11：室內(nèi)熱濕環(huán)境概要課件

建筑物理

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河南理工大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院建筑物理

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河南11.1室內(nèi)熱濕環(huán)境1.2室外熱環(huán)境及建筑熱工分區(qū)1.3傳熱方式第一章

建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1.1室內(nèi)熱濕環(huán)境第一章

建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)21.1室內(nèi)熱濕環(huán)境

1.1.1人體的熱平衡1.1.2人體熱平衡的影響因素1.1.3室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)1.1.4濕空氣的物理性質(zhì)1.1室內(nèi)熱濕環(huán)境

1.1.1人體的熱平衡3環(huán)境～人視覺(jué)聽覺(jué)觸覺(jué)味覺(jué)熱感覺(jué)光環(huán)境聲環(huán)境接觸物食物熱環(huán)境環(huán)境～人視覺(jué)光環(huán)境4熱感覺(jué)冷： 皮膚溫度降低 血管收縮 寒戰(zhàn) 加衣服 增加活動(dòng)量 體內(nèi)溫度降低 體內(nèi)溫度升高 減少活動(dòng)量 減衣服 出汗 血管擴(kuò)張熱： 皮膚溫度升高很熱熱暖微暖熱中性（不冷不熱）微涼涼冷很冷感覺(jué)生理反應(yīng)健康空氣溫度熱感覺(jué)冷： 皮膚溫度降低 血管收縮 寒戰(zhàn) 加衣服 增加活動(dòng)51.1.1人體的熱平衡人體與室內(nèi)的熱交換主要以對(duì)流和輻射的方式進(jìn)行。室內(nèi)氣候?qū)θ梭w的影響主要表現(xiàn)在冷熱感。冷熱感取決于人體新陳代謝產(chǎn)生的熱量和人體向周圍環(huán)境散熱量之間的平衡關(guān)系，如圖。1.1.1人體的熱平衡人體與室內(nèi)的熱交換6

體溫恒定；體溫上升；體溫下降。qr:人體與環(huán)境輻射換熱率qw:人體蒸發(fā)散熱率qm:人體新陳代謝產(chǎn)熱率qc:人體與環(huán)境對(duì)流換熱率（1）人體熱平衡方程：體溫恒定；qr:人體與環(huán)境輻射換熱率qw7建筑師的任務(wù)就是為人們營(yíng)造出良好的室內(nèi)熱環(huán)境，使人們能保持舒適狀態(tài)下的人體熱平衡。建筑師的任務(wù)就是為人們營(yíng)造出良好的室內(nèi)熱8問(wèn)題：當(dāng)人體熱負(fù)荷為0，也即人體達(dá)到了熱平衡時(shí)，是不是人就感覺(jué)舒適了？問(wèn)題：當(dāng)人體熱負(fù)荷為0，也即人體達(dá)到了熱平衡時(shí)，是不是人就感9什么是人體舒適度？人體舒適度：就是在不特意采取任何防寒保暖或防暑降溫措施的前提下，人們?cè)谧匀画h(huán)境中是否感覺(jué)舒適及其達(dá)到怎樣一種程度的具體描述。在空氣溫度高于32℃、濕度超過(guò)80%、風(fēng)力小于2級(jí)的環(huán)境中，人們會(huì)普遍感到悶熱難忍，甚至出現(xiàn)中暑現(xiàn)象，我們稱這時(shí)的“人體舒適度”為“悶熱”或“極熱”。什么是人體舒適度？人體舒適度：就是在不特意采取任何防10答：人體的熱平衡是達(dá)到人體熱舒適的必要條件。而人體按正常比例散熱，則是人體熱舒適的充分條件。所謂按正常比例散熱，指的是對(duì)流換熱約占總散熱量的25-30，輻射散熱約為45-50，呼吸和無(wú)感覺(jué)蒸發(fā)散熱約占25-30，處于舒適狀況的熱平衡，可稱之為“正常熱平衡”。答：人體的熱平衡是達(dá)到人體熱舒適的必要條件。而人體按正11影響人體熱舒適的因素：主觀因素：人體所處的活動(dòng)狀態(tài)、人體的衣著狀態(tài)?？陀^因素：室內(nèi)的氣象參數(shù)——室內(nèi)空氣濕度、空氣溫度、氣流速度、環(huán)境輻射溫度。熱舒適感是在這6各因素共同影響下的一種綜合效果。影響人體熱舒適的因素：121.1.2人體的熱平衡的影響因素1、空氣溫度：對(duì)流散熱量2、環(huán)境表面溫度：輻射散熱量3、水蒸汽分壓力（空氣濕度）：蒸發(fā)散熱量悶熱vs濕冷4、風(fēng)速：對(duì)流散熱量和蒸發(fā)散熱量涼風(fēng)席席vs熱風(fēng)5、服裝熱阻：影響所有散熱量6、新陳代謝率：影響產(chǎn)熱量1.1.2人體的熱平衡的影響因素1、空氣溫度：對(duì)流散熱量131.1.2人體的熱平衡的影響因素

