第三章 建筑熱濕環(huán)境2

Chapter3建筑熱濕環(huán)境內容提要1、基本概念與術語2、圍護結構的熱工特性與通過圍護結構的熱傳導3.2.1通過非透光圍護結構的傳熱過程3.2.2通過透光圍護結構的傳熱過程3、得熱的來源4、冷負荷與熱負荷3.4.1基本原理，與得熱之間的關系3.4.2負荷的計算方法3.1基本概念與術語

(1)建筑熱濕環(huán)境是如何形成的?1）是建筑環(huán)境中最重要的內容；2）主要成因是外擾和內擾的影響和建筑本身的熱工性能；3）外擾：室外氣候參數，鄰室的空氣溫濕度；4）內擾：室內設備、照明、人員等室內熱濕源。

3.1基本概念與術語

無論是通過圍護結構的傳熱傳濕還是室內產熱產濕，其作用形式包括對流換熱（對流質交換）、導熱（水蒸汽滲透）和輻射三種形式。對流換熱(對流質交換)圍護結構傳熱傳濕室內產熱產濕輻射導熱(水蒸汽滲透)(2)圍護結構的熱作用過程3.1基本概念與術語

某時刻在內外擾作用下進入房間的總熱量叫做該時刻的得熱。如果得熱<0，意味著房間失去熱量。

圍護結構熱過程特點：由于圍護結構熱慣性的存在，通過圍護結構的得熱量與外擾之間存在著衰減和延遲的關系。得熱潛熱顯熱輻射得熱對流得熱(3)得熱(HeatGain–HG）3.2圍護結構的熱工特性與通過圍護結構的熱傳導

3.2.1通過非透光圍護結構的傳熱過程

3.2.2通過透光圍護結構的傳熱過程

非透光圍護結構外表面所吸收的太陽輻射熱1）不同的表面對輻射的波長有選擇性，黑色表面對各種波長的輻射幾乎都是全部吸收，而白色表面可以反射幾乎90％的可見光；2）圍護結構的表面越粗糙、顏色越深，吸收率就越高，反射率越低。反射吸收太陽輻射在透光圍護結構中的傳遞吸收率＋反射率＋透射率＝1反射吸收透射太陽輻射在透光圍護結構中的傳遞1）玻璃對輻射的選擇性——普通玻璃的光譜透射率2）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，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。對太陽輻射有高透和低透不同性能。太陽輻射在透光圍護結構中的傳遞低透low-e玻璃透射率反射率low-e玻璃的透光選擇性

一層low-e玻璃＋一層普通玻璃太陽輻射在透光圍護結構中的傳遞3）玻璃的吸收百分比a0:太陽輻射在透光圍護結構中的傳遞太陽輻射在透光圍護結構中的傳遞陽光照射到單層半透明薄層時，半透明薄層對于太陽輻射的總反射率、吸收率和透射率是陽光在半透明薄層內進行反射、吸收和透過的無窮次反復之后的無窮多項之和。陽光照射到雙層半透明薄層時，還要考慮兩層半透明薄層之間的無窮次反射，以及再對反射輻射的透過。假定兩層材料的吸收百分比和反射百分比完全相同，兩層的吸收率相同嗎？太陽輻射在透光圍護結構中的傳遞室外空氣綜合溫度Solar-airTemperature太陽直射輻射大氣長波輻射太空散射輻射對流換熱地面反射輻射環(huán)境長波輻射地面長波輻射壁體得熱2）如果考慮圍護結構外表面與天空和周圍物體之間的長波輻射： 3）如果忽略圍護結構外表面與天空和周圍物體之間的長波輻射： 室外空氣綜合溫度Solar-airTemperature60℃！35℃！1）考慮了太陽輻射的作用對表面換熱量的增強，相當于在室外氣溫上增加了一個太陽輻射的等效溫度值。是為了計算方便推出的一個當量的室外溫度。室外空氣綜合溫度Solar-airTemperature1）人們常說的太陽下的“體感溫度”是什么？2）室外空氣綜合溫度與什么因素有關？3）高反射率鏡面外墻和紅磚外墻的室外空氣綜合溫度是否相同？4）請試算一下盛夏太陽下的室外空氣綜合溫度比空氣溫度高多少？思考：天空輻射(夜間輻射，有效輻射）思考題白天有天空輻射嗎？試算一個夜間的室外空氣綜合溫度是多少？圍護結構外表面與環(huán)境的長波輻射換熱QL包括大氣長波輻射以及來自地面和周圍建筑和其他物體外表面的長波輻射。如果僅考慮對天空的大氣長波輻射和對地面的長波輻射，則有：通過圍護結構的顯熱得熱通過圍護結構的顯熱得熱通過非透光圍護結構的得熱通過透光圍護結構的得熱外表面對流換熱外表面日射通過墻體的導熱兩種得熱方式機理不同通過透光圍護結構的日射得熱通過透光圍護結構的熱傳導3.2.1通過非透光圍護結構的傳熱過程

