1、本科生課程 建筑物理（熱） （Building Thermal Engineering ）展長虹 （副教授）哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院課程目錄建筑熱工基礎(chǔ)知識建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱計算與應(yīng)用建筑保溫與節(jié)能 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳濕與防潮建筑防熱與節(jié)能緒論第1章 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)1.4 室內(nèi)熱環(huán)境1.5 室外熱環(huán)境熱現(xiàn)象1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象建筑熱工的主要研究對象：圍護(hù)結(jié)構(gòu)從室內(nèi)冷熱角度出發(fā)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用：防熱御寒，使室內(nèi)形成舒適的熱環(huán)境1. 建筑熱

2、工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象夏季 冬季不同季節(jié)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱量傳遞的方向特征不同自然通風(fēng)房間空調(diào)房間白天夜晚冬季：室內(nèi)室外夏季溫差白天夜晚1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象冬季：夏季：建筑熱工設(shè)計不是簡單地增厚墻體或提高保溫性能，而是要根據(jù)建筑室內(nèi)外的熱量傳遞狀況、傳熱部位以及建筑結(jié)構(gòu)形式結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖彝鈿夂蛱卣鳎扇〔煌拇胧┖吞幚矸椒▏o(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能越好，通過房間的熱量損失減少，既降低能耗又可保證室內(nèi)的熱舒適。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能要好，且夜間散熱要快。但是，白天也要考慮散熱問題(日照強(qiáng)烈時)，這時保溫性能好，反而會使室內(nèi)變熱有時會發(fā)生矛盾1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1

3、建筑中的傳熱現(xiàn)象如何用科學(xué)的手段去解釋、分析并解決建筑中的傳熱問題？建筑熱工學(xué)65.6 26.7 38.3 28.3 28.9 26.7 65.6 Expample：熱量傳遞的基本方式？1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象 導(dǎo)熱（heat conduction）熱對流（heat convection）熱輻射(thermal radiation)三種基本傳熱方式three modes of heat transfer1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象所有的熱量傳遞過程都是由三種基本方式單獨(dú)或組合形成的！注意!1.建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

4、傳熱基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)1.4 室內(nèi)熱環(huán)境1.5 室外熱環(huán)境1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱1.2.2 對流1.2.3 輻射1.2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程 定義：物體各部分無相對位移或不同物體直接接觸時,依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象(又稱熱傳導(dǎo)） HOT(lots of vibration)COLD(not much vibration)Heat travelsalong the rod物質(zhì)的固有屬性 ：可以在固體、液體、氣體中發(fā)生;導(dǎo)熱的特點(diǎn) ：a 必須有溫差；b 物體直接接觸；c 依靠分子、原子及自由電子等微觀

5、粒子熱運(yùn)動而傳遞熱量；d 在引力場下單純的導(dǎo)熱只發(fā)生在密實固體中。但建筑材料總是有孔隙的，會產(chǎn)生其它方式的傳熱，但比例甚微，故在熱工計算中，認(rèn)為在固體建筑材料中發(fā)生的是導(dǎo)熱過程（有空氣間層的例外）。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱 大平壁導(dǎo)熱量計算（穩(wěn)態(tài)）where，：熱流量 ，單位時間傳遞的熱量W；q：熱流密度 ，單位時間通過單位面積傳遞的熱量；A：垂直于導(dǎo)熱方向的截面積m2；：導(dǎo)熱系數(shù)（熱導(dǎo)率）W/( mK)。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱一、溫度場 一維穩(wěn)態(tài)溫度場非穩(wěn)態(tài)溫度場溫度場是某一時刻物體中各點(diǎn)溫度分布的總稱

6、。溫度場是時間和空間的函數(shù)，即：穩(wěn)態(tài)溫度場1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱 幾個重要基本概念二、等溫面與等溫線 等溫面：同一時刻、溫度場中所有溫度相同的點(diǎn)連接起來所構(gòu)成的面 等溫線：用一個平面與各等溫面相交，在這個平面上得到一個等溫線簇 溫度不同的等溫面或等溫線彼此不能相交。 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱物體的溫度場通常用等溫面或等溫線表示1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱二、等溫面與等溫線冬季房屋墻角內(nèi)的溫度場 送風(fēng)口排風(fēng)口某空調(diào)房間二、等溫面與等溫線1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2

7、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱某空調(diào)房間的溫度場數(shù)值模擬結(jié)果(X)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱二、等溫面與等溫線某空調(diào)房間的溫度場數(shù)值模擬結(jié)果(Y)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱二、等溫面與等溫線某空調(diào)房間的溫度場數(shù)值模擬結(jié)果(Z)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱二、等溫面與等溫線三、溫度梯度注：溫度梯度是矢量；正向朝著溫度增加的方向等溫面上沒有溫差，不會有熱量傳遞;不同的等溫面之間，有溫差，有熱量傳遞。where，n等溫面法線方向的單位矢量 溫度在法線方向上的導(dǎo)數(shù)，亦即法向

8、的溫度變化率 定義 :稱過點(diǎn)P的最大溫度變化率為溫度梯度，gradt。在具有連續(xù)溫度場的物體內(nèi)，過任意一點(diǎn)P溫度變化率最大的方向位于等溫線的法線方向上。 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱過點(diǎn)P各個方向上的溫度變化率都不同，最大的是哪個？熱量的方向？直角坐標(biāo)系：（Cartesian coordinates）where，i, j, k分別表示三個坐標(biāo)軸方向的單位矢量； 分別表示溫度梯度在坐標(biāo)軸上的投影。 與溫度梯度的大小相等、方向相反的矢量，稱為溫度降度，記作。 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱三、溫度梯度四、熱流密度 熱流密

