建筑物理 热工学 第2章 建筑室内外热环境分析
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建筑热工学-建筑热环境分为室内热湿环境与室外热湿环境。
-1.1 室内热环境●室内热环境是指影响人体冷热感觉的环境因素。
房屋种类一类是以满足人体需要为主的;另一类是满足生产工艺或科学实验要求的。
●建筑热环境的设计目标是舒适,健康,高效。
●室内热环境构成要素是以人的热舒服程度为评价标准的。
室内热湿环境影响人体舒适度的主要因素:室内空气温度,空气湿度,气流速度,人体与周围环境之间的辐射换热。
室内气候对人体的影响主要表现在冷热感。
冷热感取决于人体新陈代谢产生的热量和人体向周围环境散热量之间的平衡关系.△q=0时,人体处于热平衡状态,并不是人体舒适感的充分必要条件,因为各种热量之间可能有多种组合。
●只有当人体按正常比例散热的热平衡,才是最适宜的状况。
●当环境过热时,皮肤血管扩张,血流增多,皮肤温度升高,以增加散热量,甚至大量出汗使蒸发散热量变大,以争取新的热平衡,这时的热平衡叫做“负荷热平衡”,在负荷热平衡状态下,虽然△q=0,但人体已不在舒适状态。
●存在温差就会有传热现象,热能由高温传至低温。
●有三种:导热,对流和辐射。
建筑物的传热大多是三种方式综合作用的结果。
☐辐射:把热量以电磁波的形式从一个物体传向两一个物体。
凡是温度高于绝对零度的物体都可以发射同时也可以接受电磁波☐对流:流体与流体之间,流体与固体之间发生相对位移时,所产生的热量交换现象。
☐导热:同一物体内部或相互接触的两物体之间由于分子热运动,热量由高温处向低温转移的现象☐为了保持体温,人体不间断的向周围环境散发热量。
人体与室内环境的换热也是同时以辐射,对流,导热三种方式进行的。
☐人体的散热量决定于:室内空气温度,湿度,风速,围护结构表面的温度小结:室内热湿环境影响人体舒适度的主要因素有以上四点,可以使人体易于保持热平衡从而感到舒适的室内环境条件。
2.室内空气湿度3.室内空气湿度直接影响人体的蒸发散热,一般认为最适宜的相对湿度为50%~60%,在大多是情况下,即气温在16~25℃,相对湿度在30%~70%范围内变化,对人体的热感觉影响不大。
⼀、室外热环境(室外⽓候)室外热环境是指作⽤在外围护结构上的⼀切热物理量的总称,是由太阳辐射、⼤⽓温度、空⽓湿度、风、降⽔等因素综合组成的⼀种热环境。
建筑物所在地的室外热环境通过外围护结构将直接影响室内环境,为使所设计的建筑能创造良好的室内热环境,必须了解当地室外热环境的变化规律及特征,以此作为建筑热⼯设计的依据。
与室外热环境密切有关的主要因素如下:(⼀)太阳辐射1.太阳辐射能是地球上热量的基本来源,是决定室外热环境的主要因素。
2.太阳辐射的组成到达地球表⾯的太阳辐射分为两个部分,⼀部分是太阳直接射达地⾯的部分,称为直射辐射;另⼀部分是经过⼤⽓层散射后到达地⾯的部分,称为散射辐射。
3.太阳常数在太阳与地球的平均距离处,垂直于⼈射光线的⼤⽓界⾯单位⾯积上的辐射热流密度。
天⽂太阳常数(理论计算值):I0=1395.6W/㎡⽓象太阳常数(实测分析值):I0=1256W/㎡4.影响太阳辐射照度的因素⼤⽓中射程的长短,太阳⾼度⾓,海拔⾼度,⼤⽓质量。
5.太阳光谱太阳辐射能量主要分布在紫外线、可见光和红外线区域,其中97.8%是短波辐射,所以太阳辐射属于短波辐射。
(⼆)室外⽓温1.室外⽓温:指距地⾯1.5m处百叶箱内的空⽓温度。
2.变化规律室外⽓温由于受到太阳辐射的影响,它的年变化、⽇变化规律都是周期性的。
(1)年变化规律:由地球围绕太阳公转引起,形成⼀年四季⽓温变化,北半球⽓温出现在7⽉(⼤陆)或8⽉(沿海、岛屿),最低⽓温出现在1⽉或2⽉。
(2)⽇变化规律:由地球⾃转引起。
⽇最低⽓温出现在6:00—7:00左右。
⽇⽓温出现在14:00左右。
(三)空⽓湿度1.湿度:空⽓中⽔蒸⽓的含量。
可⽤绝对湿度或相对湿度表⽰,通常使⽤相对湿度表⽰空⽓的湿度。
2.变化规律⼀般来说,某⼀地区在⼀定时间内,空⽓的绝对湿度变化不⼤,但由于空⽓温度的变化,使得空⽓中饱和⽔蒸⽓压随之变化,从⽽导致相对湿度变化强烈。
(1)年变化规律:最热⽉相对湿度最⼩,最冷⽉相对湿度,季风区例外。
柳孝图《建筑物理》(第3版)笔记和课后习题详解第1篇建筑热工学建筑热工学的任务是依照建筑热工原理,论述通过规划和建筑设计手段,防护或利用室内外气候因素,解决房屋的日照、保温、隔热、通风、防潮等问题,创造良好的室内气候环境并提高围护结构的耐久性。
第1章室内外热环境1.1 复习笔记一、室内热环境1.室内热环境组成要素(1)室内热环境主要由室内气温、湿度、气流及壁面热辐射等因素综合而成。
(2)各种室内微气候因素的不同组合,会形成不同的室内热环境。
2.人体热平衡与热舒适(1)热舒适热舒适是指人们对所处室内气候环境满意程度的感受。
人体对周围环境的热舒适程度主要反映在人的冷热感觉上。
(2)热平衡人们在某一环境中感到热舒适的必要条件是:人体内产生的热量与向环境散发的热量相等,即保持人体的热平衡。
人体与环境之间的热平衡关系可用下列公式表示:△q=qm±qc±qr-qw式中qm—人体产热量,W/m2;qc—人体与周围空气之间的对流换热量,W/m2;qr—人体与环境间的辐射换热量,W/m2;qw—人体蒸发散热量,W/m2;△q—人体得失的热量,W/m2。
从上式看出,人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种,换热的余量即为人体热负荷△q。
△q值与人们的体温变化率成正比当△q>0时,体温将升高;当△q<0时,体温将降低。
当△q=0,人体新陈代谢产热量正好与人体在所处环境的热交换量处于平衡状态。
当达到热平衡状态时,对流换热约占总散热量的25%~30%,辐射散热量占45%~50%,呼吸和无感觉蒸发散热量占25%~30%时,人体才能达到热舒适状态,能达到这种适宜比例的环境便是人体热舒适的充分条件。
3.人体热平衡的影响因素(1)人体新陈代谢产热量qm①qm主要决定于人体的新陈代谢率及对外作机械功的效率。
②单位时间内人体新陈代谢所产生的能量,称为新陈代谢率,通常用符号m表示,单位为W/m2(人体表面积),1met=58.2W/m2。