食物分解氧化熱量人體的基本生理要求：維持體溫基本恒定！

代謝率(MetabolicRate)：人體新陳代謝反應(yīng)過(guò)程中能量釋放的速率（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量1.1.2人體的熱平衡的影響因素食物分解氧化熱量（1）141)影響人體新陳代謝產(chǎn)熱量的因素影響因素多：

肌肉活動(dòng)強(qiáng)度：絕對(duì)的影響環(huán)境溫度：偏高、偏低都增加代謝率性別：男性高于女性年齡：少年高于老人神經(jīng)緊張程度：緊張則代謝率高進(jìn)食后時(shí)間的長(zhǎng)短等：進(jìn)食后代謝率增加，蛋白質(zhì)代謝率高，糖和脂肪類代謝率低。代謝率單位met：1met=58.2W/m2，即成年男子靜坐時(shí)的代謝率。1)影響人體新陳代謝產(chǎn)熱量的因素影響因素多：156~10%2)基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝率(BMR，BasalMetabolicRate)

未進(jìn)早餐前，保持清醒靜臥半小時(shí)，室溫條件維持在18~25℃之間測(cè)定的代謝率：46W/m2BMR變化范圍：10~15%。超過(guò)20％為病態(tài)。6~10%2)基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝率(BMR，B163)肌肉活動(dòng)與代謝率

一般室內(nèi)運(yùn)動(dòng)代謝率多在5met以下。身高1.78m，體重65kg，皮膚表面積1.8m2

3)肌肉活動(dòng)與代謝率身高1.78m，體重65kg，皮膚表17（2）人體體溫范圍

肝臟：最高，38℃

皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)各部分溫差不會(huì)太大日夜有1℃以內(nèi)的波動(dòng)代表溫度：核心溫度（2）人體體溫范圍肝臟：最高，38℃18溫度是指物體的冷熱程度。測(cè)量溫度的儀表叫溫度計(jì)。溫度計(jì)因刻度標(biāo)準(zhǔn)不同而分為攝氏溫度（或稱攝氏溫標(biāo)）、絕對(duì)溫度（或稱絕對(duì)溫標(biāo)）和華氏溫度（或稱華氏溫標(biāo)）。A攝氏溫度用符號(hào)“℃”（攝氏度）表示。并規(guī)定在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為0℃和100℃。在二者之間分為100個(gè)等分，每1等分為1℃。

溫度是指物體的冷熱程度。測(cè)量溫度的儀表19

B絕對(duì)溫度用符號(hào)"K"（開氏度）表示。并規(guī)定在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為273.15K和373.15K。二者之間仍分為100個(gè)等分，每1等分為1K。

C華氏溫度用符號(hào)（華氏度）表示。并規(guī)定在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為32華氏度和212華氏度。二者之間分為180個(gè)等分，每1等分為1華氏度。如果用"t"代表攝氏溫度，"T"代表絕對(duì)溫度，"W"代表華氏溫度，則：

T=t+273.15W=tX9/5十32工程中，一般都采用攝氏溫度和絕對(duì)溫度。華氏溫度只在部分國(guó)家中使用。B絕對(duì)溫度用符號(hào)"K"（開氏度）表示。并規(guī)定在1標(biāo)準(zhǔn)大氣20人體皮膚的溫度并非均勻一致衛(wèi)生學(xué)研究中：體表上不同部位幾個(gè)點(diǎn)皮膚溫度的平均值，每個(gè)測(cè)定值是按其所代表的人體表面積的比例加權(quán)計(jì)算而得的。人體皮膚的溫度并非均勻一致21人體皮膚溫度人體皮膚溫度與人體熱感覺(jué)的關(guān)系