9、度：單位時間、單位面積上所傳遞的熱量；1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱大平板：1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱五、 傅立葉定律Fouriers law1822年，法國數(shù)學(xué)家傅里葉（Fourier）在實驗研究基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱基本規(guī)律 傅里葉定律。拿破侖時代的高級官員，1798-1801追隨拿破侖去埃及。傅立葉定律：垂直導(dǎo)過等溫面的熱流密度，正比于該處的溫度梯度，方向與溫度梯度相反導(dǎo)熱系數(shù)注：傅里葉定律只適用于各向同性材料各向同性材料：導(dǎo)熱系數(shù)在各個方向是相同的式中，Thermal conductivityW/m21. 建筑熱

10、工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱W/(m )1）導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義: 在穩(wěn)定條件下，當(dāng)溫度梯度為1/m時，在單位時間內(nèi)通過單位面積的導(dǎo)熱量。2）導(dǎo)熱系數(shù)越大，表明材料的導(dǎo)熱能力越強(qiáng)。3）物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，均由實驗確定。定義:六、導(dǎo)熱系數(shù) Thermal conductivity 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.1 導(dǎo)熱1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識六、導(dǎo)熱系數(shù) Thermal conductivity 1.2.1 導(dǎo)熱氣液固0.006-0.60.07-0.7？-？ 建筑材料和隔熱保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值范圍:0.025 3.0

11、 W/(mK) 。多孔材料的導(dǎo)熱系數(shù)與濕度相關(guān)保溫材料(絕熱材料）：導(dǎo)熱系數(shù)小于0.25 W/(mK)干磚=0.35 W/(mK)水=0. W/(mK)濕磚=1.0W/(mK)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識六、導(dǎo)熱系數(shù) Thermal conductivity 1.2.1 導(dǎo)熱 空氣的導(dǎo)熱系數(shù)（常溫0.025）很小，可以當(dāng)成絕熱材料。 導(dǎo)熱系數(shù)還與溫度有關(guān)。所以對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，冷、熱設(shè)備的保溫層，都應(yīng)采取防潮措施例如：苯板0.04巖棉0.035歐姆定律(Ohms law)： 導(dǎo)熱熱阻電阻電流電位差熱阻1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式對于對流換熱與熱輻射也有熱

12、阻的概念？1）定義：a.依靠流體（氣體或液體）的運(yùn)動，把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象。單純的熱對流在實際中不可能發(fā)生!b.流體（氣體或液體）由于宏觀相對運(yùn)動,從某一區(qū)域遷移到溫度不同的另一區(qū)域時的熱傳遞過程.1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.2 熱對流純熱對流很難發(fā)生，熱對流必然同時伴隨熱傳導(dǎo)（因為存在溫度差）。2）對流換熱 heat convection & convection heat transfer對流換熱可分為:對流換熱不是基本傳熱方式。 工程上常見的是流體與固體壁間的換熱，被稱為對流換熱。強(qiáng)迫對流換熱自然對流換熱1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳

13、熱基礎(chǔ)知識1.2.2 熱對流4）對流換熱的基本計算公式牛頓冷卻公式 W/m2 Where, t流體溫度， ； 固體壁表面溫度， ； c對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(Convection heat transfer coefficient)，其意義是指單位面積上，當(dāng)流體同壁之間為單位溫差，在單位時間內(nèi)所能傳遞的熱量，W/(m2K) The units of are in watts per square meter per Kelvin degree。* c不是物性參數(shù)。*流體與壁面間的換熱熱阻：1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.2 熱對流tqc對流換熱系數(shù)的確定 1. 建筑熱

14、工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式只是從數(shù)值的大小上反映對流換熱在不同條件下的綜合強(qiáng)度.牛頓冷卻公式是的定義式,但沒有揭示出與影響它的因素之間的關(guān)系!影響的因素主要有以下幾個方面：(1)流動起因；(2)流動狀態(tài); (3)流體的熱物理性質(zhì);(4)流體的相變;(5)換熱表面的幾何因素; 5）對流換熱系數(shù)的確定 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.2 熱對流自然對流換熱強(qiáng)迫對流換熱(圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面)垂直表面水平表面（熱流由下而上）水平表面（熱流由上而下）內(nèi)表面外表面（冬）（夏）1）定義definition：熱輻射(thermal radiation)有熱運(yùn)動產(chǎn)生的，以電磁波形

15、式傳遞能量的現(xiàn)象。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.3 熱輻射0.380.76250.22or3太陽輻射波長(m) 熱輻射的本質(zhì)民用微波爐波長12.24cm=12.24x104 m，頻率2455MHz 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.3 熱輻射建筑熱工中：3m 稱為長波輻射； 3m 稱為短波輻射地表向外輻射：地球輻射能量95%集中在3 120m,最大輻射能力所對應(yīng)的波長在10 15m 你能解釋溫室效應(yīng)或氣候變暖嗎？電磁波的傳播速度 c = 式中： 波長， 頻率， 電磁波具有波粒二象性： 波動性 離散的量子化能量束（光子）1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)

16、知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.3 熱輻射 熱輻射特點(diǎn) a. 任何物體，只要溫度高于0 K，就會不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射； b. 不需要冷熱物體的直接接觸；即：不需要介質(zhì)的存在，在真空中就可以傳遞能量； c. 在輻射換熱過程中伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變，物體熱力學(xué)能電磁波能物體熱力學(xué)能；d. 無論溫度高低，物體都在不停地相互發(fā)射電磁 波能、相互輻射能量；高溫物體輻射給低溫物體的能量大于低溫物體輻射給高溫物體的能量；總的結(jié)果是熱由高溫傳到低溫。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.3 熱輻射當(dāng)熱輻射投射到物體表面上時，一般會發(fā)生三種現(xiàn)象，即吸收、反射和穿透。 物體對熱輻射