由于熱慣性存在，通過圍護結構的傳熱量和溫度的波動幅度與外擾波動幅度之間存在衰減和延遲的關系。衰減和滯后的程度取決于圍護結構的蓄熱能力。通過非透光圍護結構的熱傳導1）非均質板壁的一維不穩(wěn)定導熱過程：2）邊界條件：3）初始條件：

t(x,0)=f(x)通過非透光圍護結構的熱傳導內表面長波輻射x=0x=4）利用室外空氣綜合溫度簡化外邊界條件：5）實際通過圍護結構傳入室內的熱量為：

通過非透光圍護結構的熱傳導

這部分熱量將以對流換熱和長波輻射的形式向室內傳播。只有對流換熱部分直接進入了空氣。x=0x=Qwall,cond通過非透光圍護結構的熱傳導板壁各層溫度隨室外溫度的變化通過非透光圍護結構的得熱通過非透光圍護結構的熱傳導通過非透光圍護結構的得熱VS1）前者是考慮在內外擾動以及整個房間所有圍護結構相互作用下通過一堵墻體的實際傳熱量；2）后者是把一堵墻體割裂開來，僅考慮在內外擾動作用下通過一堵墻體的傳熱量：目的在于把房間每一堵墻體的得熱求出來，然后進行疊加，以求得通過整個房間圍護結構的總得熱量。是一些簡化手工工程算法的需要。1）基本表達式2）板壁內表面溫度t同時受室內氣溫、室內輻射熱源和其它表面的溫度影響，從而影響總傳熱量；3）氣象和室內氣溫對板壁傳熱過程的影響比較確定，容易求得；4）內表面輻射對傳熱過程的影響較復雜，涉及角系數和各表面溫度。（1）通過非透光圍護結構的熱傳導

基本物理過程分析通過非透光圍護結構的得熱Qoutta,in()室內其他內表面溫度如何影響板壁的傳熱？

盡管內表面對流換熱量增加了，但Qout和Qwall,cond卻是減少的。Q’wall,cond|x=t(x,)ta,out()Qwall,cond|x=如果室內輻射特別強烈……Qwall,cond通過非透光圍護結構的得熱5）結論即便室外氣象參數與室內空氣溫度是確定的，實際通過非透光圍護結構進入到室內的熱傳導量也是不確定的受其他壁面溫度高低與室內輻射熱源方向的影響。6）盡管通過圍護結構的熱傳導量不確定，但有時又需要用“得熱”的概念，那怎么定義通過圍護結構的熱傳導得熱呢？通過非透光圍護結構的得熱通過非透光圍護結構的得熱通過非透光圍護結構的熱傳導通過非透光圍護結構的得熱VS“通過非透光圍護結構的得熱”實際上是一個假設的量量級上與“通過非透光圍護結構的熱傳導量”相當，但把受其他壁面溫度與室內輻射熱源影響部分忽略了，存在數值上的偏差。?1）為了定義通過非透光圍護結構的得熱HGwall，采用了以下假定條件：假定除所考察的圍護結構內表面以外，其他各室內表面的溫度均與室內空氣溫度一致室內沒有任何其他短波輻射熱源發(fā)射的熱量落在所考察的圍護結構內表面上，即Qshw＝0。2）此時，通過該圍護結構傳入室內的熱量就被定義為通過非透光圍護結構的得熱。主要反映了室外氣象參數和室內氣溫相對固定的影響，剔除了內表面輻射等復雜因素的影響：HGwall=HGwall,conv＋HGwall,lw通過非透光圍護結構的得熱（2）通過非透光圍護結構的得熱：通過非透光圍護結構的得熱（3）內表面輻射導致的傳熱量差值1）將內邊界條件線性化，則可利用線性疊加原理將氣象與室內氣溫決定的得熱部分與其它部分分離出來：2）圍護結構實際傳熱量與“得熱”的差值為：3）如果室內各表面溫度高于空氣溫度，且有短波輻射，則Qwall是正值，即實際條件下通過圍護結構導熱傳到室內的熱量小于上述定義下的通過圍護結構的得熱量。氣象與室溫決定部分外加輻射造成的增量3.2.2通過透光圍護結構的傳熱過程

