第1.1章室内热环境
室内空气污染与防治第一章室内空气污染概述课件
我国每年建2亿平方米城市住宅，加上公建、农村建筑和工业建筑等逾8亿平方米，需要用大量的建筑材料和装饰材 料，尤其是装饰材料的品种和用量已越来越多，影响也越来越大。
上海有45万套新房装修总量，这个200多亿元的庞大装修市场，污染如孪生般与装修相随。2002年上海市室内装饰质 检站抽查30户家庭，甲醛、苯和TVOC（总挥发性有机物）超标率达92％。2004年9月1日，上海市建筑科学研究院抽查 10户家庭竟无一合格。上海市室内装饰质检站一负责人告诉记者，“基本上我们检测一家，一家就有问题。”2003年 12月，上海市工商局对上海市场上的内墙涂料、家庭厨房用橱柜、实木地板、强化木地板等６大类114种装饰装潢商品 进行了近几年来最大规模的质量抽查，结果发现总体合格率仅为58.8％。据上海建材行业协会８月统计显示，目前上海 市建材流通企业已超过７万家，实际经营面积在5000平米以上的约有100多家，其中知名度较高的就有30家。
建筑室内热湿环境实验综述报告
作者简介： 张虎（1962-），男，安徽天长人，本科，学士，副 教授，实验师。专业方向：建筑室内热湿环境 控制技术。
基金项目： 安徽建筑大学开放实验室项目“多联风冷空 调系统性能测试平台”（2018kf04）
摘 要：文章分析提出建筑室内热湿环境实验研究方向，结合国内外学者近年来研究动 态，分析提出采用解耦方式研究其实现技术是实验室的重要手段；分析提出能源的梯级 利用、生态利用是其实验研究的重要内容。同时，阐述了建筑室内热湿环境主要实验内 容和实验方法，该实验可作为建筑环境与能源应用工程专业学生的综合性、创新性实验 开放。 关键词：热湿环境 ；解耦；实验；综述报告
解耦方式，单一边界处理舒适环境 7要 素之间的关系，建立室内环境舒适度评 价实验方案，如：单一的通风技术，单一 的降温方式去除显热，单一的除湿方式 去除潜热，单一改变维护结构构造提高 或降低物体的表面辐射温度，除非特别 情况，不采取耦和方式处理。如：安徽省 夏季的大部分时间是闷、热并存，但除了 极端气候外，温度基本处于人体可接受 的范围，处理方式采用单独将多余的湿 度去除，而不是将温度降至人体不适感 以下除湿，并浪费大量的降温能源。
通过热平衡试验,测试燃气锅炉系统
空调系统的动态特性研究和空调系统季 节能效比的测量，这是热平衡法所不具 备的。空气焓差法试验装置可以对空气 干、湿球温度、风量以及房间空调器的输 入功率等参数进行连续、频繁的采样测 量，其测试可再现性达 1%。
通信机房规范(20140814)
通信机房设计规范第一章环境条件第一节温、湿度及空气含尘浓度第1.1.1条主机房、基本工作间内的温、湿度必须满足通信设备设备的要求。
第1.1.2条通信设备机房内温、湿度应满足下列要求：一、开机时通信设备机房内的温、湿度，应符合表1.1.2-1的规定。
表1.1.2-1 开机时通信设备机房的温、湿度级别项目 A 级 B 级夏季冬季全年温度23 ±2 ℃20±2 18-2 8℃相对湿度45%-65% 40%-70% 温度变化率<5℃\h 并不得结露<10℃/h 并不得结露二、停机时通信设备机房内的温、湿度，应符合表1.1.2-2的规定表1.1. 2-2 停机时通信设备机房的温、湿度项目 A 级 B 级温度5-35℃5-35℃相对湿度40%-70% 20%-80% 温度变化率<5℃/h并不得结露<10℃/h并不得结露第1.1.3条开机时主机房的温、湿度应执行A级，基本工作间可根据设备要求按A、B两级执行，其它辅助房间应按工艺要求确定。
第1.1.4条记录介质库的温、湿度应符合下列要求：一、常用记录介质库的温、湿度应与主机房相同；二、其它记录介质库的要求应按表1.1.4采用。
表1.1.4 记录介质库的温、湿度品种卡片纸带磁带磁盘长期保存已记录的未记录的已记录的未记录的温度5-40℃18-28℃0-40℃18-28℃0-40℃相对湿度30%-70% 40%-70% 20%-80% 20%-80% 磁场强度<3,200A/m<4,000A/m <3,200A/m <4,000A/m 第1.1.5条主机房内的空气含尘浓度，在表态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数，应少于18,000粒。