17、的吸收、反射和穿透 吸收率反射率透射率黑體： 鏡體或白體：透明體：不能憑顏色判斷 黑布與白布雪普通玻璃描述物體對投射輻射的響應(yīng)！吸熱玻璃？隔熱玻璃(熱反射玻璃）？輻射力1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式單色輻射力 描述物體表面發(fā)射能量的能力的兩個概念：描述物體向外發(fā)射能量的特性！輻射力 E 物體表面發(fā)射能量的能力單位時間內(nèi)，物體的單位面積向半球空間所發(fā)射全波長的總能量，單位為W/m21. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式在紅外范圍內(nèi)，絕大多數(shù)固體和液體的輻射是一種表面物理過程，即僅取決于材料表面的性質(zhì)、特征和溫度，與內(nèi)部狀況無關(guān)。但對氣體和一些半透明的固體材料例外。 單色輻

18、射力 單位時間內(nèi)，物體的單位面積，向半球空間所發(fā)射波長的能量稱為單色輻射力，單位為W/（m2m） 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式熱輻射的基本定律 普朗克定律 斯蒂芬玻爾茲曼定律 維恩（Wien）定律 基爾霍夫定律黑體黑體實際物體黑體：是指能吸收投入到其面上的所有熱輻射能的物體，是一種科學(xué)假想的物體，現(xiàn)實生活中是不存在的。但卻可以人工制造出近似的人工黑體。黑體模型熱輻射的基本定律 式中， 波長，m ； T 黑體溫度，K ； c1 第一輻射常數(shù)，3.74210-16 Wm2； c2 第二輻射常數(shù)，1.438810-2 WK； 普朗克(M.Planck)定律 熱輻射的基本定律左圖為普

19、朗克定律揭示的關(guān)系 最大峰值Eb,max對應(yīng)的波長叫峰值波長max mK Increasing heat根據(jù)顏色可以大致判斷物體表面溫度！ 斯蒂芬(Stefan)玻爾茲曼(Boltzmann)定律 熱輻射的基本定律黑體輻射系數(shù) T - 黑體表面溫度，單位 K W/m21. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式工程應(yīng)用中對黑體在一定溫度下全波長的輻射力更感興趣。 也可寫成：黑體輻射常數(shù)，5.67x10-8 W/(m2K4)mK 太陽表面溫度？假設(shè)太陽為黑體1）先要測得太陽的輻射光譜，2）max=0.5m3）根據(jù)維恩定律，可估算出太表面溫度為 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式 維

20、恩（Wien）定律 實際物體的輻射特性? 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式 基爾霍夫（Kirchhoff）定律黑體的發(fā)射率？實際物體在紅外波段內(nèi)可近似為灰體！與黑體有相似的輻射光譜形狀，且其單色發(fā)射率不隨波長變化發(fā)射率：灰體：實際物體的輻射力與同溫度下黑體的輻射力之比，又稱為黑度實際物體（灰體）的輻射和吸收之間有什么內(nèi)在聯(lián)系呢? 基爾霍夫定律答案黑體 工程上（溫差不過分懸殊） 或灰體漫射表面 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式 基爾霍夫（Kirchhoff）定律紅外波段內(nèi)！(不致造成太大的誤差) 吸收率反射率透射率相等 ? 物體之間的輻射換熱空間中任何兩個相對并相互分

21、離的物體表面都會發(fā)生輻射換熱；即使兩個物體溫度相同，輻射換熱也在進(jìn)行；兩個平行相對放置的大平板（黑體）之間的，凈輻射換熱計算：1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式兩個平行相對放置的大平板（灰體）之間的，凈輻射換熱計算：若是黑體？ 物體之間的輻射換熱在建筑熱工學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)的是任意相對位置的表面之間的換熱；為了使用和計算方便，工程上經(jīng)常采用下面方式進(jìn)行簡化計算。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)1.1 熱量傳遞的基本方式輻射換熱系數(shù)，（W/m2）傳熱學(xué)中有詳細(xì)理論講解，很復(fù)雜，應(yīng)用不方便。角系數(shù)當(dāng)量（相當(dāng)）輻射系數(shù)，決定于各自的發(fā)射率和各自的表面積室內(nèi)室外室內(nèi)indoor室外outdoor導(dǎo)熱對流冬

22、季墻壁的散熱傳熱的動力：溫差,溫差無處不在1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識外墻1.2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程無論冬夏，圍護(hù)結(jié)構(gòu)時刻受到室內(nèi)外的熱作用，發(fā)生熱量傳遞。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程冬季房屋外墻的傳熱過程放熱傳熱吸熱d室外e室內(nèi)ti通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱主要經(jīng)過三個過程：內(nèi)表面吸熱結(jié)構(gòu)本身傳熱外表面放熱嚴(yán)格來講，每一傳熱過程都是三種基本傳熱方式的綜合過程。表面換熱結(jié)構(gòu)傳熱（1）表面換熱1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程表面換熱量=對流換熱量 + 輻射換熱量d-壁表面溫