通過透光圍護結構的得熱通過玻璃板壁的傳熱得熱，忽略了玻璃的熱慣性透過玻璃的日射得熱通過玻璃窗的得熱

得熱與玻璃窗的種類及其熱工性能有重要的關系。玻璃窗的種類與熱工性能1）窗框型材有木框、鋁合金框、鋁合金斷熱框、塑鋼框、斷熱塑鋼框等；2）玻璃層數有單玻、雙玻、三玻等；3）玻璃層間可充空氣、氮、氬、氪等或有真空夾層；4）玻璃類別有普通透明玻璃、有色玻璃、低輻射(Low-e)玻璃等；5）玻璃表面可以有各種輻射阻隔性能的鍍膜，如反射膜、low-e膜、有色遮光膜等，或在兩層玻璃之間的空間中架一層對近紅外線高反射率的熱鏡膜。住宅建筑我國住宅建筑最常見的是鋁合金框或塑鋼框配單層或雙層普通透明玻璃，雙層玻璃間為空氣夾層，北方地區(qū)很多建筑裝有兩層單玻窗。發(fā)達國家寒冷地區(qū)的住宅則多裝有充惰性氣體的多層玻璃窗。大型公共建筑我國大型公共建筑多采用有色玻璃或反射鍍膜玻璃。部分新建筑采用low-e玻璃。發(fā)達國家大型公共建筑多采用高絕熱性能的low-e玻璃。玻璃窗的種類與熱工性能玻璃窗的種類與熱工性能不同結構的窗有著不同的熱工性能；U即傳熱系數Kglass；氣體夾層和玻璃本身均有熱容，但較墻體小。遮陽方式（1）現有遮陽方式內遮陽：普通窗簾、百頁窗簾

外遮陽：挑檐、可調控百頁、遮陽蓬

窗玻璃間遮陽：夾在雙層玻璃間的百頁窗簾，百頁可調控（2）我國目前常見遮陽方式

內遮陽：窗簾

外遮陽：屋檐、遮雨檐、遮陽蓬遮陽方式遮陽方式外遮陽：只有透過和吸收中的一部分成為得熱內遮陽：遮陽設施吸收和透過部分全部為得熱反射對流透過對流透過反射外遮陽和內遮陽有何區(qū)別?遮陽方式窗玻璃間遮陽Double-skinFacade遮陽方式內百頁無通風有通風通過玻璃窗的長波輻射---???長波輻射導熱和自然對流換熱長波輻射室內表面對玻璃的長波輻射對流換熱夜間除了通過玻璃窗的傳熱以外，還有由于天空夜間輻射導致的散熱量；采用low-

玻璃可減少夜間輻射散熱；

通過玻璃窗的溫差傳熱量和天空長波輻射的傳熱量可通過各層玻璃的熱平衡求得。通過透光圍護結構的日射得熱——日射透過＋吸熱Part1:透過單位面積玻璃的太陽輻射得熱

Part2:玻璃吸收太陽輻射造成的房間得熱原理：玻璃吸熱后會向內、外兩側散熱成立的條件：如果內外氣溫一樣總得熱：HGwind,sol＝HGglass,+HGglass,a通過透光圍護結構的日射得熱由于玻璃品種繁多，每個進行單獨計算很麻煩；可利用對標準玻璃的得熱SSGDi和SSGdif