第二节噪声、电磁干扰、振动及静电第1.2.1条主机房内的噪声，在通信设备系统停机条件下，在主操作员位置测量应小于68dB（A）。
第1.2.2条主机房内无线电干扰场强，在频率为0.15～1,000MHz时，不应大于126dB。
建筑物理教材作业答案
建筑物理（刘加平主编）第七讲作业：建筑围护结构与自然通风1、夏季组织通风的主要方式是（）。
A.风压通风B.热压通风C.室内外温差D.自然通风。
2、建筑朝向偏转一定角度，使风向与建筑纵轴成（）角度左右时，房屋间距应为前栋房屋高度H的0.7~1.1倍，属于最小间距。
A. 20°B. 30°C. 45°D. 60°3、从通风的角度来看，建筑群的平面布局以（）较好。
A. 周边式B.行列式C. 斜列D.自由式4、对建筑自然通风的功能描述，A～D的选项，（）是错误的？A. 健康通风B. 热舒适通风C. 降温通风D.提高相对湿度5、对于建筑的热压通风，其大小决定（）。
A. 室内外空气温度差和进排气口高度差B.室外环境风速C.建筑物迎风面和背风面压力差 D.建筑的朝向6、夏季防热，白色屋顶面层在阳光作用下的表面温度，其最高温度可比黑色表面低（）。
A. 5℃～10℃B. 15℃～20℃C. 20℃～25℃D. 25℃～30℃7、考虑朝阳的窗子冬季得热和夏季的防热需要，南向窗的窗墙比应控制在（）。
A. 20%B. 25%C. 30 %D. 35 %第四讲（建筑保温）作业：1、在围护结构保温设计时，按（）值将围护结构分成四类。
A.传热组RB.蓄热系数SC.导热系数λD. 热惰性指标D2、欲使房间内温度升高（或降低）的快，围护结构的内表（或内侧），应采用（）的材料。
A.导热系数小B.蓄热系数小C.热惰性大D.蓄热系数大3、某一采暖房间的外墙，传热系数为22/W m K ，其内表面换热系数为10/W m K ，室内、外空气温度差为25℃，如室内空气温度为18℃，则外墙内表面温度为（）℃。
A.＜10B.＜13C. ＜15D.234、已知一砖墙（240mm）的传热系数为22/W m K ，为使该墙体单位面积的传热热组提高到21.0/m K W，欲增设导热系数0.04/W mK的保温层，这种保温层至少应为（）厚。
建筑物理 第三版(柳孝图)中国建筑工业出版社 课后习题答案 1.1章
建筑物理第三版（柳孝图）1.1章1.为什么从事建筑设计的技术人员需要学习热环境知识、研宄热环境问题？答：从事建筑设计的技术人员需要学习热环境知识、研究热环境问题的原因主要有：(1) 室内热环境的品质直接影响人们的工作、学习和生活，甚至人体的健康。
营造相对舒适的室内热环境是建筑热工学的主要研宄目的之一。
(2) 只有掌握影响室内热环境的室外气候因素方面的知识，才能针对各地气候的不同特点，采取适宜的建筑设计方法和技术手段，以改善室内的热环境。
(3) 建筑热工学的知识，对提卨设计水平，保证工程质量，延长建筑物使用寿命，节约能源消耗，降低采暖和空调费用，取得全而的技术经济效果，意义尤为明显。
2.人体有哪儿种散热方式？各受哪些因素的制约与影响？答：（1)人体散热方式的类型人体新陈代谢产热、对流换热、辐射散热、人体蒸发散热。
(2)制约人体散热方式的因素①人体新陈代谢产热主要决定于人体的新陈代谢率及对外作机械功的效率；②对流换热取决于着衣体和空气间的温度差、气流速度以及衣着的热物理性质；③辐射换热取决于两者的温度，辐射系数，相对位置以及人体的有效辐射而积：④人体的蒸发散热与空气流速、从皮肤表而经衣服到周围空气的水蒸气压力分布、衣服对蒸汽的渗透阻等因素有关。
3. 影响人体热舒适的物理参数有哪些？它们各自丨涉及哪些因素？答.•影响人体热舒适的物理参数有人体本身和室内热环境两个方而。
，其涉及的因素如下：(1) 人体本身包含人体新陈代谢率、皮〗庆平均温度、汗液蒸发率及所着衣服热阻四个因素。
(2) 室内热环境包含室内空气温度、空气相对湿度、气流速度、环境平均辐射温度四个因素。
4. 为什么人体达到了热平衡，并不一定就是热舒适？答：人体达到了热平衡但并不一定就是热舒适的主要原因有：(1) 人体达到热平衡只是达到热舒适的必要条件。
(2) 人体达到热平衡的公式为Aq=qm土qe土qr—qw，式中各项还受一些条件的影响，可以在较大的范围内变动，许多种不同的组合都可以满足上述热平衡方程，但人体的热感却可能有较大差异。