23、度t-空氣或物體表面溫度表面換熱系數(shù)，在實際設(shè)計計算中，除某些特殊情況（如超高層建筑頂部外表面）外，值均按規(guī)范規(guī)定取值！?！1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識（2） 結(jié)構(gòu)傳熱放熱傳熱吸熱d室外e室內(nèi) i嚴(yán)格地講，結(jié)構(gòu)本身的傳熱過程并非純粹的導(dǎo)熱。此處，按“單層勻質(zhì)平壁”考慮。當(dāng)兩側(cè)溫度不隨時間變化時，稱為“穩(wěn)定傳熱”；但現(xiàn)實中都是“不穩(wěn)定傳熱”。盡管如此，在一些情況下可按穩(wěn)定傳熱來處理，誤差不大，可減少計算量，提高工作效率。1.2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程1.建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)1.4 室內(nèi)熱環(huán)境1.5

24、室外熱環(huán)境1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)sd1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)大氣層的空氣密度隨高度而減小，越高空氣越稀薄。對流層在大氣層的最低層，緊靠地球表面，其厚度大約為10至20千米。對流層的大氣受地球影響較大，云、霧、雨等現(xiàn)象都發(fā)生在這一層內(nèi)，水蒸氣也幾乎都在 這一層內(nèi)存在。這一層的氣溫隨高度的增加而降低，大約每升高1000米，溫度下降56。動、植物的生存，人類的絕大部分活動，也在這一層內(nèi)。因為這一 層的空氣對流很明顯，故稱對流層。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣 含有水蒸氣的空氣 干空氣 不含有水蒸氣的空氣 飽和濕空氣 干空氣與飽

25、和水蒸氣組成的混合氣體.飽和濕空氣中的水蒸氣的含量已達(dá)到最大限度,除非提高溫度,否則飽和濕空氣中水蒸氣的含量不會再增加1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)干空氣成分體積百分比1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)所以要設(shè)計節(jié)能的建筑，減少化石燃料消耗！1）濕空氣壓力：符合道爾頓分壓定律 1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)PaPw濕空氣的總壓力, PaPd干空氣的分壓力, PaP水蒸氣分壓力, Pa “飽和水蒸氣分壓力” Ps 處于飽和狀態(tài)的濕空氣中的水蒸汽所呈現(xiàn)的壓力，單位Pa(帕) 。Blue dots illustrate the increased w

26、ater vapor capacity of warmer air. At each temperature, air can hold a specific amount of water vaporno more.Ps隨溫度升高而變大，這是因為在一定的大氣壓力下，濕空氣的溫度越高，其一定容積中所能容納的水蒸汽越多，因而水蒸汽所呈現(xiàn)的壓力也越大。2) 空氣濕度 濕空氣的另一重要物理量是“濕度”。濕度表示空氣的干濕程度，它有不同的表示方法，各有各的用途?？諝鉂穸?絕對濕度 相對濕度1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)2）空氣濕度絕對濕度 每立方米空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量，叫空氣的絕對

27、濕度。絕對濕度一般用f(gm3)表示，飽和狀態(tài)下的絕對濕度則用飽和蒸汽量fmax(gm3) 表示。絕對濕度的不足: 雖然能具體指明單位體積空氣中所含水蒸汽的真實數(shù)量，但從室內(nèi)氣候的要求來看，這種表示方法并不能恰當(dāng)?shù)卣f明問題。這是因為絕對濕度相同而溫度不同的空氣環(huán)境，對人體的熱濕感覺影響是不同的。相對濕度 一定溫度，一定大氣壓力下，濕空氣的絕對濕度f，與同溫同壓下的飽和蒸汽量fmax的百分比，稱為該空氣的“相對濕度”。即 =(ffmax)100%1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì) 水蒸汽的實際分壓力P 主要取決于空氣的絕對濕度f，同時也與空氣的溫度有關(guān)，一般用下式近似表示： 從上式

28、可以看出，當(dāng)氣溫一定時（T一定)，水蒸汽分壓力隨絕對濕度度成正比例變化，當(dāng)絕對濕度一定時(f一定)，水蒸汽分壓力隨絕對溫度成正比例變化。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)P =0.467T f Pa式中 f與P對應(yīng)的絕對濕度，gm3； T 空氣的絕對溫度，K。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)還可以用另一種方式來計算相對濕度：P溫度 TPsPP =0.467T fPs =0.467T fmax =(ffmax)100% =(PPs)100% 式中 P 空氣的實際水蒸汽分壓力，Pa； Ps 同溫下的飽和蒸汽壓， Pa。表征濕空氣中水蒸氣接近飽和含量的程度1. 建筑熱工

29、學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)絕對濕度：是空氣調(diào)節(jié)工程設(shè)計中的重要參數(shù)，它能清楚地表示單位體積濕空氣中所含的水蒸氣數(shù)量相對濕度:在建筑熱工設(shè)計中則廣泛應(yīng)用相對濕度,因為相對濕度能直接說明濕空氣對人體熱舒適感、房間及圍護(hù)結(jié)構(gòu)濕 狀況的影響。 由表可見，雖然兩室絕對溫度完全相同，但A室相對溫度只有61%，而B室則接近100%。根據(jù)衛(wèi)生工作者的研究，對室內(nèi)氣候而言，正常的濕度范圍大致是3060%。A室的濕度是正常的，而B室則已近飽和，極為潮濕。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)3）露點(diǎn)溫度1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)冬季眼鏡結(jié)霜；窗玻璃結(jié)霜、結(jié)露；水管發(fā)汗； 設(shè)