進行修正來獲得簡化計算結果：實際照射面積比玻璃的遮擋系數遮陽設施的遮陽系數窗的有效面積系數通過透光圍護結構的得熱上述得熱量與通過透光圍護結構實際進入室內的熱量之間有差別：室內外氣溫不一樣，采用標準玻璃的太陽得熱量SSG求得的HGwind,sol部分與實際情況存在偏差玻璃實際表面溫度變化帶來偏差通過透光外圍護結構的瞬態(tài)總得熱量＝傳熱得熱量＋日射得熱量通過圍護結構的濕傳遞

——潛熱得熱1）濕傳遞的動力是水蒸氣分壓力的差。墻體中水蒸氣的傳遞過程與墻體中的熱傳遞過程相類似：w=Kv

(Pout-Pin)

kg/sm22）水蒸汽滲透系數，kg/(Ns)或

s/m：飽和水蒸汽分壓力溫度實際水蒸汽分壓力

當墻體內實際水蒸汽分壓力高于飽和水蒸汽分壓力時，就可能出現凝結或凍結，影響墻體保溫能力和強度。通過圍護結構的濕傳遞

——潛熱得熱3.3得熱的來源

(HeatGain)

得熱的來源與室內狀態(tài)無關，只取決于熱源的得熱

室內產熱與產濕，得熱量＝熱源發(fā)熱量室內設備與照明室內人員通過圍護結構的空氣滲透導致的得熱透過透光圍護結構的太陽輻射得熱與熱源和室內熱狀態(tài)（空氣溫度、壁面溫度）都有關的得熱通過非透光圍護結構的熱傳導通過透光圍護結構的熱傳導

室內顯熱熱源包括照明、電器設備、人員

顯熱熱源散熱的形式

輻射：進入墻體內表面、空調輻射板、透過玻璃窗到室外、其它室內物體表面（家具、人體等）；對流：直接進入空氣。

顯熱熱源輻射散熱的波長特征

可見光和近紅外線：燈具、高溫熱源（電爐等）長波輻射：人體、常溫設備

取決于熱源的得熱

——-室內產熱與產濕，得熱量＝發(fā)熱量取決于熱源的得熱

——-室內產熱與產濕，得熱量＝發(fā)熱量

室內濕源包括人員、水面、產濕設備散濕形式：直接進入空氣圍護結構和家具會有一定的蓄濕功能濕源與空氣進行質交換同時一般伴隨顯熱交換有熱源濕表面：水分被加熱蒸發(fā)，向空氣加入了顯熱和潛熱，顯熱交換量取決于水表面積無熱源濕表面：等焓過程，室內空氣的顯熱轉化為潛熱蒸汽源：可僅考慮潛熱交換取決于熱源的得熱

——-人體散熱散濕

請見第四章取決于熱源的得熱

——-空氣滲透帶來的得熱

夏季：室內外溫差小，風壓是主要動力冬季：室內外溫差大，熱壓作用往往強于風壓，造成底層房間熱負荷偏大。因此冬季冷風滲透往往不可忽略。理論求解方法：網絡平衡法，數值求解《流體網絡原理》課程將介紹

參考文獻：朱穎心，水力網絡流動不穩(wěn)定過程的算法，《清華大學學報》,1989年,第5期工程應用：縫隙法、換氣次數法3.4冷負荷與熱負荷

Coolingload&Heatingload

負荷的定義

冷負荷：維持室內空氣熱濕參數為某恒定值時，在單位時間內從室內除去的熱量，包括顯熱負荷和潛熱負荷兩部分。如果把潛熱負荷表示為單位時間內排除的水分，則又可稱作濕負荷。熱負荷：維持室內空氣熱濕參數為某恒定值時，在單位時間內向室內加入的熱量，包括顯熱負荷和潛熱負荷兩部分。如果只控制室內溫度，則熱負荷就只包括顯熱負荷。

冷熱負荷的大小與去除負荷的方式有關送風方式還是輻射方式？冷輻射板空調需要去除的熱量除了進入到空氣中的得熱量外，還包括部分貯存在熱表面上的得熱量。常規(guī)的送風方式空調需要去除的是進入到空氣中的得熱量。負荷的定義負荷的大小與去除或補充熱量的方式有關

