第二章空調(diào)負(fù)荷計(jì)算與送風(fēng)量

.,第二章空調(diào)負(fù)荷計(jì)算與送風(fēng)量,.,主要內(nèi)容,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),1,第二節(jié)太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑物的熱作用,2,3,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,第四節(jié)室內(nèi)熱源、濕源的散熱散濕形成的冷負(fù)荷與濕負(fù)荷,4,第五節(jié)空調(diào)房間送風(fēng)量的確定,5,.,第二章空調(diào)負(fù)荷計(jì)算與送風(fēng)量,空調(diào)房間冷(熱)，濕負(fù)荷是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量和空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)。在室內(nèi)外熱、濕擾量作用下，某一時(shí)刻進(jìn)入一個(gè)恒溫恒濕房間內(nèi)的總熱量和濕量稱為在該時(shí)刻的得熱量和得濕量。當(dāng)?shù)脽崃繛樨?fù)值時(shí)稱為耗(失)熱量。在某一時(shí)刻為保持房間恒溫恒濕，需向房間供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷，相反，為補(bǔ)償房間失熱而需向房間供應(yīng)的熱量稱為熱負(fù)荷；為維持室內(nèi)相對(duì)濕度所需由房間除去或增加的濕量稱為濕負(fù)荷。得熱量通常包括以下幾方面：1由于太陽(yáng)輻射進(jìn)入的熱量和室內(nèi)外空氣溫差經(jīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的熱量；2人體、照明設(shè)備、各種工藝設(shè)備及電氣設(shè)備散入房間的熱量。得濕量主要為人體散濕量和工藝過(guò)程與工藝設(shè)備散出的濕量。房間冷(熱)，濕負(fù)荷量的計(jì)算必須以室外氣象參數(shù)和室內(nèi)要求維持的氣象條件為依據(jù)。,.,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)包括的內(nèi)容,空調(diào)房間室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)的描述方法：溫濕度基數(shù)空調(diào)精度。室內(nèi)溫濕度基數(shù)是指空調(diào)區(qū)域內(nèi)所要保持的空氣基準(zhǔn)溫度和基準(zhǔn)相對(duì)濕度；空調(diào)精度是指在要求的空調(diào)區(qū)域內(nèi)和要求的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，空氣溫度或相對(duì)濕度允許偏離室內(nèi)溫濕度基數(shù)的最大值。例如，tn=200.5，n=505%。,一、室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù),第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,人體靠攝取食物以獲得能量維持生命，能量最終以熱量的形式散發(fā)到體外。為保持體溫恒定，必須使產(chǎn)熱和散熱保持平衡，人體熱平衡可用下式表示：S=M-W-E-R-CS：人體蓄熱率M：人體能量代謝率W：人體所作機(jī)械功E：汗液蒸發(fā)和呼出的水蒸汽所帶走的熱量R：穿衣人體外表面與周圍表面之間的輻射換熱量C：穿衣人體外表面與周圍表面之間的對(duì)流換熱量S=f（M，tn，n，tr，vn，Icl）S0體溫上升,S0體溫下降，S=0熱平衡,1、人體熱平衡,（一）人體熱平衡和熱舒適感,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,研究方法：心理學(xué)定義：人對(duì)周圍環(huán)境“冷”“熱”的主觀描述。特點(diǎn)：盡管人描述環(huán)境的冷熱，實(shí)際上只能感覺(jué)到自己皮膚下神經(jīng)末梢的溫度。所以“冷”“熱”與感受者的身體狀態(tài)有關(guān)，不是完全客觀的?！爸行浴钡亩x：不冷不熱，人用于體溫調(diào)節(jié)消耗的能量最小。,什么是熱舒適?,觀點(diǎn)1：舒適中性,?,觀點(diǎn)2：舒適中性,舒適產(chǎn)生于不適的消除過(guò)程中。“舒適”比“中性”更主觀。,Cool&Comfort!,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對(duì)冷敏感的區(qū)域“冷點(diǎn)”和對(duì)熱敏感的區(qū)域“熱點(diǎn)”人體各部位的冷點(diǎn)數(shù)目明顯多于熱點(diǎn)為什么人對(duì)冷更敏感？