03第3章热湿环境-

导热和 自然对 流换热 对流换热 长波辐射
长波 辐射
室内表面 对玻璃的 长波辐射
28
通过透光围护结构的得热
透过单位面积玻璃的太阳辐射得热： 透过单位面积玻璃的太阳辐射得热：
HGglass,τ = I Diτ glass, Di + Idifτ glass,dif
玻璃吸收太阳辐射造成的房间得热： 玻璃吸收太阳辐射造成的房间得热：
24
外遮阳和内遮阳有何区别? 外遮阳和内遮阳有何区别?
对流 透过 反射 透过 反射
内遮阳： 内遮阳： 遮阳设施 吸收和透 过部分全 部为得热
外遮阳： 外遮阳： 只有透过 和吸收中 的一部分 成为得热
对流
25
窗玻璃间遮阳
DoubleDouble-skin Facade
p w2
θn
h
floor n
pw1
Kv = 1 1 1 1 δi +∑ + + λ vi β a β out
β in
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通过围护结构的湿传递
当墙体内实际水蒸汽分压力 高于饱和水蒸汽分压力时， 高于饱和水蒸汽分压力时， 就可能出现凝结或冻结， 就可能出现凝结或冻结，影 响墙体保温能力和强度。 响墙体保温能力和强度。
温度 饱和水蒸汽分压力 实际水蒸汽分压力
反射 吸收
5
太阳辐射在透光围护结构中的传递
玻璃对辐射的选择性
可见光
近红外线
长波红外线
0.8
普通玻璃的光谱透射率
6
太阳辐射在透光围护结构中的传递
将具有低发射率、高红 将具有低发射率、 外反射率的金属（ 外反射率的金属（铝、 铜、银、锡等），使用 锡等），使用 ）， 真空沉积技术， 真空沉积技术，在玻璃 表面沉积一层极薄的金 属涂层， 属涂层，这样就制成了 Low- (LowLow-e (Low-emissivity) 玻璃。 玻璃。对太阳辐射有高 透和低透不同性能。 透和低透不同性能。
第三章
建筑热湿环境
1
建筑热湿环境是如何形成的? 建筑热湿环境是如何形成的?
是建筑环境中最重要的内容 主要成因是外扰和内扰的影响和建筑 本身的热工性能 外扰：室外气候参数， 外扰：室外气候参数，邻室的空气温 湿度 内扰：室内设备、照明、 内扰：室内设备、照明、人员等室内 热湿源
2
基本概念
围护结构的热作用过程：无论是通过围护结 围护结构的热作用过程： 构的传热传湿还是室内产热产湿， 构的传热传湿还是室内产热产湿，其作用形 式包括对流换热（对流质交换）、导热（ ）、导热 式包括对流换热（对流质交换）、导热（水 蒸汽渗透）和辐射三种形式。 蒸汽渗透）和辐射三种形式。
(1-r ) a o (1-r ) (1-a o )
A r
(1-r )
(1-r )(1-a o ) r a o (1-r )(1-a o ) r
2 2 2
B
(1-r ) (1-a o )
2
C
(1-r ) (1-a o ) r (1-r )(1-a o ) r
4 3 2 2
(1-r )(1-a o ) r a o (1-r )(1-a o ) r 3 3 (1-r )(1-a o ) r a o (1-r )(1-a o ) r
Rout HG glass ,a = ( I Di a Di + I dif a dif ) Rout + Rin 原理：玻璃吸热后会向内、 原理：玻璃吸热后会向内、外两侧散热
成立的条件：如果内外气温一样 成立的条件：
总得热：HGwind, sol＝HGglass,τ + HGglass,a 总得热： glass,τ
上述得热量与通过透光围护结构实际进入室内的 热量之间有差别
室内外气温不一样，采用 室内外气温不一样， 标准玻璃的太阳得热量 SSG求得的 SSG求得的HGwind,sol部分 与实际情况存在偏差 玻璃实际表面温度变化 带来偏差
31
通过围护结构的湿传递 通过围护结构的湿传递
湿传递的动力是水蒸气分压力的差。 湿传递的动力是水蒸气分压力的差。墙体中 水蒸气的传递过程与墙体中的热传递过程相 kg/s⋅ 类似： 类似：w = Kv (Pout - Pin) kg/s⋅m2 水蒸汽渗透系数，kg/(N⋅ s/m： 水蒸汽渗透系数，kg/(N⋅s) 或 s/m：
3 3 2 2
(1-r )(1-a o ) r (1-r )(1-a o ) r
3 2
D
(1-r ) (1-a o ) r
2 3 2
E
(1-r ) (1-a o ) r
2 4 3 4
(1-a o ) (1-r ) r
4
9
室外空气综合温度
SolarSolar-air Temperature
太阳直 射辐射 大气长 波辐射 太空散 射辐射
两种得热方式机理不同
通过透光围护 结构的得热
13
通过非透光围护结构 的传热过程
14
通过非透光围护结构的热传导