人體皮膚溫度人體皮膚溫度與人體熱感覺(jué)的關(guān)系22(3)服裝熱阻(3)服裝熱阻23(4)輻射散熱量人體皮膚對(duì)常溫物體輻射的吸收率>0.95(4)輻射散熱量人體皮膚對(duì)常溫物體輻射的吸收率>0.95241.1.3室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)(1)環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱(2)環(huán)境平均輻射溫度（表面溫度）：輻射換熱(3)空氣濕度（水蒸汽分壓力）：對(duì)流質(zhì)交換A高溫環(huán)境：增加熱感B低溫環(huán)境：增加冷感！(4)風(fēng)速：對(duì)流熱交換和蒸發(fā)散熱吹風(fēng)感：Draught，冷感和對(duì)皮膚的壓力沖擊(5)人體新陳代謝產(chǎn)熱率(6)服裝熱阻（人體衣著狀況）：影響所有換熱形式1.構(gòu)成要素：1.1.3室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)(1)環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱1.構(gòu)252.熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)（1）單一指標(biāo)（2）有效溫度（ET）（3）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（PMV）2.熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)（1）單一指標(biāo)26（1）單一指標(biāo)室內(nèi)空氣溫度目前我國(guó)許多規(guī)范都是以室內(nèi)空氣溫度為控制指標(biāo)，這種方法簡(jiǎn)單方便，但是不完善。（1）單一指標(biāo)室內(nèi)空氣溫度27（2）有效溫度（ET）1919開始研究，1967前的ASHRAE手冊(cè)采用?？照{(diào)建筑中常用此評(píng)價(jià)指標(biāo)。有效溫度ET定義：“這是一個(gè)將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體溫暖感或冷感的影響綜合成一個(gè)單一數(shù)值的任意指標(biāo)。它在數(shù)值上等于產(chǎn)生相同感覺(jué)的靜止飽和空氣的溫度?！保?）有效溫度（ET）1919開始研究，1967前的28缺點(diǎn)：通過(guò)人體實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得的，因此并不十分完善，過(guò)分高估了溫度在舒適狀態(tài)的影響低溫條件下濕度的影響不準(zhǔn)確。被ET（新）所取代（標(biāo)準(zhǔn)有效溫度）缺點(diǎn)：29標(biāo)準(zhǔn)有效溫度（SET）基于人體生理學(xué)模型通用指標(biāo)，適用范圍最廣通過(guò)軟件計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)有效溫度（SET）基于人體生理學(xué)模型30（3）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（PMV）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（PredictedVote，簡(jiǎn)寫為PMV）是丹麥學(xué)者范格爾（P.o.Fanger）綜合了近千人在不同熱環(huán)境下的熱感覺(jué)試驗(yàn)結(jié)果，并以人體熱平衡方程為基礎(chǔ)得到的。該理論認(rèn)為人的熱感覺(jué)是熱負(fù)荷（產(chǎn)熱率與散熱率之差）的函數(shù)，而且人在舒適狀態(tài)下應(yīng)有的皮膚溫度和排汗散熱率分別與產(chǎn)熱之間存在相對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在一定的活動(dòng)狀態(tài)下，只有一種皮膚溫度和排汗散熱率是使人感到最舒適的。（3）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（PMV）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（Predi31本評(píng)價(jià)指標(biāo)是在80年代得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織承認(rèn)的一種比較全面的熱舒適指標(biāo)，以人體熱平衡方程和生理學(xué)主觀感覺(jué)等級(jí)作為出發(fā)點(diǎn)。綜合反映了人的活動(dòng)、衣著及環(huán)境的空氣濕度、相對(duì)濕度、平均輻射濕度和室內(nèi)風(fēng)速等因素的關(guān)系以及影響。

目前是考慮人體熱舒適諸多因素最全面的的一個(gè)指標(biāo)。

PMV值適合于適度熱環(huán)境，對(duì)于極端熱環(huán)境還要采用其他標(biāo)準(zhǔn)。本評(píng)價(jià)指標(biāo)是在80年代得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織承認(rèn)的一種比32PMV指標(biāo)的7級(jí)分度PMV指標(biāo)的7級(jí)分度33室內(nèi)熱環(huán)境的計(jì)算參數(shù)《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》夏季空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度26°C。冬季采暖室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度16°C?！豆步ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》空調(diào)系統(tǒng)夏季室內(nèi)計(jì)算參數(shù)：溫度25°C，風(fēng)速0.15～0.3，相對(duì)濕度40～60％室內(nèi)熱環(huán)境的計(jì)算參數(shù)《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》34

1.1.4濕空氣的物理性質(zhì)1水蒸氣分壓力2空氣濕度3露點(diǎn)溫度

1.1.4濕空氣的物理性質(zhì)1水蒸氣分壓力35地球上的空氣由干空氣和水蒸氣組合而成的混合物稱為濕空氣，濕空氣中水蒸氣的含量是非常少的。應(yīng)該對(duì)濕空氣的狀態(tài)變化有了解。

濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程直接影響建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的潮濕狀況，明顯影響人們對(duì)建筑環(huán)境的潮濕感覺(jué)，因此有必要對(duì)濕空氣的物理性質(zhì)有所了解。地球上的空氣由干空氣和水蒸氣組合而成的混合物稱為濕空36濕空氣＝＋濕空氣水蒸氣干空氣濕空氣中水蒸氣的含量很少，但其含量的變化對(duì)濕空氣的熱物理性質(zhì)有重要影響。溫度一定，濕空氣中水蒸氣的含量有一個(gè)最大限度，超過(guò)此限度，水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成水從空氣中析出（霧氣、霧滴），此時(shí)的濕空氣稱為飽和濕空氣。濕空氣＝＋濕空氣水蒸氣干空氣濕空氣中水蒸氣的含量很少371.水蒸氣分壓力：道爾頓分壓定律：一定的溫度和壓力條件下，一定容積的空氣所能容納的水蒸汽量有一定的限度。極限值的大小隨空氣的溫度和壓力而變。飽和空氣，飽和蒸汽壓不飽和空氣，不飽和蒸汽壓飽和水蒸汽分壓用Ps表示；未飽和水蒸氣分壓力用P表示?！獕簭?qiáng)1.水蒸氣分壓力：道爾頓分壓定律：一定的溫度和壓力條件下，一38飽和蒸氣壓：處于飽和狀態(tài)的濕空氣中的水蒸氣所呈現(xiàn)的壓力叫做“飽和蒸氣壓”或最大水蒸氣分壓力。飽和空氣：當(dāng)水蒸氣的含量達(dá)到極限時(shí)叫做飽和空氣。飽和蒸氣壓：處于飽和狀態(tài)的濕空氣中的水蒸氣所呈現(xiàn)的壓力叫做“39標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，飽和蒸汽壓隨溫度的升高而增大——只與溫度有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，飽和蒸汽壓隨溫度的升高而增大——只與溫度有關(guān)40這是因?yàn)樵谝欢ǖ拇髿鈮合?，濕空氣的溫度越高，其一定容積中所能容納的水蒸氣越多，因而水蒸氣所呈現(xiàn)的壓力越大。這是因?yàn)樵谝欢ǖ拇髿鈮合?，濕空氣的溫度越高，其一定?12.空氣濕度濕度表示空氣的干濕程度。（1）絕對(duì)濕度：指1m3空氣中含有水蒸氣的重量，常用f(g/m3)表示，飽和狀態(tài)下的絕對(duì)濕度用飽和蒸汽量fmax表示。（2）相對(duì)濕度：指一定溫度及大氣壓力下，空氣的絕對(duì)濕度f(wàn)與同溫同壓下飽和蒸汽量fmax的比值。一般用（％）表示。也可用空氣中的水蒸汽分壓力P與同溫度下的水蒸汽飽和蒸汽壓Ps之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。含濕量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的干空氣所含水蒸氣的質(zhì)量叫做含濕量（d）。2.空氣濕度濕度表示空氣的干濕程度。42

絕對(duì)濕度為153g/m3的空氣，當(dāng)溫度為18℃，水蒸汽含量已達(dá)最大值，即已經(jīng)處于飽和狀態(tài)。如果空氣的溫度為30℃,此時(shí)空氣的飽和水蒸汽量則為301g/m3，水蒸汽的含量幾乎可以增加1倍。

建筑熱工中廣泛應(yīng)用相對(duì)濕度，因?yàn)楦苷f(shuō)明濕空氣對(duì)人體的熱舒適感、房間以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)濕狀況的影響。對(duì)于室內(nèi)熱環(huán)境而言，正常的濕度范圍大致是30－60％。思考：兩者的區(qū)別和聯(lián)系是什么？思考：兩者的區(qū)別和聯(lián)系是什么？433.露點(diǎn)溫度（1）定義（設(shè)不人為地增加或減少空氣含濕量，而只用干法加熱或降溫空氣）某一狀態(tài)的空氣，在含濕量不變的情況下，冷卻到它的相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，稱為該狀態(tài)下空氣的露點(diǎn)溫度，用td表示。其物理意義就是空氣中的水蒸氣開始出現(xiàn)結(jié)露的溫度。若從td往下繼續(xù)降溫，則空氣中容納不了原有水蒸氣，迫使部分水蒸氣凝結(jié)成水珠（露水）析出。這種由于溫度降到露點(diǎn)溫度以下，空氣中水蒸汽液化析出的現(xiàn)象稱為冷凝。3.露點(diǎn)溫度（1）定義44（2）例題A設(shè)某房間的溫度為22℃，相對(duì)濕度為46.5%，求(1)房間的蒸汽壓；(2)房間的露點(diǎn)溫度。（2）例題A設(shè)某房間的溫度為22℃，相對(duì)濕度為46.5%，45解答(1)欲求水蒸氣的分壓力，宜先求相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓由附錄2查知Ps＝2642.4Pa．將之與相對(duì)濕度φ值一道代入式得其蒸汽壓為

