整理復(fù)習(xí)資料 環(huán)境學(xué) 揚(yáng)大

1、out airoutairal Q+ lw-a a=a (t t )outout第三章建筑熱濕環(huán)境熱濕環(huán)境形成的主要原因：外擾（室外氣候參數(shù)以及鄰室的空氣溫度）和內(nèi)擾（室外氣 候參數(shù)）。其作用形式基本為對(duì)流換熱（對(duì)流質(zhì)交換）、導(dǎo)熱（水蒸氣滲透）和輻射三種。某 時(shí)刻在內(nèi)外擾作用下進(jìn)入房間的熱量叫做該時(shí)刻的得熱，包括顯熱（對(duì)流得熱和輻射得熱） 和潛熱兩部分。若是得熱為負(fù)，則意味著房間時(shí)區(qū)顯熱和潛熱量。圍護(hù)結(jié)構(gòu)因其熱慣性的存 在導(dǎo)致其得熱量與外擾之間存在著衰減和延遲的關(guān)系。一、太陽(yáng)輻射對(duì)建筑物的熱作用一般工業(yè)熱源的輻射均為長(zhǎng)波輻射，波長(zhǎng)為5呻以上（紫外線區(qū)0.20.38呻，可見(jiàn) 光0.38pm0.7

2、6pm，近紅外線0.763.0pm）。因此建筑環(huán)境所涉及的表面溫度范圍決定了其 發(fā)射的輻射均為長(zhǎng)波輻射，只有發(fā)射可見(jiàn)光的燈具和高溫?zé)嵩床庞锌赡馨l(fā)射可見(jiàn)光和近紅外 線。大多數(shù)材料和不同顏色的組成的表面對(duì)長(zhǎng)波輻射的吸收率和反射率隨波長(zhǎng)變化并不大， 近似為常數(shù)。但對(duì)占太陽(yáng)輻射絕大部分的可見(jiàn)光和近紅外線波段區(qū)有著顯著的選擇性。不同的表面對(duì)輻射的波長(zhǎng)有選擇性，黑色表面對(duì)各種波長(zhǎng)的輻射幾乎都是全部吸收， 而白色表面可以反射幾乎90%的可見(jiàn)光。對(duì)太陽(yáng)輻射，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面越粗糙、顏色越深， 吸收率就越高，反射率越低。玻璃對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性的透過(guò)特性:3pm以下波長(zhǎng)幾乎全部透過(guò)，但卻能阻隔3 pm 以上的長(zhǎng)波紅外

3、線輻射一一溫室效應(yīng)。對(duì)此，將具有低發(fā)射率、高紅外反射率的金屬（鋁、 銅、銀、錫等），使用真空沉積技術(shù)，在玻璃表面沉積一層極薄的金屬涂層，這樣就制成了 Low-e （Low-emissivity）玻璃。對(duì)太陽(yáng)輻射有高透和低透不同性能。low-e玻璃與普通玻璃 根本不同是：它對(duì)波長(zhǎng)在0.763pm近紅外線的透射率比普通玻璃低的多：且具有較低的 長(zhǎng)波紅外線發(fā)射率和吸收率，可低達(dá)0.1，普通玻璃為0.84,具有較高的長(zhǎng)波紅外線反射率。玻璃的總吸收率、總反射率、總透過(guò)率都隨著入射角i改變。入射角和折射指數(shù)n （即介質(zhì)的性質(zhì)）有關(guān)。sin i n反射百分比：,=El, 吸收百分比：a0 = 1 - eXP

4、（ KL）其中，消光系數(shù)K和射線波長(zhǎng)有關(guān)，行程L與入射角和折射指數(shù)有關(guān)。5、壁面得熱等于太陽(yáng)輻射熱量、長(zhǎng)波輻射換熱量和對(duì)流換熱量之和。則建筑物單位外 表面積上得到的熱量為：q= a （t - t ）+ al - Qout z w所謂tz（室外空氣綜合溫度）考慮了太陽(yáng)輻射的作用對(duì)表面換熱量的增強(qiáng)，相當(dāng)于在室 外氣溫上增加了一個(gè)太陽(yáng)輻射的等效溫度值，并扣除了圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與天空和周圍物體之 間的長(zhǎng)波輻射的當(dāng)量溫度值。有時(shí)長(zhǎng)波輻射是可以忽略的，以此簡(jiǎn)化表達(dá)式。6、夜間輻射，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與環(huán)境的長(zhǎng)波輻射換熱Qlw包括大氣長(zhǎng)波輻射以及來(lái)自 地面和周圍建筑和其他物體外表面的長(zhǎng)波輻射。由于環(huán)境表面的長(zhǎng)波輻