潛熱得熱、滲透空氣得熱得熱立刻成為瞬時冷負荷

通過圍護結構導熱、通過玻璃窗日射得熱、室內顯熱源散熱對流得熱部分立刻成為瞬時冷負荷輻射得熱部分先傳到各內表面，再以對流形式進入空氣成為瞬時冷負荷，因此負荷與得熱在時間上存在延遲。（1）各種得熱進入空氣的途徑得熱與冷負荷的關系得熱與冷負荷的關系（2）得熱與冷負荷的關系諧波擾量階躍擾量

冷負荷與得熱有關，但不一定相等決定因素空調形式

送風：負荷＝對流部分輻射：負荷＝對流部分＋輻射部分熱源特性：對流與輻射的比例是多少？圍護結構熱工性能：蓄熱能力如何？如果熱容為0呢？如果內表面完全絕熱呢？房間的構造（角系數）

注意：輻射的存在是延遲和衰減的根源！得熱與冷負荷的關系得熱與冷負荷的關系

冷負荷的本質是通過某個設定溫度下整個房間的熱平衡算出來的，綜合了各種因素作用的一個綜合值；與得熱不同的是，不存在燈光造成的負荷、人員造成的負荷……的概念。例如冬天室內有可能是熱負荷也有可能是冷負荷，而燈光和人員有降低熱負荷的影響，也可能是導致冬季還有冷負荷的原因，但只有跟圍護結構散熱綜合起來才能得到負荷；當室內空氣參數在改變的過程中，負荷還受空氣與家具、內壁面熱容的影響。3.4.2得熱與冷負荷的關系室內表面與空氣的熱平衡關系示意負荷的數學表達室內空氣的熱平衡關系(空氣參數恒定)

排除的對流熱＝室內熱源對流得熱 ＋壁面對流換熱＋滲透得熱室內熱源對流得熱室內熱源總得熱＝室內熱源對流得熱＋向室內表面的長波輻射＋向室內表面的短波輻射負荷的數學表達壁面對流得熱通過圍護結構的導熱量＋本壁面獲得的通過玻璃窗的日射得熱＝壁面對流換熱＋本壁面向空調輻射板的輻射＋本壁面向其他壁面的長波輻射＋本壁面向熱源的輻射Qwall,cond負荷的數學表達房間的顯熱冷負荷房間的各種得熱得熱和冷負荷的差值房間空氣熱平衡的數學表達式

對長波輻射項進行了線性化而導出得熱定義與實際傳熱量的差值二者之和就是從壁面實際獲得的對流熱量負荷的數學表達熱源滲風玻璃窗墻體

在室內空氣參數相同的情況下，采用輻射板空調的負荷比送風空調負荷大還是??？以夏季為例外圍護結構的內表面溫度降低

——導致室外向室內傳熱增加室內表面（家具、墻面）溫度降低

——

空調系統(tǒng)需要帶走的熱量增加結論輻射板空調的負荷偏大如果追求的是舒適性相同，哪一個負荷更大？討論：采用輻射板空調的負荷負荷的數學表達

總負荷室內空氣參數變化時，采用“除熱量”來描述需要排除的熱量。顯熱除熱量為：除熱量比冷負荷少了一個空氣增溫需要的熱量總負荷＝熱源總得熱＋窗總得熱＋滲透風得熱＋墻體實際傳熱負荷的數學表達熱源滲風玻璃窗墻體典型負荷計算方法原理介紹第三類邊界條件：太難求解了！非均勻板壁的不穩(wěn)定傳熱:其中內表面長波輻射：初始條件：典型負荷計算方法原理介紹

目的：使負荷計算能夠在工程應用中實施發(fā)展：由不區(qū)分得熱和冷負荷發(fā)展到考慮二者的區(qū)別1946USA1950sUSSR1967Canada典型負荷計算方法原理介紹

穩(wěn)態(tài)算法不考慮建筑蓄熱，負荷預測值偏大動態(tài)算法，積分變換求解微分方程冷負荷系數法、諧波反應法：夏季設計日動態(tài)模擬計算機模擬軟件

DOE2、EnergyPlus(美國)、HASP(日本)、ESP(英國)DeST(中國，清華)常用的負荷求解法典型負荷計算方法原理介紹

方法采用室內外瞬時溫差或平均溫差，負荷與以往時刻的傳熱狀況無關：Q＝KFT

特點簡單，可手工計算未考慮圍護結構的蓄熱性能，計算誤差偏大應用條件蓄熱小的輕型簡易圍護結構室內外溫差平均值遠遠大于室內外溫度的波動值一、穩(wěn)態(tài)算法典型負荷計算方法原理介紹穩(wěn)態(tài)算法舉例：