P＝Psφ＝2642.4x0.465＝1228.7(Pa)(2)由露點(diǎn)溫度的概念可知，將溫度降低，使上述蒸汽壓成為飽和蒸汽壓時(shí)，相應(yīng)的溫度即為露點(diǎn)．利用附錄2可以查出相應(yīng)于飽和蒸汽壓為1228.7Pa的溫度為10℃，即露點(diǎn)溫度為10℃。解答46例題：B某房間的室內(nèi)空氣溫度為26°C，相對(duì)濕度為70％，房間自來(lái)水供水管表面溫度為15°C，問(wèn)水管表面是否結(jié)露？例題：47解答：26°C飽和水蒸氣分壓力為3361.0Pa。26°C，70％濕空氣的水蒸氣分壓力為 2352.7Pa，對(duì)應(yīng)露點(diǎn)溫度約為20.1°C。水管表面溫度15°C<露點(diǎn)溫度，結(jié)露。解答：48大氣壓力p：空氣層對(duì)單位地球表面形成的壓力。不是一個(gè)定值，海拔越高，大氣壓越低。水蒸氣分壓力p：濕空氣中的水蒸氣所產(chǎn)生的壓力。pw＝p+pd飽和水蒸氣分壓力ps：飽和濕空氣的水蒸氣分壓力。ps值只與溫度有關(guān)。一個(gè)大氣壓下，溫度越高，飽和水蒸氣分壓力越大。大氣壓力p：空氣層對(duì)單位地球表面形成的壓力。不是一個(gè)定值，海49絕對(duì)濕度f(wàn)：?jiǎn)挝惑w積濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，kg/m3。含濕量d：?jiǎn)挝毁|(zhì)量干空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，kg/kg干空氣。相對(duì)濕度φ：一定大氣壓下，濕空氣的絕對(duì)濕度（水蒸氣分壓力）與同溫度下飽和濕空氣的絕對(duì)濕度（水蒸氣分壓力）之比。建筑熱工設(shè)計(jì)中常用來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)境潮濕程度。絕對(duì)濕度f(wàn)：?jiǎn)挝惑w積濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，kg/m3。含50露點(diǎn)溫度td：在濕空氣的壓力和含濕量保持不變的情況下，冷卻空氣達(dá)到飽和濕空氣狀態(tài)時(shí)的溫度。是判斷濕空氣結(jié)露與否的重要參數(shù)。露點(diǎn)溫度td：在濕空氣的壓力和含濕量保持不變的情況下，冷卻空51濕空氣的狀態(tài)參數(shù)氣壓濕度溫度大氣壓力p水蒸氣分壓力p飽和水蒸氣分壓力ps絕對(duì)濕度f(wàn)含濕量d相對(duì)濕度φ露點(diǎn)溫度td濕空氣的狀態(tài)參數(shù)氣壓濕度溫度大氣壓力p水蒸52思考：最佳的氣流速度值可能是多少？潮濕為什么不舒服？為什么說(shuō)，即使人們富裕了，也不應(yīng)該把房子搞成完全的“人工空間”？思考：最佳的氣流速度值可能是多少？531.1.4小結(jié)1.人體的熱平衡方程2.影響人體熱感覺(jué)的因素有哪些？3.絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度、冷凝1.1.4小結(jié)54下節(jié)內(nèi)容預(yù)告室外熱環(huán)境及建筑熱工分區(qū)下節(jié)內(nèi)容預(yù)告室外熱環(huán)境及建筑熱工分區(qū)55本節(jié)結(jié)束謝謝本節(jié)結(jié)束56建筑物理

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河南571.1室內(nèi)熱濕環(huán)境1.2室外熱環(huán)境及建筑熱工分區(qū)1.3傳熱方式第一章

建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1.1室內(nèi)熱濕環(huán)境第一章

建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)581.1室內(nèi)熱濕環(huán)境

1.1.1人體的熱平衡1.1.2人體熱平衡的影響因素1.1.3室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)1.1.4濕空氣的物理性質(zhì)1.1室內(nèi)熱濕環(huán)境

1.1.1人體的熱平衡59環(huán)境～人視覺(jué)聽覺(jué)觸覺(jué)味覺(jué)熱感覺(jué)光環(huán)境聲環(huán)境接觸物食物熱環(huán)境環(huán)境～人視覺(jué)光環(huán)境60熱感覺(jué)冷： 皮膚溫度降低 血管收縮 寒戰(zhàn) 加衣服 增加活動(dòng)量 體內(nèi)溫度降低 體內(nèi)溫度升高 減少活動(dòng)量 減衣服 出汗 血管擴(kuò)張熱： 皮膚溫度升高很熱熱暖微暖熱中性（不冷不熱）微涼涼冷很冷感覺(jué)生理反應(yīng)健康空氣溫度熱感覺(jué)冷： 皮膚溫度降低 血管收縮 寒戰(zhàn) 加衣服 增加活動(dòng)611.1.1人體的熱平衡人體與室內(nèi)的熱交換主要以對(duì)流和輻射的方式進(jìn)行。室內(nèi)氣候?qū)θ梭w的影響主要表現(xiàn)在冷熱感。冷熱感取決于人體新陳代謝產(chǎn)生的熱量和人體向周圍環(huán)境散熱量之間的平衡關(guān)系，如圖。1.1.1人體的熱平衡人體與室內(nèi)的熱交換62