建筑热工学-1室内外热环境
部位
冷点
热点
部位
冷点
热点
前额
5.5-8.0
鼻子
8.0
1.0
嘴唇
16.0-19.0
脸部其他部位 8.5-9.0
1.7
胸部
9.0-10.2
0.3
手背
7.4
0.5
手掌
1.0-5.0
0.4
手指背
7.0-9.0
1.7
手指肚
2.0-4.0
1.6
大腿
4.5-5.20.4腹部源自8.0-12.5小腿
4.3-5.7
后背
7.8
22
人体的能量代谢率 影响因素： 肌肉活动强度（主要因素） 环境温度（偏高、偏低都增加代谢率） 性别（男性高于女性） 年龄（少年高于老人） 神经紧张程度（紧张时代谢率高） 进食后时间的长短等（进食后代谢率增加，蛋白质代谢率高）
23
人体与外界的热交换 人体与外界的热交换形式：
▪ 对流换热 ▪ 辐射换热 ▪ 出汗蒸发 ▪ 呼吸散热
外层温度指皮肤表面到 10 mm 以内的部 分，通常包括皮肤，皮下脂肪和表层的 肌肉。皮肤温度与外界环境有关，日夜 有1℃以内的波动。
我国正常成年人的体温(℃)
平均量
变动范围
腋温
36.8
36.0~37.4
口温
37.2
36.7~37.7
肛温
37.5
36.9~37.9
19
垂直温差对人热舒适的影响 当受试者处于热中性状态时，头足温差仍然使人感到不舒适。
从人体热舒适考虑，单纯达到热平衡是不够的，∆q＝0并不一定表示人体 处于舒适状态。还应当使人体与环境的各种方式换热量限制在一定的范围内。 据研究，在人体达到热平衡状态时，当对流换热约占总散热量的25％-30％、 辐射散热量占45％-50％、呼吸和有感觉蒸发散热量占25％-30％时（称为正常 比例散热），人体才能达到热舒适状态，这一条件则是人体热舒适的充分条件。
建筑物理笔记之欧阳生创编
第一章建筑热工学基础知识1.1 室内热环境Indoor Thermal and Humid Environment1.室内热湿环境构成要素及其对人体热舒适的影响（1）构成室内热湿环境的要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度、环境辐射温度。
（2）欲坚持人体稳定的体温，体内产热量应与环境失热量相平衡。
Δq =M±C±REΔq人体得失的热量Δq=36.5℃ 人体处于热平衡正常比例散热对流换热C占总散热量25%~30%辐射散热R占总散热量45%~50%呼吸和无感觉蒸发散热25%~30%Metabolic人体产热量（取决于机体活动剧烈水平）宁静状态的成年人95~115W/h重体力劳动成年人580~700W/h西方人base metabolic 64W/h→根据人的活动不合，代谢不合。
所以不合的功能空间设置，要根据满足的代谢需求不合进行适宜性设计。
Met代谢率=general work metabolic/基础代谢量Convection人体对流换热量（当人体概略与周围空气存在温差时的热交换值）E值小于零，散热，感到凉爽或寒冷；E值年夜于零，得热，感到炎热或温暖。
Radiation人体辐射换热量（人体概略与周围墙壁、顶棚、空中以及窗玻璃之间进行的）当人体概略温度高于周围概略温度时，辐射换热，失热，R 负；反之得热，R正。
Evaporation人体蒸发散热量未出汗，通过呼吸和无感觉的皮肤蒸发；年夜量出汗，随汗液蒸发E显著增加。
2.室内热湿环境的评价办法和标准最简便、最广泛应用的指标是室内空气温度。
（1）有效温度ET Effective Temperature包含因素有空气温度、空气湿度和气流速度。
新有效温度所谓ET*，就是相对湿度为50%的假想封闭环境中相同作用的温度。
该指标同时考虑了辐射、对流和蒸发三种因素的影响，因而受到了广泛的采取。
等新有效温度曲线如图所示。
（2）热感觉PMVPPD指标将两个人体参数列入考虑：人的活动量和衣着情况0.5~0.5 Index of Interior Heat Comfort服装热阻Icl是服装保温性能的一个指标，经常使用单位为m2·K/W 和clo，两者的关系为1clo= 0.155m2·K/W。
民用建筑设计防火规范
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第三章 民用建筑设计防火规范