北京室外氣溫和室內控制溫度比較典型負荷計算方法原理介紹

對于常系數的線性偏微分方程，采用積分變換如傅立葉變換或拉普拉斯變換。積分變換的概念是把函數從一個域中移到另一個域中，在這個新的域中，函數呈現較簡單的形式，因此可以求出解析解。然后再對求得的變換后的方程解進行逆變換，獲得最終的解。B域：問題容易求解對函數進行積分變換求解A域：問題難以求解對函數解進行積分逆變換獲得解二、積分變換法原理典型負荷計算方法原理介紹

拉普拉斯變換的應用條件時間變化范圍為半無窮區(qū)間（0，+）必須是線性定常系統(tǒng)

拉普拉斯變換的特點復雜函數變?yōu)楹唵魏瘮灯⒎址匠套儞Q為常微分方程常微分方程變換為代數方程

拉普拉斯變換的解傳遞矩陣或s-傳遞函數的解的形式為何板壁不穩(wěn)定傳熱適用拉普拉斯變換？典型負荷計算方法原理介紹

傳遞函數G(s)僅由系統(tǒng)本身的特性決定，而與輸入量、輸出量無關，因此建筑的材料和形式一旦確定，就可求得其圍護結構的傳遞函數。這樣就可以通過輸入量和傳遞函數求得輸出量。傳遞函數與輸入量、輸出量的關系

如果輸入原函數是指數函數，則不需變換直接輸入，即可求得解的原函數積分變換法原理典型負荷計算方法原理介紹

對于普通材料的圍護結構的傳熱過程，在其一般溫度變化的范圍內，材料的物性參數變化不大，可近似看作是常數，可采用拉普拉斯變換法來求解。對于采用材料的物性參數隨溫度或時間有顯著變化的圍護結構的傳熱過程，就不能采用拉普拉斯變換法來求解。相變材料，Trombe'sWall(特隆布墻)應用條件典型負荷計算方法原理介紹

可應用疊加原理對輸入的擾量和輸出的響應進行分解和疊加。當輸入擾量作用的時間改變時，輸出響應的時間在產生同向、同量的變化，但輸出響應的函數不會改變?？砂演斎肓窟M行分解或離散為簡單函數，再利用變換法進行求解。求出分解或離散了的單元輸入的響應，這些響應也應該呈簡單函數形式。再把這些單元輸入的響應進行疊加，就可以得出實際輸入量連續(xù)作用下的系統(tǒng)的響應輸出量。線性定常系統(tǒng)的特性典型負荷計算方法原理介紹

輸入邊界條件的處理步驟邊界條件的離散或分解；求對單元擾量的響應；把對單元擾量的響應進行疊加和疊加積分求和。

兩種基于積分變換的負荷計算法：函數均采用拉普拉斯變換，邊界條件的處理方法不同

對邊界條件進行傅立葉級數分解：諧波反應法

對邊界條件進行時間序列離散：反應系數法輸入邊界條件的處理方法典型負荷計算方法原理介紹武漢市室外干球溫度的全年變化典型負荷計算方法原理介紹＝＋＋輸入邊界條件的處理方法：

——傅立葉級數分解典型負荷計算方法原理介紹輸入邊界條件的處理方法：

——時間序列離散典型負荷計算方法原理介紹

反應系數法(冷負荷系數法)：任何連續(xù)曲線均可離散為脈沖波之和。將外擾分解為脈沖，分別求得脈沖外擾的室內響應，再進行疊加室內負荷。對應離散系統(tǒng)，拉普拉斯變換轉化為Z變換

諧波反應法：任何一連續(xù)可導曲線均可分解為正(余)弦波之和。把外擾分解為余弦波，分別求出每個正(余)弦波外擾的室內響應，并進行疊加。兩種積分變換法典型負荷計算方法原理介紹得熱：Q(t)－－輸入干擾負荷：CLQ(t)－－響應 設備使用1小時的室內負荷響應反應系數法原理圖示(1)典型負荷計算方法原理介紹反應系數法原理圖示(2)設備使用2小時的室內負荷響應典型負荷計算方法原理介紹反應系數法原理圖示(3)設備使用10小時的室內負荷響應典型負荷計算方法原理介紹