體溫恒定；體溫上升；體溫下降。qr:人體與環(huán)境輻射換熱率qw:人體蒸發(fā)散熱率qm:人體新陳代謝產(chǎn)熱率qc:人體與環(huán)境對(duì)流換熱率（1）人體熱平衡方程：體溫恒定；qr:人體與環(huán)境輻射換熱率qw63建筑師的任務(wù)就是為人們營(yíng)造出良好的室內(nèi)熱環(huán)境，使人們能保持舒適狀態(tài)下的人體熱平衡。建筑師的任務(wù)就是為人們營(yíng)造出良好的室內(nèi)熱64問(wèn)題：當(dāng)人體熱負(fù)荷為0，也即人體達(dá)到了熱平衡時(shí)，是不是人就感覺(jué)舒適了？問(wèn)題：當(dāng)人體熱負(fù)荷為0，也即人體達(dá)到了熱平衡時(shí)，是不是人就感65什么是人體舒適度？人體舒適度：就是在不特意采取任何防寒保暖或防暑降溫措施的前提下，人們?cè)谧匀画h(huán)境中是否感覺(jué)舒適及其達(dá)到怎樣一種程度的具體描述。在空氣溫度高于32℃、濕度超過(guò)80%、風(fēng)力小于2級(jí)的環(huán)境中，人們會(huì)普遍感到悶熱難忍，甚至出現(xiàn)中暑現(xiàn)象，我們稱這時(shí)的“人體舒適度”為“悶熱”或“極熱”。什么是人體舒適度？人體舒適度：就是在不特意采取任何防66答：人體的熱平衡是達(dá)到人體熱舒適的必要條件。而人體按正常比例散熱，則是人體熱舒適的充分條件。所謂按正常比例散熱，指的是對(duì)流換熱約占總散熱量的25-30，輻射散熱約為45-50，呼吸和無(wú)感覺(jué)蒸發(fā)散熱約占25-30，處于舒適狀況的熱平衡，可稱之為“正常熱平衡”。答：人體的熱平衡是達(dá)到人體熱舒適的必要條件。而人體按正67影響人體熱舒適的因素：主觀因素：人體所處的活動(dòng)狀態(tài)、人體的衣著狀態(tài)?？陀^因素：室內(nèi)的氣象參數(shù)——室內(nèi)空氣濕度、空氣溫度、氣流速度、環(huán)境輻射溫度。熱舒適感是在這6各因素共同影響下的一種綜合效果。影響人體熱舒適的因素：681.1.2人體的熱平衡的影響因素1、空氣溫度：對(duì)流散熱量2、環(huán)境表面溫度：輻射散熱量3、水蒸汽分壓力（空氣濕度）：蒸發(fā)散熱量悶熱vs濕冷4、風(fēng)速：對(duì)流散熱量和蒸發(fā)散熱量涼風(fēng)席席vs熱風(fēng)5、服裝熱阻：影響所有散熱量6、新陳代謝率：影響產(chǎn)熱量1.1.2人體的熱平衡的影響因素1、空氣溫度：對(duì)流散熱量691.1.2人體的熱平衡的影響因素

食物分解氧化熱量人體的基本生理要求：維持體溫基本恒定！

代謝率(MetabolicRate)：人體新陳代謝反應(yīng)過(guò)程中能量釋放的速率（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量1.1.2人體的熱平衡的影響因素食物分解氧化熱量（1）701)影響人體新陳代謝產(chǎn)熱量的因素影響因素多：

肌肉活動(dòng)強(qiáng)度：絕對(duì)的影響環(huán)境溫度：偏高、偏低都增加代謝率性別：男性高于女性年齡：少年高于老人神經(jīng)緊張程度：緊張則代謝率高進(jìn)食后時(shí)間的長(zhǎng)短等：進(jìn)食后代謝率增加，蛋白質(zhì)代謝率高，糖和脂肪類代謝率低。代謝率單位met：1met=58.2W/m2，即成年男子靜坐時(shí)的代謝率。1)影響人體新陳代謝產(chǎn)熱量的因素影響因素多：716~10%2)基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝率(BMR，BasalMetabolicRate)

未進(jìn)早餐前，保持清醒靜臥半小時(shí)，室溫條件維持在18~25℃之間測(cè)定的代謝率：46W/m2BMR變化范圍：10~15%。超過(guò)20％為病態(tài)。6~10%2)基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝率(BMR，B723)肌肉活動(dòng)與代謝率

一般室內(nèi)運(yùn)動(dòng)代謝率多在5met以下。身高1.78m，體重65kg，皮膚表面積1.8m2

3)肌肉活動(dòng)與代謝率身高1.78m，體重65kg，皮膚表73（2）人體體溫范圍

肝臟：最高，38℃

皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)各部分溫差不會(huì)太大日夜有1℃以內(nèi)的波動(dòng)代表溫度：核心溫度（2）人體體溫范圍肝臟：最高，38℃74溫度是指物體的冷熱程度。測(cè)量溫度的儀表叫溫度計(jì)。溫度計(jì)因刻度標(biāo)準(zhǔn)不同而分為攝氏溫度（或稱攝氏溫標(biāo)）、絕對(duì)溫度（或稱絕對(duì)溫標(biāo)）和華氏溫度（或稱華氏溫標(biāo)）。A攝氏溫度用符號(hào)“℃”（攝氏度）表示。并規(guī)定在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為0℃和100℃。在二者之間分為100個(gè)等分，每1等分為1℃。

溫度是指物體的冷熱程度。測(cè)量溫度的儀表75

B絕對(duì)溫度用符號(hào)"K"（開氏度）表示。并規(guī)定在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為273.15K和373.15K。二者之間仍分為100個(gè)等分，每1等分為1K。

C華氏溫度用符號(hào)（華氏度）表示。并規(guī)定在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為32華氏度和212華氏度。二者之間分為180個(gè)等分，每1等分為1華氏度。如果用"t"代表攝氏溫度，"T"代表絕對(duì)溫度，"W"代表華氏溫度，則：