30、有一密閉房間，如不改變室內(nèi)空氣中的水蒸汽含量，只是用干法加熱空氣(如用電爐加熱)使其升溫，相對濕度？ = ffmax=PPs 則Ps相應(yīng)變大，亦即所能容納的最大水蒸汽含量隨溫度的升高而變大。3）露點(diǎn)溫度1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)在這個過程中： f=const, P=const;T,Ps , = ffmax=PPs “露點(diǎn)溫度”當(dāng)溫度降到某一特定值時，Ps小到與P值相等，此時相對溫度=100%，本來是不飽和的空氣，終于因室溫下降而達(dá)到飽和狀態(tài)，這一特定溫度稱為該空氣的“露點(diǎn)溫度”。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)相反， f=const, P=const， T

31、 ,Ps , 空氣變得更干燥了空氣變得更潮濕了Cooler 露點(diǎn)溫度通常用td表示，其物理意義就是空氣中的水蒸汽開始出現(xiàn)結(jié)露的溫度。如果從露點(diǎn)溫度住下繼續(xù)降溫，空氣就容納不了原有的水蒸汽，而迫使其一部分凝結(jié)成水珠(露水)析出。 冬天在寒冷地區(qū)的建筑物中，常?？吹酱安Ａ?nèi)表面上有很多露水，有的則結(jié)成很厚的霜，原因就是窗玻璃的保溫性能太低，其內(nèi)表面溫度遠(yuǎn)低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。當(dāng)室內(nèi)較熱的空氣接觸到很冷的玻璃表面時，就在表面上結(jié)成了露水或冰霜。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)Relative humidity depends on both temperature and wate

32、r vapor. In this figure, water vapor is constant but temperature varies. On the left, relative humidity is 50%; the warmer air could hold twice as much water vapor as is actually present. As the air cools, center and right, relative humidity increases. As the air cools to 37F, its capacity to hold w

33、ater vapor is reduced to the amount actually present. Relative humidity is 100% and the air is now “saturated.” Note that at 100% humidity, temperature and dew point are the same. The air cooled to saturation, i.e., it cooled to the dew point.:查附錄2得18.5時的飽和水蒸氣得分壓力為2129.2pa，相對濕度（）=70 由公式=p/ ps可得P=（）p

34、s=2129.2 0.7=1490.44pa再查附錄2得出1490.44pa成為飽和水蒸氣份壓力時所對應(yīng)的溫度為12.1.即該環(huán)境下的空氣露點(diǎn)溫度為12.1。例1-1 求室內(nèi)溫度18.5、相對濕度70時的空氣露點(diǎn)溫度。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)1.建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境1.5 室外熱濕環(huán)境室內(nèi)物理環(huán)境室內(nèi)熱環(huán)境室內(nèi)光環(huán)境室內(nèi)聲環(huán)境室內(nèi)空氣質(zhì)量建筑物內(nèi)部環(huán)境室內(nèi)物理環(huán)境（生理環(huán)境）室內(nèi)心理環(huán)境1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境建筑物理學(xué)建筑熱工學(xué)室內(nèi)那些通過人體感覺器官對人

35、的生理發(fā)生作用和影響的物理因素。人體的基本生理機(jī)能人體對熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理機(jī)能決定了要維持體溫在一個相當(dāng)窄的范圍內(nèi)恒定才能保證人體的各項功能正常。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境體溫超過變動范圍上限，則相應(yīng)會導(dǎo)致中暑甚至死亡。體溫低于變動范圍下限，相應(yīng)會導(dǎo)致生病（感冒）甚至死亡。室內(nèi)熱環(huán)境室內(nèi)空氣溫度室內(nèi)空氣濕度室內(nèi)氣流速度環(huán)境輻射溫度一、室內(nèi)熱環(huán)境組成要素及其對人體熱舒適的影響熱平衡與人體本身和室內(nèi)熱環(huán)境有關(guān)人體人體產(chǎn)熱量衣著情況1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境人體與周圍環(huán)境的熱平衡健康與舒適1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境安靜狀態(tài)的成年人，95-115W

36、;重體力勞動，580-700W。未出汗時，通過呼吸和無感覺的皮膚汗液蒸發(fā)；勞動強(qiáng)度變大或環(huán)境較熱，皮膚出汗，汗液蒸發(fā)增加。在人體表面與圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面及設(shè)備之間進(jìn)行。在人體表面與周圍空氣之間進(jìn)行的（t）。一、室內(nèi)熱環(huán)境組成要素及其對人體熱舒適的影響人體與環(huán)境之間的熱交換人體與環(huán)境之間的熱交換的具體構(gòu)成人體熱平衡方程式：q=qm-qeqr qcq人體得失的熱量1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境W人體與環(huán)境之間的熱交換人體處于熱平衡，體溫維持不變（約為36.5 ）1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境q=qm-qeqr qcq=0 但，q=0 并一定表示人體處于舒適狀態(tài)，因為各種熱量之

37、間 可能有許多不同的組合都可使q=0 ，也就是說，人體會遇到各種不同的熱平衡，然而只有那種能使人體按正常比例散熱的熱平衡，才是舒適的。W一、室內(nèi)熱環(huán)境組成要素及其對人體熱舒適的影響正常比例散熱對流換熱占25%30%輻射散熱占45%50%呼吸和無感覺散熱占25%30%當(dāng)熱平衡被打破后，人體的 調(diào)節(jié)機(jī)能啟動1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境q=qm-qeqr qc“負(fù)荷熱平衡”（雖然q=0，但人體并不舒適）（達(dá)到新的熱平衡）四要素人體產(chǎn)熱量衣著情況室內(nèi)熱環(huán)境舒適的可以忍受不可忍受對于不舒適的熱環(huán)境，可通過調(diào)溫設(shè)施來改變可能存在的問題:1、經(jīng)濟(jì)上不合理2、降低人體對環(huán)境變化的適應(yīng)能力 不利