商店建筑、展览建筑采用三级耐火等级建筑时，不 应超过 2 层；采用四级耐火等级建筑时，应为单层。营 业厅、展览厅设置在三级耐火等级的建筑内时，应布置 在首层或二层；设置在四级耐火等级的建筑内时，应布 置在首层。
2、除医疗建筑、老年人建筑及托儿所、幼儿园的儿童 用房，儿童游乐厅等儿童活动场所和歌舞娱乐放映游艺场 所等外，符合下表规定的公共建筑。
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第三章 民用建筑设计防火规范
可设置一部疏散楼梯的公共建筑
耐火等级 最多层数 每层最大建筑面积（m2）
人数
一、二级 3层
三级
3层
200
第二、三层的人数之和 不超过50人
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第三章 民用建筑设计防火规范
公共建筑内房间疏散门的数量应经计算确定且不应少于2个。除 托儿所、幼儿园、老年人建筑、医疗建筑、教学建筑内位于走道尽端 的房间外，符合下列条件之一的房间可设置1个疏散门：
1、位于两个安全出口之间或袋形走道两侧的房间，对于托儿所、 幼儿园、老年人建筑，建筑面积不大于50m2；对于医疗建筑、教学建 筑，建筑面积不大于75m2；对于其他建筑或场所，筑面积不大于120m2。
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第三章 民用建筑设计防火规范
学校建筑、食堂、菜市场采用三级耐火等级的建筑时， 不应超过 2 层；采用四级耐火等级的建筑时，应为单层； 设置在三级耐火等级的建筑内时，应布置在首层或二层； 设置在四级耐火等级的建筑内时，应布置在首层。
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第三章 民用建筑设计防火规范
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1.1.2 室内热环境的影响因素
1.1.2.1 室外气候因素 （2）空气温度
主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。 空气与地表面以导热、对流和长波辐射形式进行热交换而被加热或
冷却以对流为主。对短波辐射几乎是透明体。 空气温度是如何产生变化的？
白天地表温度升高与空气温度升高，谁是诱因？ 夜间地表温度降低与空气温度降低，谁是诱因？ 白天和夜间的空气垂直分布应该是怎么样的？
空气温度
日较差：一日内气温的最高值和最低 值之差。
年较差：一年内最冷月和最热月的月 平均气温差。
年平均温度：向高纬度地区每移动 200~300 km 降低1℃。
年较差与纬度的关系
太阳辐射和日气温变化
17
空气温度的日变化
武汉九月初一天的气象数据 一天中最高气温一般出现在下午2~3时，最低气温一般出现在凌晨 4~5时
如果考虑地热的影响，深度 每增加1米，地层平均温度一 般就会增加1/30 ℃左右。但 与当地地质条件有关。
未考虑地热影响的
28
1.1.2 室内热环境的影响因素
1.1.2.1 室外气候因素 （3）空气湿度
来源
• 水蒸汽分压力
水体蒸发
– 冬季较低，夏季较高
植物蒸发
– 湿热地区：15~20 mbar
32 30 28 26 24 22 20 18
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间 (小时 ) 18
温度 (℃ )
空气温度的年变化
武汉某年的气象数据
一年中最热月一般在7、8月份，最冷月一般在1、2月份。
40 30 20 10 0 -10
0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760
时间(小时)
19
温度(℃)
逆温层
原因 地面有冷源
1. 夜间长波辐射 2. 附近有较低温 的海风吹来
正常的温度梯度：地表热，高空冷
20
空气温度的局部效应
受地面反射率、夜间辐射、气流、遮阳等影响，离建筑物越远， 温度越低
21
空气温度的局部效应
霜洞效应：洼地冷空气聚集造成气温低于地面上的空气温度
影响因素
– 寒冷和沙漠地区： 2 mbar
地面性质
22
有效天空温度
大气层吸收10％以上的太阳辐射和来自地面的反 射辐射，并向地面进行长波辐射（5～8m及 13m以上）