,50mV,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),人體的溫度感受系統(tǒng),.,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,什么是熱舒適？“對(duì)熱環(huán)境感到滿意的心理狀態(tài)”Fanger教授提出熱舒適的三個(gè)條件：1）人體必須處于熱平衡狀態(tài)，以便使人體對(duì)環(huán)境的散熱量等于人體的體內(nèi)產(chǎn)熱量，并且蓄熱量為零，即：M-W-C-R-E=0（S=0）2）皮膚平均溫度必須具有與舒適相適應(yīng)的水平3）人體應(yīng)具有最佳排汗率,2、熱舒適感,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,熱感覺(jué)的測(cè)量：?jiǎn)柧碚{(diào)查,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,熱感覺(jué)投票和熱舒適投票,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,分度方法和TSV基本一致,PMV指標(biāo)的7級(jí)分度,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,在曼谷、新加坡、Athens、布里斯班做的3200組非空調(diào)環(huán)境的測(cè)試結(jié)果：PMV與實(shí)際TSV的偏差。,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,熱感覺(jué)的適應(yīng)性,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,產(chǎn)熱熱量消耗,人體蓄熱,能量代謝M、對(duì)外做功W、與環(huán)境的顯熱換熱和潛熱交換E,對(duì)流散熱C輻射散熱R,皮膚散濕呼吸散濕,人體與環(huán)境的熱交換,人體熱舒適條件：,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,人體與外界的輻射換熱方程,長(zhǎng)波輻射,0.80.40.7,0.780.720.7,人體對(duì)長(zhǎng)波輻射的發(fā)射率和吸收率在0.95左右,對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,由于人的舒適感共四個(gè)環(huán)境影響因素和四個(gè)人為因素，因此不能用一個(gè)單一的物理量來(lái)表示環(huán)境是否處于熱舒適狀態(tài)。有效溫度就結(jié)合干球溫度、濕球溫度和空氣流速的效應(yīng)來(lái)反映冷熱感覺(jué)的。,3、有效溫度圖和ASHRAE舒適區(qū),第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,人體活動(dòng)量,年齡,性別,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,1919開(kāi)始研究，1967前的ASHRAE手冊(cè)采用有效溫度ET定義：“這是一個(gè)將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體溫暖感或冷感的影響綜合成一個(gè)單一數(shù)值的任意指標(biāo)。它在數(shù)值上等于產(chǎn)生相同感覺(jué)的靜止飽和空氣的溫度?！睂?duì)于正常穿著：ET=0.492Ta+0.19Pa+6.47對(duì)于半裸者:(二式條件均為va0.15m/s)ET=(0.944Ta+0.056Twb)/1+0.22(Ta-Twb)缺點(diǎn)：低溫條件下濕度的影響不準(zhǔn)確,(1)有效溫度ET,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,有效溫度ET諾謨圖,普通衣著，坐姿輕勞動(dòng)條件。,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,(2)新有效溫度ET*(Gagge),ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-74，ASHREA手冊(cè)1977版參考空氣環(huán)境：身著0.6clo服裝靜坐，空氣流速0.15m/s，相對(duì)濕度50，干球溫度T0如果同樣服裝和活動(dòng)的人在某環(huán)境中的冷熱感與上述參考空氣環(huán)境中的冷熱感相同，則此環(huán)境的ET*T0該指標(biāo)只適用于著裝輕薄、活動(dòng)量小、風(fēng)速低的環(huán)境。