38、于健康1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境室內(nèi)熱環(huán)境的四要素空氣溫度空氣濕度環(huán)境輻射溫度氣流速度 室內(nèi)熱環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是建筑熱工設(shè)計的基本依據(jù)之一1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境二、室內(nèi)熱環(huán)境的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)你認(rèn)為室內(nèi)熱環(huán)境應(yīng)該用哪些指標(biāo)評價？評價指標(biāo)的數(shù)量大約是多少？你自己家里是如何做的？ 最簡單方便且應(yīng)用最為廣泛的是室內(nèi)空氣溫度。但很不完善。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境二、室內(nèi)熱環(huán)境的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)綜合考慮室內(nèi)熱環(huán)境的四要素。1、有效溫度ET (19231925年，美國Yaglon)包含因素：空氣溫度、空氣濕度和氣流速度評價依據(jù)：人的主觀反應(yīng)（實驗）方法：R

39、oom A相對濕度為：100%氣流速度為：0.1m/s溫度ti（每次實驗改變）=20 Room B相對濕度氣流速度溫度為B室的有效溫度1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境二、室內(nèi)熱環(huán)境的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)AB100%50%0.1m/s1.5m/s2025B70%1 m/s221. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境新的有效溫度ET()434035 302520 1510主觀熱感覺允許上限 酷熱 炎熱 熱 稍熱 適中 稍冷 冷 寒冷 嚴(yán)寒1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境以前的有效溫度指標(biāo)，未包括輻射熱的作用。后來用黑球溫度代替氣溫，稱為新有效溫度二、室內(nèi)熱環(huán)境的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)

40、黑球溫度也叫實感溫度,標(biāo)志著在輻射熱環(huán)境中人或物體受輻射和對流熱綜合作用時,以溫度表示出來的實際感覺。所測的黑球溫度值一般比環(huán)境溫度也就是空氣溫度高一些。 2、PMV-PPD指標(biāo)（20世紀(jì)70年代 ，F(xiàn)anger 丹麥）包含因素：四個環(huán)境要素，兩個人體要素（人的活動量和衣著情況）1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境二、室內(nèi)熱環(huán)境的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)PMV- Predicted Mean Vote; PPD- Predicted Percentage of Dissatisfied1984年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了室內(nèi)熱環(huán)境的評價與測量的新標(biāo)準(zhǔn)化方法（ISO7726）,在ISO7730標(biāo)準(zhǔn)中以

41、PMV-PPD指標(biāo)來描述和評價熱環(huán)境。q=qm-qeqr qc-舒適條件下人體平均皮膚表面溫度建立在Fanger方程的基礎(chǔ)上。按上式計算得到：若Q*=0時，認(rèn)為該熱環(huán)境是舒適的若Q*=L0時，熱舒適平衡遭到破壞，L越大，越不舒適。舒適條件下2、PMV-PPD指標(biāo)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境二、室內(nèi)熱環(huán)境的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)1984年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了室內(nèi)熱環(huán)境的評價與測量的新標(biāo)準(zhǔn)化方法（ISO7726）,在ISO7730標(biāo)準(zhǔn)中以PMV-PPD指標(biāo)來描述和評價熱環(huán)境。人體產(chǎn)熱量與人體向外界 散出的熱量之間的差值Fanger 收集了1396名美國與丹麥?zhǔn)茉噷ο蟮睦錈岣杏X資料，提出了

42、表征人體熱反應(yīng)（冷熱感）的評價指標(biāo)PMV指數(shù)與熱負(fù)荷L等因素之間的函數(shù)關(guān)系。熱感覺 -3 -2 -1 0 1 2 3PMV寒冷 冷稍冷適中稍熱 熱炎熱PMV代表了對同一環(huán)境絕大多數(shù)人的冷熱感覺M W C R E = 01. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱濕環(huán)境PMV= 0.303exp(-0.036M)+0.028M-W-3.05x10-35733-6.99(M-W) Pa - 0.42 ( M W) 58.15-1.72 10-5 M (5.867 Pa ) - 0.0014 M (34 ta )-3.96x10-8 fcl (tcl+273)4-( +273)4- fcl hc ( tc

43、l - ta ) 熱感覺 -3 -2 -1 0 1 2 3PMV寒冷 冷稍冷適中稍熱 熱炎熱PMV代表了對同一環(huán)境絕大多數(shù)人的冷熱感覺2、PMV-PPD指標(biāo)熱指標(biāo) -3 -2 -1 0 1 2 3PMV熱感覺寒冷 冷稍冷適中稍熱 熱炎熱PPD90%70%30% 5%30%70%90%2、PMV-PPD指標(biāo)（70年代 ，F(xiàn)anger 丹麥）1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.4 室內(nèi)熱環(huán)境 PMV=0，PPD=5% ISO7730對PMV-PPD指標(biāo)的推薦值為：PPD10%,即PMV為-0.5 +0.5之間。眾口難調(diào)！市場已有相應(yīng)的儀器。另外，以上是由穩(wěn)態(tài)條件下推導(dǎo)得出。不適用于動態(tài)條件。由于人與人之間

44、生理的差別，少數(shù)人并不認(rèn)同該熱環(huán)境，引入預(yù)期不滿意百分率（PPD）指標(biāo)來表示對熱環(huán)境不滿意的百分?jǐn)?shù) PPD是通過概率分析確定某環(huán)境條件下人群不滿意的百分?jǐn)?shù) PPD100 95exp(0.03353 PMV 4 + 0.2179 PMV2)1.建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.1 建筑中的傳熱現(xiàn)象1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識1.3 濕空氣的物理性質(zhì)1.4 室內(nèi)熱環(huán)境1.5 室外熱環(huán)境室外熱濕環(huán)境是指作用在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的一切熱濕物理量的總稱。建筑物所在地的氣候條件，會通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)，直接影響室內(nèi)的環(huán)境。建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能之一是抵抗或利用室外熱濕作用，以便在室內(nèi)創(chuàng)造易于控制的活舒適的熱濕環(huán)境。滿意的建筑外圍