5、射很難求得，因此 往往采用經(jīng)驗(yàn)值。垂直面近似取Q = 0，水平面取Q /a = 3.5 - 4.0 Co、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞1、建筑物的得熱包括顯熱得熱和潛熱得熱兩部分。顯熱是指對(duì)流得熱和輻射得熱;潛 熱是以進(jìn)入到室內(nèi)的濕量的形式來(lái)表述的。通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的顯熱傳熱過(guò)程包括通過(guò)非透光圍 護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)以及誦過(guò)誘光維護(hù)結(jié)構(gòu)的日射得熱。而誦過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成的潛熱得熱主要來(lái) 自于非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕傳遞。2、通過(guò)非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量來(lái)源于兩部分:室外空氣與圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面之 間的對(duì)流換熱和太陽(yáng)輻射通過(guò)墻體導(dǎo)熱傳入的熱量。由于熱慣性存在，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱 量和溫度的波動(dòng)幅度與外擾波動(dòng)幅度之間存在衰

6、減和延遲的關(guān)系。衰減和滯后的程度取決于 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱能力。即便室外氣象參數(shù)t ()與室內(nèi)空氣溫度tam ()是確定的，實(shí)際通過(guò)非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)從室外傳入室內(nèi)的熱量Qwaiic血也是不確定的一一受其他壁面溫度高低與 室內(nèi)輻射熱源方向的影響。因此，求解“通過(guò)非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入室內(nèi)的顯熱量”的過(guò)程非 常復(fù)雜。與室內(nèi)人員、設(shè)備、窗玻璃的太陽(yáng)輻射等進(jìn)入室內(nèi)的熱量有很大不同。后者基本只 取決于熱源自身的特點(diǎn)。3、誦過(guò)透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的顯熱主要包括兩部分：通過(guò)玻璃板壁的熱傳導(dǎo)和透過(guò) 玻璃的日輻射得熱。這兩部分的傳熱量與透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的種類及其熱工性能有重要關(guān)系。但 與非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同的是，這兩部分的熱量

7、傳遞之間不存在強(qiáng)耦合關(guān)系。4、透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻往往低于實(shí)體墻，所以透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)往往是建筑保溫中最薄弱 的一環(huán)，玻璃窗或玻璃幕墻采用不同種類的玻璃層數(shù)和特殊的夾層氣體，目的主要是盡量增 加玻璃的傳熱熱阻，避免冷橋。5、為何low-e膜或low-e玻璃的總傳熱系數(shù)比較低？(熱傳導(dǎo))因?yàn)閘ow-e膜或low-e玻璃具有對(duì)長(zhǎng)波輻射的低發(fā)射率和高反射率。在冬夜，普通玻璃 方面吸收了室內(nèi)表面的長(zhǎng)波輻射熱，另一方面又被室內(nèi)空氣加熱使其具有較高的表面溫 度，因此會(huì)向室外低溫環(huán)境以及低溫天空以長(zhǎng)波輻射的方式散熱。而low-e膜或low-e玻璃 由于具有對(duì)長(zhǎng)波輻射的低發(fā)射率、低吸收率和高反射率，能夠有效地把長(zhǎng)波

8、輻射反射回室內(nèi)， 降低玻璃的溫升，同時(shí)其低長(zhǎng)波發(fā)射率保證其對(duì)室外環(huán)境的長(zhǎng)波輻射散熱量也大大降低。即 便在炎熱的夏季，low-e玻璃被室外空氣和太陽(yáng)輻射加熱后向室內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)波輻射的散熱量 也會(huì)顯著減少。因這種長(zhǎng)波輻射的傳熱量即換熱系數(shù)也被折算到總傳熱系數(shù)中，這就是原因。6、陽(yáng)光照射到透光材料后，一部分被反射掉而不會(huì)成為房間的得熱：一部分直接透過(guò) 進(jìn)入室內(nèi)而全部成為房間的得熱:還有一部分被透光材料吸收而使玻璃升溫，再以對(duì)流和輻 射的形式同時(shí)向室內(nèi)和室外放熱，其中散放到室內(nèi)的部分成為了房間的得熱，而放散到室外 的部分不會(huì)成為得熱。(太陽(yáng)輻射得熱)7、標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)得熱量SSG：以某種類型和厚度的玻璃作為標(biāo)準(zhǔn)