T=t+273.15W=tX9/5十32工程中，一般都采用攝氏溫度和絕對(duì)溫度。華氏溫度只在部分國(guó)家中使用。B絕對(duì)溫度用符號(hào)"K"（開氏度）表示。并規(guī)定在1標(biāo)準(zhǔn)大氣76人體皮膚的溫度并非均勻一致衛(wèi)生學(xué)研究中：體表上不同部位幾個(gè)點(diǎn)皮膚溫度的平均值，每個(gè)測(cè)定值是按其所代表的人體表面積的比例加權(quán)計(jì)算而得的。人體皮膚的溫度并非均勻一致77人體皮膚溫度人體皮膚溫度與人體熱感覺(jué)的關(guān)系

人體皮膚溫度人體皮膚溫度與人體熱感覺(jué)的關(guān)系78(3)服裝熱阻(3)服裝熱阻79(4)輻射散熱量人體皮膚對(duì)常溫物體輻射的吸收率>0.95(4)輻射散熱量人體皮膚對(duì)常溫物體輻射的吸收率>0.95801.1.3室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)(1)環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱(2)環(huán)境平均輻射溫度（表面溫度）：輻射換熱(3)空氣濕度（水蒸汽分壓力）：對(duì)流質(zhì)交換A高溫環(huán)境：增加熱感B低溫環(huán)境：增加冷感！(4)風(fēng)速：對(duì)流熱交換和蒸發(fā)散熱吹風(fēng)感：Draught，冷感和對(duì)皮膚的壓力沖擊(5)人體新陳代謝產(chǎn)熱率(6)服裝熱阻（人體衣著狀況）：影響所有換熱形式1.構(gòu)成要素：1.1.3室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)(1)環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱1.構(gòu)812.熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)（1）單一指標(biāo)（2）有效溫度（ET）（3）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（PMV）2.熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)（1）單一指標(biāo)82（1）單一指標(biāo)室內(nèi)空氣溫度目前我國(guó)許多規(guī)范都是以室內(nèi)空氣溫度為控制指標(biāo)，這種方法簡(jiǎn)單方便，但是不完善。（1）單一指標(biāo)室內(nèi)空氣溫度83（2）有效溫度（ET）1919開始研究，1967前的ASHRAE手冊(cè)采用。空調(diào)建筑中常用此評(píng)價(jià)指標(biāo)。有效溫度ET定義：“這是一個(gè)將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體溫暖感或冷感的影響綜合成一個(gè)單一數(shù)值的任意指標(biāo)。它在數(shù)值上等于產(chǎn)生相同感覺(jué)的靜止飽和空氣的溫度?！保?）有效溫度（ET）1919開始研究，1967前的84缺點(diǎn)：通過(guò)人體實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得的，因此并不十分完善，過(guò)分高估了溫度在舒適狀態(tài)的影響低溫條件下濕度的影響不準(zhǔn)確。被ET（新）所取代（標(biāo)準(zhǔn)有效溫度）缺點(diǎn)：85標(biāo)準(zhǔn)有效溫度（SET）基于人體生理學(xué)模型通用指標(biāo)，適用范圍最廣通過(guò)軟件計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)有效溫度（SET）基于人體生理學(xué)模型86（3）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（PMV）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（PredictedVote，簡(jiǎn)寫為PMV）是丹麥學(xué)者范格爾（P.o.Fanger）綜合了近千人在不同熱環(huán)境下的熱感覺(jué)試驗(yàn)結(jié)果，并以人體熱平衡方程為基礎(chǔ)得到的。該理論認(rèn)為人的熱感覺(jué)是熱負(fù)荷（產(chǎn)熱率與散熱率之差）的函數(shù)，而且人在舒適狀態(tài)下應(yīng)有的皮膚溫度和排汗散熱率分別與產(chǎn)熱之間存在相對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在一定的活動(dòng)狀態(tài)下，只有一種皮膚溫度和排汗散熱率是使人感到最舒適的。（3）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（PMV）預(yù)測(cè)熱感指數(shù)（Predi87本評(píng)價(jià)指標(biāo)是在80年代得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織承認(rèn)的一種比較全面的熱舒適指標(biāo)，以人體熱平衡方程和生理學(xué)主觀感覺(jué)等級(jí)作為出發(fā)點(diǎn)。綜合反映了人的活動(dòng)、衣著及環(huán)境的空氣濕度、相對(duì)濕度、平均輻射濕度和室內(nèi)風(fēng)速等因素的關(guān)系以及影響。