由于热惯性存在，通过围 由于热惯性存在， 护结构的传热量和温度的 波动幅度与外扰波动幅度 之间存在衰减和延迟的关 系。衰减和滞后的程度取 决于围护结构的蓄热能力
15
通过非透光围护结构的热传导
11
天空辐射（ 天空辐射（夜间辐 有效辐射） 射，有效辐射）
围护结构外表面与环境的长波辐射换热包括 大气长波辐射以及来自地面和周围建筑和其 他物体外表面的长波辐射。 他物体外表面的长波辐射。
12
通过围护结构的显热得热
外表面对流换热 外表面日射通 过墙体导热
通过非透光围护结 构的得热 通过围护 结构的显 热得热
窗框型材有木框、铝合金框、铝合 窗框型材有木框、铝合金框、 金断热框、塑钢框、 金断热框、塑钢框、断热塑钢框等 玻璃层数有单玻、双玻、 玻璃层数有单玻、双玻、三玻等 玻璃层间可充空气、氮、氩、氪等 玻璃层间可充空气、 或有真空夹层 玻璃类别有普通透明玻璃、有色玻 玻璃类别有普通透明玻璃、 低辐射(Low e)玻璃等 (Low璃、低辐射(Low-e)玻璃等 玻璃表面可以有各种辐射阻隔性能 的镀膜，如反射膜、low的镀膜，如反射膜、low-e膜、有 色遮光膜等， 色遮光膜等，或在两层玻璃之间的 空间中架一层对近红外线高反射率 的热镜膜。 的热镜膜。
17
通过透光围护结构的 传热过程
18
通过透光围护结构的得热
HG wind ,cond = K wind Fwind ( t a ,out − t a ,in )
通过玻璃板壁 的传热 透过玻璃的日射 得热
通过玻璃窗的 得热
得热与玻璃窗的种 类及其热工性能有重 要的关系。 要的关系。
19
玻璃窗的种类与热工性能
29
通过透光围护结构的得热
可利用对标准玻璃的得热 SSGDi 和 SSGdif 进行修正来获得简化计算结果： 进行修正来获得简化计算结果：
实际照射面积比 窗的有效面积系数
HG wind , sol = ( SSG Di X s + SSGdif )C s C n X wind Fwind
玻璃的遮挡系数
20
玻璃窗的种类与热工性能
住宅建筑
我国住宅建筑最常见的是铝合金框或塑钢框配单层或双层 普通透明玻璃，双层玻璃间为空气夹层， 普通透明玻璃，双层玻璃间为空气夹层，北方地区很多建 筑装有两层单玻窗。 筑装有两层单玻窗。 发达国家寒冷地区的住宅则多装有充惰性气体的多层玻璃 窗。
大型公共建筑
我国大型公共建筑多采用有色玻璃或反射镀膜玻璃。 我国大型公共建筑多采用有色玻璃或反射镀膜玻璃。部分 新建筑采用low 玻璃。 low新建筑采用low-e玻璃。 发达国家大型公共建筑多采用高绝热性能的low 玻璃。 发达国家大型公共建筑多采用高绝热性能的low-e玻璃。 low-
对流换热 (对流质交换 对流质交换) 对流质交换
围护结构传热 传湿 室内产热产湿
导热 (水蒸汽渗透 渗透) 水蒸汽渗透 辐射
3
基本概念
得热(Heat 得热(Heat Gain HG)：某时刻在内外扰作用下 HG)： 进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热<0 <0， 进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热<0， 意味着房间失去热量。 意味着房间失去热量。 对流得热 显热
低透low 低透low-e玻璃 low-
U-----窗玻璃绝热性能参数 -----窗玻璃绝热性能参数
7
lowlow-e玻璃的透光选择性
一层low 玻璃＋ 一层low-e玻璃＋一层普通玻璃 low反射率
透射率
8
太阳辐射在透光围护结构中的传递
玻璃的吸收百分比a 玻璃的吸收百分比a0 :
1
a0 = 1 − exp(− KL)
21
玻璃窗的种类 与热工性能
不同结构的窗有着 不同的热工性能 U即传热系数Kglass 气体夹层和玻璃本 身均有热容， 身均有热容，但较墙 体小。 体小。
22
玻璃窗的种类与热工性能
无色玻璃表面覆盖无色 low-e 涂层，可 low- 涂层， 低于0.3 使这种玻璃的遮挡系数 Cs 低于0.3
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对流 换热
环境长波辐射
壁体得热
地面长 波辐射 地面反射辐射
10
室外空气综 合温度
SolarSolar-air Temperature
35℃！ 35℃
60℃！ 60℃
考虑了太阳辐射的作用对表面换热量的增强，相当于 考虑了太阳辐射的作用对表面换热量的增强， 在室外气温上增加了一个太阳辐射的等效温度值。是 在室外气温上增加了一个太阳辐射的等效温度值。 为了计算方便推出的一个当量的室外温度。 为了计算方便推出的一个当量的室外温度。
遮阳设施的遮阳系数30来自通过透光围护结构的得热