9、透光材料，取其在無(wú)遮擋 條件下的太陽(yáng)輻射得熱量。當(dāng)采用其他類型和厚度玻璃或內(nèi)外有某種遮擋時(shí)，可利用對(duì)標(biāo) 準(zhǔn)玻璃的得熱ssg s和ssG dg行修正來(lái)獲得簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果。內(nèi)遮陽(yáng)：普通窗簾、百葉窗簾遮陽(yáng)方式外遮陽(yáng)：挑檐、可調(diào)檐、可調(diào)控陽(yáng)蓬8、窗玻璃間玻璃間遮陽(yáng)：層玻璃間的百頁(yè)窗簾，百頁(yè)頁(yè)可調(diào)內(nèi)、外遮陽(yáng)的區(qū)別內(nèi)遮陽(yáng)：遮陽(yáng)陽(yáng)設(shè)施吸收和透過(guò)分全部為全部 外遮陽(yáng)遮陽(yáng)：只有透過(guò)攵中的一部分成為中的遮陽(yáng)系數(shù)Cn是指設(shè)置了遮陽(yáng)設(shè)施后的太陽(yáng)輻射得熱與未設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施時(shí)的太陽(yáng)輻 射得熱之比；遮擋系數(shù)Cs是指通過(guò)某種玻璃的實(shí)際太陽(yáng)輻射得熱與通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)玻璃的太陽(yáng)輻 射得熱SSG的比值。外遮陽(yáng)的作用可以反映在陽(yáng)光實(shí)際照射面積比

10、Xs上，其本質(zhì)是減小 透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的光斑面積。9、通過(guò)透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)總得熱量=通過(guò)透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱得熱量+通過(guò)透 光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)輻射得熱量。其中，第一項(xiàng)有一部分是以玻璃表面的對(duì)流換熱形式進(jìn) 入室內(nèi)的，另一部分是以長(zhǎng)波輻射的形式進(jìn)入室內(nèi)的;第二項(xiàng)有一部分是直接透射進(jìn)入室內(nèi)， 另一部分則被玻璃吸收，然后再通過(guò)長(zhǎng)波輻射和對(duì)流換熱進(jìn)入到室內(nèi)。上述得熱量與通過(guò)透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際進(jìn)入室內(nèi)的熱量之間有差別，其原因有：r室內(nèi)外溫度不同，單向?qū)α鞑捎肧SG求得的HG部分與實(shí)際有偏差室內(nèi)外溫度不同，單向?qū)α鱳nd，so1除對(duì)流外還會(huì)有長(zhǎng)波輻射（2）吸收部分太陽(yáng)輻射熱后，內(nèi)部溫度分布與內(nèi)表面溫度會(huì)有

11、顯著變化 當(dāng)室內(nèi)存在對(duì)玻璃內(nèi)表面的輻射熱源時(shí)，同樣會(huì)導(dǎo)致通過(guò)玻璃的總傳 熱量改變.10、濕傳遞（潛熱）的動(dòng)力是水蒸氣分壓力的差，當(dāng)墻體內(nèi)實(shí)際水蒸汽分壓力高于該 斷面溫度所對(duì)應(yīng)的飽和水蒸汽分壓力時(shí)，就可能出現(xiàn)凝結(jié)或凍結(jié)，影響墻體保溫能力和強(qiáng)度。三、其他得熱來(lái)源（室內(nèi)產(chǎn)熱產(chǎn)濕和空氣滲透帶來(lái)的得熱）1、室內(nèi)顯熱熱源熱源包括照明、電器和電動(dòng)設(shè)備、人員等，其散熱形式是輻射和對(duì)流。 其中，高溫?zé)嵩春蜔艟叩妮椛渲饕强梢?jiàn)光和紅外線，而人體和常溫設(shè)備主要是長(zhǎng)波輻射。 室內(nèi)濕源包括人員、水面、產(chǎn)濕設(shè)備，其散濕形式是直接進(jìn)入空氣。濕源與空氣進(jìn)行質(zhì)交換 同時(shí)一般伴隨顯熱交換。得熱往往考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)和家具的蓄熱，“得濕

