少？
围护结构热工性能：蓄热能力如何？如果内表面 完全绝热呢？ 房间的构造（角系数）
注意：辐射的存在是延迟和衰减的根源！
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房间空气的热平衡关系
室内湿源包括人员、水面、产湿设备
散湿形式：直接进入空气 得热往往考虑围护结构和家具的蓄热，“得湿”一般 不考虑“蓄湿”
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
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人体散热散湿
见后面章节！
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3.3.2 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。 工程应用：缝隙法、换气次数法（冬季）
缝隙法
换气次数法
La= k· · la l
La= n· V
对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷
辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式
进入空气成为瞬时冷负荷，因此负荷与得热在 时间上存在延迟。
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3.4.2 得热与冷负荷的关系
热量 蓄热量 瞬时得热量 瞬时冷负荷 需除去的蓄热量
照明得热量 蓄热量
实际冷负荷
需除去的蓄热量
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冷负荷与得热有关；
概念不同
室内空 气 室内
室外
内层玻璃
室内排风口
室外新鲜 空气
外层玻璃
排风
中间层玻璃
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三、 通过围护结构的湿传递
湿传递的动力是水蒸气分压力的差。墙体中 水蒸气的传递过程与墙体中的热传递过程相 类似：w = Kv (Pout - Pin) （kg /（sm2））
水蒸汽渗透系数，kg/(Ns) 或 s/m：
Q cond K glass F glass [ t out ( ) t in ( )]
HG solar ( SSG Di X s SSG dif )C s C n X glass F window
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通过玻璃窗的长波辐射???
夜间除了通过玻璃 窗的温差传热外， 还有由于天空夜间 辐射导致的散热量 采用 low-e 玻璃可 减少夜间辐射散热
可利用对标准玻璃的得热 SSGDi 和 SSGdif 进 行修正来获得简化计算结果：
实际照射面积比 窗的有效面积系数
HG solar ( SSG Di X s SSG dif )C s C n X glass F window
玻璃的遮挡系数 遮阳设施的遮阳系数
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（三）通过透明围护结构的得热