45、護(hù)結(jié)構(gòu)：是就其安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)節(jié)能性和耐久性而言的。1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境必須熟悉作用在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的各種熱作用，才能創(chuàng)造性地利用已有的經(jīng)驗和創(chuàng)造新技術(shù)。氣候與天氣是兩個不同的概念天氣是指該地區(qū)時刻變化的冷、熱、干、濕、風(fēng)、雨等大氣狀況氣候是指某地區(qū)平均的大氣狀況，是該地區(qū)多年天氣狀況的統(tǒng)計結(jié)果。與建筑密切相關(guān)的氣候要素包括：太陽輻射量、室外空氣溫度、室外空氣濕度室外風(fēng)速、風(fēng)向降雨量1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特征二、建筑氣候分區(qū)及對建筑熱工設(shè)計的基本要求三、城市氣候及其成因1. 建

46、筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特征典型氣候：1）北方大陸性氣候2）海洋性氣候3）南方的濕熱氣候4）云南的高原氣候5）四川的盆地氣候6）吐魯番的沙漠性氣候7）等等1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特征適應(yīng)各地不同的氣候條件，建筑上反映出不同的特點(diǎn)和要求。北方寒區(qū)：防寒、保溫和節(jié)能，建筑布局緊湊、體型封閉、厚重。南方炎熱多雨區(qū)：通風(fēng)、遮陽、隔熱，內(nèi)外通透沿海地區(qū)：還需防止強(qiáng)風(fēng)和暴雨高原區(qū)：注意利用太陽能因此，做好建筑設(shè)計，必須熟悉建筑與氣候的關(guān)系，掌握建筑氣候?qū)W的基本知識。蒙古族氈包1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特

47、征西藏沿崖窯洞1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特征云南竹樓北京四合院1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特征一、地區(qū)性氣候及其特征1、室外空氣溫度2、太陽輻射3、室外空氣濕度1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境從建筑熱工與節(jié)能設(shè)計角度，我們主要關(guān)心的是對室內(nèi)熱環(huán)境及建筑物耐久性和建筑整體能耗起主要作用的幾項因素。4、風(fēng)室外氣候要素：空氣溫度濕度太陽輻射風(fēng)降水積雪日照凍土一、地區(qū)性氣候及其特征1、室外空氣溫度 是評價不同地區(qū)氣候冷暖的根據(jù)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境空氣溫度的年、日變化都是周期性的(近似)。這是由于太

48、陽輻射的周期性變化引起室外氣溫可以表示成傅里葉級數(shù)形式： - 在一個周期內(nèi)的平均溫度值， - 第k級諧量振幅， - 圓頻率， deg/hT = 24 hours, 日T=365 days，年設(shè)計或研究圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱時，要根據(jù)室外氣溫的變化規(guī)律，盡可能采取有效利用自然氣候特點(diǎn)、適用的、經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)措施。一、地區(qū)性氣候及其特征1、室外空氣溫度1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境2012/10/232012/10/24一、地區(qū)性氣候及其特征2、太陽輻射太陽常數(shù) (Sc)：當(dāng)?shù)厍蛭挥诤吞柕钠骄嚯x上，在大氣層外緣并與太陽射線相垂直的單位表面所接受到的太陽輻射能。理論值為 1395.6

49、 W/m2，（天文太陽常數(shù)）實測值為 1256 W/m2，（氣象太陽常數(shù)）1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境是地表大氣熱過程的主要能源，也是室外熱環(huán)境各參數(shù)中對建筑物影響較大的一個。日照遮陽太陽能利用我國民用住宅設(shè)計規(guī)范要求每戶至少有一間房間冬至日滿窗日照時間不低于1小時。一、地區(qū)性氣候及其特征2、太陽輻射1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境總輻射直射地面散射吸收云層反射地面反射天空輻射蒸發(fā)長波輻射太陽輻射熱交換示意圖到達(dá)地面的總輻射量直接輻射散射輻射一、地區(qū)性氣候及其特征2、太陽輻射1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境地理位置不同，到達(dá)地面的太陽輻射強(qiáng)度差異較大。分

50、類相對濕度絕對濕度1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特征某一地區(qū)在一定時間內(nèi)，絕對濕度變化不大，但相對濕度變化劇烈（？,T）3、 室外空氣濕度定義空氣中水蒸氣的含量2012/10/232012/10/24影響因素各種水面植物其他載水體（土壤）1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特征水蒸汽進(jìn)入大氣后，形成云霧、冰晶雨、露、霜、雪、霧、雹3、 室外空氣濕度2012/10/232012/10/244. 風(fēng)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境風(fēng)是在水平面上的一個向量，包括方向和大小。風(fēng)向：是以風(fēng)吹來的方向定名的，這與一般表示向量的方向相反。

