建筑环境学chapter4.1-2 thermal comfortable
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1、通过非透光围护结构热传导和通过非透光围护结构得热
前者是考虑在内外扰动以及整个房间所有围护结构相互作用下通过一堵墙体的实际传热量
后者是把一堵墙体割裂开来,仅考虑在内外扰动作用下通过一堵墙体的传热量
目的在于把房间每一堵墙体的得热求出来,然后进行叠加,以求得通过整个房间围护结构的总得热量。是一些简化手工工程算法的需要。
2各种得热进入空气的途径
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
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。
3、得热与冷负荷的关系
冷负荷与得热有关,但不一定相等
决定因素:1、空调形式 送风:负荷=对流部分 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!
4、室外空气综合温度
人们常说的太阳下的“体感温度”是什么?
室外空气综合温度与什么因素有关?
高反射率镜面外墙和红砖外墙的室外空气综合温度是否相同?
请试算一下盛夏太阳下的室外空气综合温度比空气温度高多少?
5、两种积分变换法总结
谐波反应法的简化算法与冷负荷系数法形式一致。
为了便于手工计算,均把内外扰通过一个板壁形成的冷负荷分离出来,作为一个孤立的过程处理,不考虑与其它墙面和热源之间的相互影响。
只是在一定程度上反应了得热和冷负荷之间的区别,对辐射的影响作了很多简化。
如果房间与简化假定相差较远,则结果的误差较大,如内表面温度差别大、房间形状不规则、室内空气控制温度随时间变化等。
6、影响人体与外界热交换的因素
环境空气温度:对流换热 环境表面温度:辐射换热 水蒸汽分压力(空气湿度):对流质交换 高温环境:增加热感 低温环境:增加冷感! 风速:对流热交换和对流质交换 吹风感:Draught,冷感和对皮肤的压力冲击 服装热阻:影响所有换热式
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《建筑环境学》习题部分参考解答
第二章 建筑外环境
1. 为什么我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则,而南方并不严格遵守?
答:太阳光在垂直面上的直射强度为coscos,NzcII,对于地理位置的地区cosNI是不能人为改变的。所以要使Ic,z取最佳值,只有使θ尽可能小。在冬季,太阳是从东南方向升起,从西南方向落下,而坐北朝南的布局就保证了在冬季能最大限度的接收太阳辐射。北方气候寒冷、冬夏太阳高度角差别大,坐北朝南的布局可以使建筑物冬季获得尽可能多的太阳辐射,夏季获得的太阳辐射较小。但在南方尤其是北回归线以南,冬夏太阳高度角差不多,所以建筑物是否坐北朝南影响不太大。
2. 是空气温度改变导致地面温度改变,还是地面温度改变导致空气温度改变?
答:大气中的气体分子在吸收和放射辐射能时具有选择性,它对太阳辐射几乎是透明体,直接接受太阳辐射的增温是非常微弱。主要靠吸收地面的长波辐射而升温。而地面温度的变化取决于太阳辐射和对大气的长波辐射。因此,地面与空气的热量交换是气温升降的直接原因,地面温度决定了空气温度。
3. 晴朗的夏夜,气温25℃,有效天空温度能达到多少? 如果没有大气层,有效天空温度应该是多少?
答:有效天空温度的计算公式为:
4144])70.030.0)(026.032.0(9.0[oddskyTSeTT
查空气水蒸气表,可知:t=25℃时,ed=31.67mbar
查表2-2,Td=32.2+273.15=305.35 K,另外,T0=25+273.15=298.15 K
∴ 计算得:Tsky=100×(74.2-9.4S)1/4
如果没有大气层,可以认为S=1,则计算求得:Tsky=283.7 K
4. 为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜?
