一級建筑師建筑物理與建筑設備考點復習(二)

　　二、外圍護結構的傳熱過程和特點

　　圖1-3 圍護結構傳熱過程

　　1

　　吸熱階段

　　2

　　導熱階段

　　3

　　放熱階段

　　室內空氣

　　墻體

　　室外空氣

　　(一)圍護結構的傳熱過程

　　通過圍護結構的傳熱要經過三個階段：

　　(1)表面吸熱階段：內表面從室內吸熱(冬季)或外表面從室外空間吸熱(夏季)。

　　(2)結構本身傳熱階段：熱量由結構的高溫表面?zhèn)飨虻蜏乇砻妗?/P>

　　(3)表面放熱階段;外表面向室外空間放熱(冬季)或內表面向室內空間放熱(夏季)。

　　(二)表面換熱

　　熱量在圍護結構的內表面和室內空間或在外表面和室外空間進行傳遞的現象稱為表面換熱。

　　表面換熱由對流換熱和輻射換熱兩部分組成。

　　(1-11)

　　(1-12)

　　式中 q――表面換熱量，W/m2

　　θ――室內或室外壁面溫度，K;

　　t――室內或室外氣溫，K。

　　α――表面換熱系數

　　αc――對流換熱系數，W/(┫?K);

　　αr――輻射換熱系數，W/(┫?K)。

　　三、濕空氣的物理性質

　　濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物。

　　(一)水蒸氣分壓力與飽和水蒸氣分壓力

　　在一定的溫度下，濕空氣中水蒸氣部分所產生的壓力稱為水蒸氣分壓力，用P表示，濕空氣的總壓力Pw是干空氣壓力Pd和水蒸氣分壓力P之和。

　　在溫度和壓力一定的條件下，一定容積的干空氣所能容納的水蒸氣量是有限度的，濕空氣中水蒸氣含量未達到這一限度時叫未飽和濕空氣，達到限度時叫飽和濕空氣，對應的水蒸氣分壓力稱為飽和水蒸氣分壓力，用Ps表示，標準大氣壓下，Ps只與溫度有關，且隨溫度升高而增大。

　　(二)空氣濕度

　　空氣濕度是表示空氣干濕程度的物理量。在表示空氣的濕度時，可使用以下方式。

　　(1)絕對濕度：絕對濕度是每立方米空氣中所含水蒸氣的質量，單位為g/m3。

　　未飽和濕空氣的絕對濕度用符號f表示，飽和濕空氣的絕對濕度用fmax表示，單位為g/m3。

　　(2)含濕量：單位質量的干空氣雖含水蒸氣的質量，用d表示。

　　(3)相對濕度

　　一定溫度、一定大氣壓力下，溫度一定時，濕空氣的絕對濕度f與同一溫度下飽和濕空氣的絕對濕度fmax的百分比稱為濕空氣的相對濕度，用 表示。

　　相對濕度的計算：

　　(1-14)

　　(1-13)

　　式中 f、fmax――濕空氣的絕對濕度和同溫度下飽和濕空氣的絕對濕度，g/m3;

　　P、Ps――濕空氣的水蒸氣分壓力和同溫度下濕空氣的飽和水蒸氣分壓力，Pa。

　　(三)露點溫度

　　在濕空氣的壓力和含濕量保持不變的情況下冷卻空氣，未飽和濕空氣成為飽和濕空氣時所對應的溫度叫濕空氣的露點溫度，用td表示。

　　露點溫度可用來判斷圍護結構內表面是否結露。當圍護結構內表面的溫度低于露點溫度時，內表面將產生結露。

　　四、建筑室內熱環(huán)境

　　室內熱環(huán)境是指室內空氣溫度、空氣濕度、氣流速度及環(huán)境輻射溫度等因素綜合組成的一種熱物理環(huán)境。

　　(一)室內熱環(huán)境要素及其對人體熱舒適的影響

　　1.影響室內熱環(huán)境的因素

　　主觀因素：

　　人體所處的運動狀態(tài)

　　人體的衣著狀態(tài)

　　客觀因素：室內空氣溫度、空氣濕度、氣流速度和環(huán)境輻射溫度。

　　2.對室內熱環(huán)境的要求

　　(1)人體的熱感覺

　　人的熱舒服感主要建立在人和周圍環(huán)境正常的熱交換上，即人由新陳代謝的產熱率和人向周圍環(huán)境的散熱率之間的平衡關系。人體得熱和失熱過程用下式表示：

　　(1-15)

　　人體得失散熱量，W

　　人體對流散熱量，W

　　人體輻射散熱量，W

　　人體蒸發(fā)散熱量，W

　　當∆q=0時，人體處于熱平衡狀態(tài)，∆q=0時并不一定表示人都處于舒服狀態(tài)，因為各種熱量之間可能有許多不同的組合使∆q=0，即人們會遇到各種不同的熱平衡，只有那種能使人體按正常比例散熱的熱平衡，才是舒服的。

　　(2)熱舒適

　　熱舒適是指人對環(huán)境的冷熱程度感覺滿意，不因冷或熱感到不舒適。

　　滿足舒適的條件是：

　　必要條件： 充分條件：皮膚溫度處于舒適的溫度范圍內，汗液蒸發(fā)率處于舒適的蒸發(fā)范圍內。

　　(二)室內環(huán)境的評價方法和標準

　　1.單一指標

　　使用室內空氣溫度作為熱環(huán)境評價指標。

　　2.有效溫度

　　定義：是一個將桿球溫度、濕度、空氣流速對熱體溫暖感或冷感的影響綜合成一個單一數值的任意指標。它在數值上等于產生相同感覺的靜止飽和空氣的濕度。

　　也就是說有效溫度是室內氣溫、空氣濕度、室內風速在一定組合下的綜合指標。在同一有效溫度作用下，雖然溫度、濕度、風速各項因素的組合不同，但人體會有相同的熱舒服感覺。有效溫度是通過人體試驗獲得的。

　　此方法有其缺陷，已被新有的有效溫度ET*代替。

　　通用的指標――標準有效溫度(SET*)是對新有效溫度的內容有所擴展，綜合考慮了不同活動水平和衣服熱阻形成的。

　　(3)預測平均評價PMV

　　PMV是80年代初得到國際標準化組織(ISO)承認的一種比較全面的熱舒指標。該指標已人體熱平衡方程以及生理學主觀感覺的等級作為出發(fā)點，綜合反映了人的活動、衣著及環(huán)境的空氣溫度、相對濕度、平均輻射溫度和室內風速等因素的關系及影響，是迄今為止考慮人體熱舒適諸多有關因素最全面的評價指標PMV值所對應的冷熱感如表1-1。

　　(三)室內環(huán)境控制

　　為達到滿意的舒適溫度范圍，應該從幾個層次上進行熱環(huán)境設計。

　　小區(qū)熱環(huán)境設計

　　合理設計建筑物

　　采用空氣調節(jié)或采暖設備，以滿足人體舒適的要求。

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