51、氣候?qū)W把水平方向的氣流叫做風(fēng)。4、風(fēng)風(fēng)向頻率圖（風(fēng)向玫瑰圖）注：除最里環(huán)外， 每環(huán)代表5%風(fēng)向表示：1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境風(fēng)向頻率圖：在一定時間里，風(fēng)向各方位次數(shù)統(tǒng)計圖NNEESESSWWNW154、風(fēng)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境風(fēng)向頻率圖-四月（風(fēng)向玫瑰圖）4. 風(fēng)強(qiáng)弱 氣象學(xué)上將風(fēng)分為十二級（表1-2）成因地表增溫不同引起的大氣壓力差1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境分類大氣環(huán)流：由于太陽輻射熱在地球表面上照射不均勻，引起赤道和兩極間出現(xiàn)溫差，從而引起大氣從赤道到兩極和從兩極到赤道的經(jīng)常性活動。地方風(fēng) ：局部地方增溫或冷熱不均所產(chǎn)生的氣流夜日

52、白天夜間和清晨日夜地方風(fēng)水陸風(fēng)林原風(fēng)山谷風(fēng)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境通過建筑設(shè)計的手法，可在建筑物中自己產(chǎn)生風(fēng)，如后園風(fēng)、里巷風(fēng)、井廳風(fēng)、靠巖風(fēng)、地洞風(fēng)等。局部地方增溫或冷熱不均所產(chǎn)生的氣流1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境一、地區(qū)性氣候及其特征二、建筑氣候分區(qū)及對建筑熱工設(shè)計的基本要求三、城市氣候及其成因在建筑設(shè)計中，必須考慮其所在地的氣候區(qū)域，使所設(shè)計的建筑很好地適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝蛧蚁鄳?yīng)的政策法規(guī)。分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)二、建筑氣候分區(qū)及對建筑熱工設(shè)計的基本要求1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境民用建筑設(shè)計通則（GB50352-2005）七個建筑氣候區(qū)劃分區(qū) “民用

53、建筑設(shè)計規(guī)范”（GB5017693）的五個建筑熱工設(shè)計分區(qū) 根據(jù)建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)GB50178-93和民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范GB50176-93的規(guī)定綜合而成，建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)（GB5017893）二、建筑氣候分區(qū)及對建筑熱工設(shè)計的基本要求1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境不同的氣候條件對房屋建筑提出不同的要求。為了明確建筑和氣候兩者的科學(xué)聯(lián)系，使建筑可以更充分地利用和適應(yīng)氣候條件，做到因地制宜，我國民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范GB50176-93從建筑熱工設(shè)計的角度，對我國各地氣候做了區(qū)域劃分。我國民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范GB50176-93按下列條件，將全國劃分成五個建筑熱工設(shè)計分區(qū)：嚴(yán)寒地區(qū)

54、：最冷月平均溫度10，日平均氣溫 5 的天數(shù)，在145天以上的地區(qū)；寒冷地區(qū)：最冷月平均溫度 010 ，日平均氣溫 5 的天數(shù)在90145天的地區(qū)；夏熱冬冷區(qū)：最冷月平均溫度010 ，最熱月平均溫度2530；夏熱冬暖區(qū)：最冷月平均溫度大于10 ，最熱月平均溫度2529；日平均氣溫 25 的天數(shù)在100200天，夏季防熱、冬季可不保溫；溫和地區(qū)：最冷月平均溫度013 ，最熱月平均溫度1825。日平均氣溫 5 的天數(shù)在090天“民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范”（GB5017693）建筑熱工設(shè)計分區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷區(qū)夏熱冬暖區(qū)溫和地區(qū)寒冷地區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)“民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范”（GB501

55、7693）1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境將我國劃分為7個主氣候區(qū)，20個子氣候區(qū)。民用建筑設(shè)計通則（GB50352-2005）見表1-4建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)的分區(qū)法I區(qū)II區(qū)III區(qū)IV區(qū)V區(qū)VII區(qū)VI區(qū)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境民用建筑設(shè)計通則（GB50352-2005） “民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范”（GB5017693）建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)（GB5017893）這三個標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，從建筑熱工設(shè)計角度是統(tǒng)一的，對建筑設(shè)計的基本要求則表現(xiàn)為粗略與詳盡方面的不同1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境其它相關(guān)建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB 50176 1993 民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范

56、GB 501892005 公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB/T 84842002 建筑外窗保溫性能分級及檢測方法GB/T 1347592 建筑構(gòu)件穩(wěn)態(tài)熱傳遞性質(zhì)的測定 標(biāo)定和防護(hù)熱箱法GB 1029488 絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定 防護(hù)熱板法JGJ 26 1995 民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）JGJ 134 2001 夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)JGJ 75 2003 夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)JGJ 132 2001 采暖居住建筑節(jié)能檢驗標(biāo)準(zhǔn)（修訂為居住建筑節(jié)能檢驗標(biāo)準(zhǔn)）JGJ 144 2004 外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程DBJ 01-97-2005 居住建筑節(jié)能保溫工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程DBJ/T01-44-2000民用建筑節(jié)能現(xiàn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)1. 建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識1.5 室外熱濕環(huán)境其它劃分建筑氣候分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn) 民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分） 采暖期室外平均溫度 采暖度日數(shù)采暖期指某一地區(qū)設(shè)計計算采暖天數(shù)，即累年日平均溫度低于或等于5 的天數(shù)。是指在采暖期內(nèi)，室外逐日平均溫度的平均值。是室內(nèi)基準(zhǔn)溫度18與采暖期室外平均溫度的差值，乘以采暖期天數(shù)的數(shù)值（d） 。目的：改進(jìn)、細(xì)化、精確按采暖期度日數(shù)規(guī)定居住建筑耗熱量指標(biāo)限值及圍護(hù)結(jié)構(gòu)平均傳熱系數(shù)的限值。采暖度日數(shù)（HDD18）、空調(diào)度日數(shù)（CDD26） HDD18越大，代表一個地區(qū)較嚴(yán)