答:由于晴朗夜空的天空有效温度低,树叶表面与天空进行长波辐射,使得叶片表面温度低于空气的露点温度,所以出现结露或结霜现象。
建筑环境学总结
第二章
1.太阳高度角:太阳光线与水平面之间的夹角。
太阳方位角:太阳至地面上某给定点连线在地面上的投影与当地子午线(南向)的夹角。
影响太阳高度角和方位角的因素(影响太阳在空间的位置):赤纬,时角,地理纬度。
赤纬:地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角。(表明四季的变化)
时角:当时太阳入射的日地中心的连心在地球赤道平面上的投影与当地真太阳时十二点,日地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角。(表明时间的变化)
2.太阳辐射照度:1平方米黑体表面在太阳的辐射下所获得的辐射能通量。单位W/㎡。与太阳光线垂直的表面上的太阳辐射照度为常数1353 W/㎡。也称为太阳常数。(太阳的辐射热量的能力)
3.大气透明度:)(kLexpIIP0L
LI----为太阳位于天顶时,到达地面的太阳辐射照度,W/㎡。
0I-----为太阳常数,W/㎡。
K为单位厚度大气层的消光系数。
L为太阳位于天顶时到达地面的太阳辐射行程,m。
4.到达地面太阳法向辐射照度m0NPII
其大小取决于太阳高度角β(大气层质量m=1/sinβ)和大气的透明度。
5.热岛现象的产生:产生较大的人为热;下垫面的特殊的热物理性质(太阳辐射反射率和长波净辐射小,热容量和蓄热能力大);水体和植被较少,储藏水分的能力小,蒸发量少,以潜热形式带走的热量少;平均风速低,不利于热量的向外扩散;大气透明度低,云量较高,夜间对天空的长波热辐射少,散热少。
第三章
0.维护结构热作用的形式:对流换热,导热,辐射。
1.不透明维护结构的太阳辐射的吸收率决定于表面粗糙度和颜色的深浅。
2.玻璃的温室效应:绝大部分的可见光和短波红外线都透过玻璃,对于长波红外线反射或吸收,这部分能量在太阳辐射中比例少;有效地阻隔室内向室外发射的长波辐射。
3.壁体得热为太阳辐射热量,长波辐射换热量,对流换热量之和。
室外空气综合温度:相当于室外气温由原来的t(air)增加了一个太阳辐射的等效温度值。
1、建筑的功能:在自然环境不能保证令人满意的条件下,创造一个微环境来满足居住者的安全与健康、 生活生产过程的需要。
2、建筑物必须满足的要求:安全性、功能性、舒适性、美观性
3、建筑与环境关系的发展中存在的问题
(1)建筑环境的舒适性要求与节能环保之间的矛盾(2)建筑环境与人体健康的问题
4、学习《建筑环境学》的任务:
任务一:了解人和生产过程需要什么样的建筑室内环境;任务二:了解各种内外部因素是如何影响建筑环境的;任务三:掌握改变或控制建筑环境的基本方法和手段
5、赤纬 :地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面之间的夹角
全年的赤纬角+23.5º~-23.5º之间变化
6、时角h---表明时间的变化
当时太阳入射的日地中心连线在赤道平面的投影与当地真太阳时12点时,日、地中心连线在赤道平面投影之间的夹角
7、真太阳时:太阳在当地正南时为12点(T)。当地平均太阳时(钟表时间T0) 。
时差:真太阳时与当地平均太阳时之差。
世界时:本初子午线。时区标准时 :中央子午线(Tm)。
8、太阳高度角:太阳光线与水平面的夹角。太阳方位角:太阳至地面上某给定点的连线在地面上投影与当地子午线(南向)的夹角。影响太阳高度角和方位角的因素:赤纬、时角、地理纬度。
9、太阳常数:大气层外,年平均距离处,与太阳光线垂直的表面上的辐射照度
1353W/m2
10、落到地球上的太阳辐射能量由三部分组成:(1)直射辐射:太阳直接照射到地面的部分。(2)散射辐射:被大气中的水蒸汽和云层散射(3)大气长波辐射:大气(水蒸汽和CO2)吸收后再向地面辐射,为长波辐射。在日间比例很小,可以忽略。
所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
11、影响大气对太阳辐射的削弱强度的因素:a地球上的法向表面太阳直射辐射照度
IN = I0P m m = 1/sin
b大气透明度P;c大气层质量m 12、大气对太阳辐射的削弱强度取决于:大气透明度及大气层质量