12、”一般不考慮“蓄濕”。2、為什么夏季可不考慮空氣滲透的作用，冬季冷風(fēng)滲透往往不可忽略？（AP是主因） 夏季：室內(nèi)外溫差小，風(fēng)壓是造成空氣滲透的主要?jiǎng)恿?。如空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)造成足夠的室內(nèi)正壓，就可不考慮空氣滲透的作用。冬季：室內(nèi)外溫差大，熱壓作用往往強(qiáng)于風(fēng)壓，如果室內(nèi)有（非空調(diào)）熱壓作用更大， 室外冷空氣從建筑物的下部開(kāi)口進(jìn)入，室內(nèi)熱空氣從建筑物的上部開(kāi)口流出，因此采暖期， 造成多層和高層建筑底層房間熱負(fù)荷明顯高于上部房間的熱負(fù)荷。因此冬季冷風(fēng)滲透往往不 可忽略。3、計(jì)算空氣滲透量的估算方法：縫隙法和換氣次數(shù)法。四、冷負(fù)荷和熱負(fù)荷1、冷負(fù)荷：維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)在一定要求范圍內(nèi)（很多時(shí)候是“某恒定值

13、），在 單位時(shí)間內(nèi)需要從室內(nèi)除去的熱量，包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩部分。如果把潛熱負(fù)荷表示 為單位時(shí)間內(nèi)排除的水分，則又可稱作濕負(fù)荷。熱負(fù)荷：維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)在一定要求范圍內(nèi)（很多時(shí)候是“某恒定值”），在單位 時(shí)間內(nèi)向室內(nèi)加入的熱量，包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩部分。如果只控制室內(nèi)溫度，則熱負(fù) 荷就只包括顯熱負(fù)荷。冷熱負(fù)荷的大小與去除負(fù)荷的方式有關(guān)，比如送風(fēng)方式和輻射方式。相見(jiàn),P712、潛熱得熱、滲透空氣得熱，得熱立刻成為瞬時(shí)冷負(fù)荷；而通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)（透 明、非透明）、通過(guò)玻璃窗日射得熱、室內(nèi)顯熱熱源散熱對(duì)流得熱部分立刻成為瞬時(shí)冷負(fù)荷 輻射得熱部分先傳到各內(nèi)表面，再以對(duì)流形式進(jìn)入空氣成為瞬

14、時(shí)冷負(fù)荷，因此，對(duì)“輻射得 熱”，負(fù)荷與得熱在時(shí)間上存在延遲和峰值上存在衰減。3、大多數(shù)情況下，冷負(fù)荷與得熱量有關(guān)，但并不等于得熱。兩者關(guān)系由空調(diào)形式（送 風(fēng)空調(diào)和輻射空調(diào)）、熱源特性（對(duì)流和得熱的比例圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能（蓄熱能力，內(nèi) 表面的絕熱與否）和房間的構(gòu)造（角系數(shù)）有關(guān)。輻射的存在是延遲和衰減的根源。4、無(wú)論是送風(fēng)空調(diào)，還是輻射板空調(diào)方式，在室內(nèi)空氣溫度恒定時(shí)，房間顯熱冷負(fù)荷 均等于熱源、滲透風(fēng)、透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)三項(xiàng)顯熱得熱加上通過(guò)非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的顯 熱量。如果維持相同的室內(nèi)溫度，冷輻射板空調(diào)方式的冷負(fù)荷要高于常規(guī)送風(fēng)空調(diào)的冷負(fù)荷， 因?yàn)橥鈬o(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度會(huì)因此而降低，導(dǎo)致通過(guò)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量增加。反之， 熱輻射板空調(diào)方式的熱負(fù)荷要高于維持相同溫度的常規(guī)送風(fēng)空調(diào)的熱負(fù)荷。5、室內(nèi)空氣參數(shù)變化時(shí)，采用“除熱量”來(lái)描述需要排除的熱量。室內(nèi)降溫時(shí)，A2a（顯熱增濕）為負(fù)，房間冷負(fù)荷比恒溫大；室內(nèi)升溫時(shí)，Ag為正，房間冷負(fù)荷比恒溫要 小。相差的量除了空氣的顯熱