地表有效辐射：地面与大气层之间的辐射换热 QR
QR＝Qg－Qsky ＝σ ( Tg4 －地表T的sk黑y4度)
波尔兹曼常数
地表温度
有效天空温度
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有效天空温度
日照百分率
Tsky [0.9Td 4 (0.32 0.026 ed )(0.30 0.70S)T04 ]1/4
地表温度
水蒸汽分压力
空气温度
参考文献：刘森元，黄远峰：天空有效温度的探讨，
《太阳能学报》，Vol.4, No.1, pp.63-68, 1983
24
地层温度
表面温度的变化取决于 太阳辐射和对天空的长 波辐射，可看作是周期 性的温度波动
地层表面的月平均温度 波动幅度基本等于室外 月平均气温波动的幅度： 北京全年最大月平均温 差30.8 ℃，北京地层表 面温度全年的波幅为 15.4℃
1.1.1 人与室内热环境
1.1.1.1 人体的热平衡
1.1.1 人与室内热环境
1.1.1.2 人的热平衡的影响因素
1.1.1 人与室内热环境
1.1.1.3 热环境的综合评价（选讲）
1.1.2 室内热环境的影响因素
1.1.2.1 室外气候因素 （1）太阳辐射
紫外线 可见光
近红外线
恒温层温度
26
地层温度
未考虑地热的影响，可以采用付立叶导热微分方程来求地层在
周期温度作用下的温度场。假定地壳是一个半无限大的物体，
有：
a
2
y 2
边界条件为过余温度 (0, ) Ac℃os 2
Z
A是地层表面温度的波幅(℃)，Z是波动周期(小时)。
27
地层温度
深度达到某一个部位，最热 月时此处的温度反而低于该 点的全年平均温度，而在最 冷月时，该点的温度要高于 全年平均温度。
所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
9
太 阳 辐 射 能 的 去 向
10Biblioteka 50％到达地面11
太阳辐射能与太阳高度角
I0
12
大气层质量 m
大气大层质量＝1
为什么太阳高度角接 近0º和90º时垂直面的日 射量都小？
地球表面处法向太阳 直射辐射照度： IN = I0P m
m = L’/L = 1/sin
短波 受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射， 使得天空呈现蓝色 紫外线被大气中的臭氧所吸收
长波 被CO2和水蒸气等温室气体所吸收
剩下的 可见光＋近红外线
8
落到地球上的太阳辐射能量
由三部分组成 直射辐射：为可见光和近红外线 散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射，为可见光和近红外线 长大波气辐长射波。辐在射日：间大比气例（很水小蒸，汽可和以CO忽2）略吸。收后再向地面辐射，为
大大气层质量＝2
＝30
13
太阳日总辐射照度与朝向
地点：北纬40°
14
关于太阳高度角
太阳高度角与太阳通过的路径长度密切相关，从而影响日射强 度。太阳高度角低则日射强度小
冬季太阳高度角低，夏季太阳高度角高 清晨和傍晚太阳高度角低，中午太阳高度角高 高纬度地区太阳高度角低，低纬度地区太阳高度角高
温度波在向地层深处传 递时，有衰减和延迟； 1.5m后日变化被滤掉； 一定深度后便成为恒温 层，温度比全年气温平 均温度高1～2℃。
25
地层温度
地名
哈尔滨 北京 上海 广州
土壤表面年平均 地面温度波幅
温度td（℃）
Ad（℃）
4.6
22.7
13.1
15.4
17.0
11.9
24.6
7.3
室外空气年平均 温度（℃） 3.6 11.4 15.7 21.8
长波 红外线
6
太阳总辐射能量比例
太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度
进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，辐射强度有所 改变。太阳高度角是重要影响因素。
近红外线 45.2%
长波红外线 2.2%
紫外线 7.0%
可见光 45.6%
7
大气层对太阳辐射的吸收
超短波 X射线和其它一些超短波射线在通过电离层时，被O2、 N2及 其它大气成分强烈吸收