目前是考慮人體熱舒適諸多因素最全面的的一個(gè)指標(biāo)。

PMV值適合于適度熱環(huán)境，對(duì)于極端熱環(huán)境還要采用其他標(biāo)準(zhǔn)。本評(píng)價(jià)指標(biāo)是在80年代得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織承認(rèn)的一種比88PMV指標(biāo)的7級(jí)分度PMV指標(biāo)的7級(jí)分度89室內(nèi)熱環(huán)境的計(jì)算參數(shù)《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》夏季空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度26°C。冬季采暖室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度16°C。《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》空調(diào)系統(tǒng)夏季室內(nèi)計(jì)算參數(shù)：溫度25°C，風(fēng)速0.15～0.3，相對(duì)濕度40～60％室內(nèi)熱環(huán)境的計(jì)算參數(shù)《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》90

1.1.4濕空氣的物理性質(zhì)1水蒸氣分壓力2空氣濕度3露點(diǎn)溫度

1.1.4濕空氣的物理性質(zhì)1水蒸氣分壓力91地球上的空氣由干空氣和水蒸氣組合而成的混合物稱為濕空氣，濕空氣中水蒸氣的含量是非常少的。應(yīng)該對(duì)濕空氣的狀態(tài)變化有了解。

濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程直接影響建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的潮濕狀況，明顯影響人們對(duì)建筑環(huán)境的潮濕感覺(jué)，因此有必要對(duì)濕空氣的物理性質(zhì)有所了解。地球上的空氣由干空氣和水蒸氣組合而成的混合物稱為濕空92濕空氣＝＋濕空氣水蒸氣干空氣濕空氣中水蒸氣的含量很少，但其含量的變化對(duì)濕空氣的熱物理性質(zhì)有重要影響。溫度一定，濕空氣中水蒸氣的含量有一個(gè)最大限度，超過(guò)此限度，水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成水從空氣中析出（霧氣、霧滴），此時(shí)的濕空氣稱為飽和濕空氣。濕空氣＝＋濕空氣水蒸氣干空氣濕空氣中水蒸氣的含量很少931.水蒸氣分壓力：道爾頓分壓定律：一定的溫度和壓力條件下，一定容積的空氣所能容納的水蒸汽量有一定的限度。極限值的大小隨空氣的溫度和壓力而變。飽和空氣，飽和蒸汽壓不飽和空氣，不飽和蒸汽壓飽和水蒸汽分壓用Ps表示；未飽和水蒸氣分壓力用P表示。————壓強(qiáng)1.水蒸氣分壓力：道爾頓分壓定律：一定的溫度和壓力條件下，一94飽和蒸氣壓：處于飽和狀態(tài)的濕空氣中的水蒸氣所呈現(xiàn)的壓力叫做“飽和蒸氣壓”或最大水蒸氣分壓力。飽和空氣：當(dāng)水蒸氣的含量達(dá)到極限時(shí)叫做飽和空氣。飽和蒸氣壓：處于飽和狀態(tài)的濕空氣中的水蒸氣所呈現(xiàn)的壓力叫做“95標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，飽和蒸汽壓隨溫度的升高而增大——只與溫度有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，飽和蒸汽壓隨溫度的升高而增大——只與溫度有關(guān)96這是因?yàn)樵谝欢ǖ拇髿鈮合拢瑵窨諝獾臏囟仍礁?，其一定容積中所能容納的水蒸氣越多，因而水蒸氣所呈現(xiàn)的壓力越大。這是因?yàn)樵谝欢ǖ拇髿鈮合?，濕空氣的溫度越高，其一定?72.空氣濕度濕度表示空氣的干濕程度。（1）絕對(duì)濕度：指1m3空氣中含有水蒸氣的重量，常用f(g/m3)表示，飽和狀態(tài)下的絕對(duì)濕度用飽和蒸汽量fmax表示。（2）相對(duì)濕度：指一定溫度及大氣壓力下，空氣的絕對(duì)濕度f(wàn)與同溫同壓下飽和蒸汽量fmax的比值。一般用（％）表示。也可用空氣中的水蒸汽分壓力P與同溫度下的水蒸汽飽和蒸汽壓Ps之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。含濕量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的干空氣所含水蒸氣的質(zhì)量叫做含濕量（d）。2.空氣濕度濕度表示空氣的干濕程度。98

絕對(duì)濕度為153g/m3的空氣，當(dāng)溫度為18℃，水蒸汽含量已達(dá)最大值，即已經(jīng)處于飽和狀態(tài)。如果空氣的溫度為30℃,此時(shí)空氣的飽和水蒸汽量則為301g/m3，水蒸汽的含量幾乎可以增加1倍。

建筑熱工中廣泛應(yīng)用相對(duì)濕度，因?yàn)楦苷f(shuō)明濕空氣對(duì)人體的熱舒適感、房間以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)濕狀況的影響。對(duì)于室內(nèi)熱環(huán)境而言，正常的濕度范圍大致是30－60％。思考：兩者的區(qū)別和聯(lián)系是什么？思考：兩者的區(qū)別和聯(lián)系是什么？993.露點(diǎn)溫度（1）定義（設(shè)不人為地增加或減少空氣含濕量，而只用干法加熱或降溫空氣）某一狀態(tài)的空氣，在含濕量不變的情況下，冷卻到它的相對(duì)濕度達(dá)到100%