反應系數的大小即反應了某一項因素對某時刻負荷大小的影響程度。反應系數為0~1，相當于影響為0~100%。

內外擾的處理

內擾采用冷負荷系數

日射冷負荷采用冷負荷系數

圍護結構傳熱采用冷負荷溫度反應系數法典型負荷計算方法原理介紹

(a)圍護結構傳熱冷負荷基本計算式

Qcl()=KF[tcl()–tin]tcl()為冷負荷溫度逐時值，與圍護結構類型、氣象條件、朝向有關。

tcl()反映了室外空氣溫度、陽光輻射、建筑物蓄熱等因素的綜合影響。tinKFtcl(t)Qcl(t)冷負荷溫度：一個當量溫度室內溫度反應系數法典型負荷計算方法原理介紹(b)日射冷負荷

Qcl()=FCsCnD·maxCcl()F為窗面積，D·max是日射得熱因素最大值

Ccl()是冷負荷系數，與緯度、朝向有關。

Cs為玻璃遮擋系數，Cn為遮陽系數。Qcl(t)D·maxFCsCnCcl()反應系數法典型負荷計算方法原理介紹

(c)內擾冷負荷

Qcl()=HG(0)Ccl(-0) HG(0)為內熱源散熱量

Ccl(-0)是冷負荷系數

Ccl(-0)與開始使用時間和 連續(xù)使用時間有關，與建 筑熱特性有關。QQcl()Ccl(t-0)反應系數法典型負荷計算方法原理介紹

對外擾的分解：室外空氣綜合溫度

tz()=tzp+tz()=tzp+

tznsin(n+n) =A0+

Ansin(2n/T+n)

對外擾的響應形式：圍護結構對不同頻率外擾有一定的衰減n=An/Bn與延遲n，響應也是傅立葉級數形式：

tin,n()=An/nsin(2n/T+n-n)]

通過圍護結構形成的負荷：疊加tin,n()可得出tin()，通過tin()和室內熱平衡就可求出負荷。諧波反應法典型負荷計算方法原理介紹

玻璃窗冷負荷

傳熱溫差用外氣溫而不是室外綜合溫度：

Qcl()=KFt()=KF[twp

–tin+

twnsin(n+n)]

內擾冷負荷對內擾響應的分解方法類似對外擾響應的分解。諧波反應法典型負荷計算方法原理介紹

算法繁瑣，故需要簡化傳導部分(墻、窗)：Qcl()=KFt-t為負荷溫差，表中值為室溫26℃時溫差，可修正。算法同冷負荷系數法。日射部分：Qcl()=xgxdCnCsFJ()xg窗有效面積系數，xd地點修正系數，J()為負荷強度。xdJ()相當于冷負荷系數法的D·maxCcl()，xgF相當于冷負荷系數法的F。內擾部分：Qcl()=HG(0)JX-oJX-o為設備負荷強度系數(-0時刻)，同冷負荷系數法的Ccl()。諧波反應法的簡化算法典型負荷計算方法原理介紹

諧波反應法的簡化算法與冷負荷系數法形式一致。為了便于手工計算，均把內外擾通過一個板壁形成的冷負荷分離出來，作為一個孤立的過程處理，不考慮與其它墻面和熱源之間的相互影響。

不能分析變物性的材料如相變材料制成的圍護結構熱過程。兩種積分變換法總結典型負荷計算方法原理介紹

只是在一定程度上反應了得熱和冷負荷之間的區(qū)別，對輻射的影響作了很多簡化：對墻體內表面之間的長波輻射作了簡化處理，給定比例忽略了透過玻璃窗日射落在墻內表面上的光斑的影響熱源對流和輻射比例給定，與墻表面角系數給定把室內空氣溫度看作是常數如果房間與簡化假定相差較遠，則結果的誤差較大，如內表面溫度差別大、房間形狀不規(guī)則、室內空氣控制溫度隨時間變化等。兩種積分變換法總結典型負荷計