,(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*,SET*=24,22.5，100,24，50%SET*20,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,在同一條有效溫度線上具有相同的熱感覺(jué)有效溫度線與50相對(duì)濕度線的交點(diǎn)上標(biāo)注著等效溫度的數(shù)值，在該點(diǎn)等效溫度與干球溫度相等例如，通過(guò)t25，50的兩線的交點(diǎn)的虛線即為25等效溫度線。,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,在同樣的熱環(huán)境條件下，人與人的熱感覺(jué)也會(huì)有所不同，因此，應(yīng)該采用平均熱感覺(jué)指標(biāo)的概念，而預(yù)測(cè)的平均熱感覺(jué)指標(biāo)常常簡(jiǎn)稱為PMV?？梢院侠淼脑O(shè)想，人不舒適的程度愈大，由舒適狀態(tài)偏離調(diào)節(jié)機(jī)制的熱負(fù)荷越大。一定活動(dòng)水平的熱感覺(jué)是人體熱負(fù)荷的函數(shù)，表明一個(gè)人的體內(nèi)熱平衡和對(duì)所處環(huán)境的熱損失之間的差異，F(xiàn)anger收集了1396名美國(guó)和丹麥?zhǔn)茉囌叩睦錈岣杏X(jué)資料，得出PMV的計(jì)算式。PMV是由舒適方程得到的一個(gè)熱感覺(jué)值數(shù)，體現(xiàn)了四種熱環(huán)境變量的一定組合、活動(dòng)水平和著裝對(duì)平均熱感覺(jué)的影響的預(yù)測(cè)。PMV指標(biāo)只代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)人的感覺(jué)，不能代表所有個(gè)人的感覺(jué)。PMV的計(jì)算是完全客觀的，但指標(biāo)的含義卻是由主觀感覺(jué)統(tǒng)計(jì)確定的。,預(yù)測(cè)平均評(píng)價(jià)PMV,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,在同樣熱環(huán)境條件下，人與人之間的熱感覺(jué)會(huì)存在差異，而人與人對(duì)熱環(huán)境的反應(yīng)的差異除了熱感覺(jué)的不同之外，還表現(xiàn)在對(duì)環(huán)境滿意與否的差異。因此，F(xiàn)anger又提出預(yù)測(cè)不滿意百分?jǐn)?shù)來(lái)表示人群對(duì)熱環(huán)境不滿意的情況，預(yù)測(cè)平均不滿意百分?jǐn)?shù)常常簡(jiǎn)寫為PPD（PredictedPercentDissatisfied）。,PPD是通過(guò)概率分析確定某環(huán)境條件下人群不滿意的百分?jǐn)?shù)PPD10095exp(0.03353PMV4+0.2179PMV2),即便達(dá)到PMV0，仍然有5的人不滿意。,預(yù)測(cè)平均不滿意百分?jǐn)?shù)PPD,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,（二）室內(nèi)空氣溫濕度計(jì)算參數(shù),室內(nèi)溫濕度設(shè)計(jì)參數(shù)的確定，除了要考慮室內(nèi)參數(shù)綜合作用下的舒適條件外，還應(yīng)依據(jù)室外氣溫、經(jīng)濟(jì)條件和節(jié)能要求進(jìn)行綜合考慮。1、舒適性空調(diào)夏季：2428，4065%，0.3m/s冬季：1822，4060%，0.2m/s2、工藝性空調(diào)降溫性空調(diào)：有范圍，無(wú)精度恒溫恒濕空調(diào)：對(duì)基數(shù)和精度都有嚴(yán)格要求凈化空調(diào)：溫濕度有一定要求，空氣含塵大小和數(shù)量有要求,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,內(nèi)外擾量,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,1、目的確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱負(fù)荷；確定新風(fēng)處理負(fù)荷。2、室外空氣溫濕度的變化規(guī)律a、氣溫的日變化、季節(jié)變化和年分布(氣象包絡(luò)線)b、濕度的變化3、夏季空調(diào)室外空氣計(jì)算參數(shù)a、夏季空調(diào)室外計(jì)算干、濕球溫度確定新風(fēng)狀態(tài)b、夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度和逐時(shí)溫度計(jì)算傳熱負(fù)荷4、冬季空調(diào)室外空氣計(jì)算參數(shù)溫度：采用歷年平均不保證1天的日平均溫度；相對(duì)濕度：采用累年最冷月平均相對(duì)濕度。,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),二、室外空氣計(jì)算參數(shù),.,室外空氣計(jì)算參數(shù),室外空氣溫度在一晝夜內(nèi)的波動(dòng)稱為氣溫的日變化（或日較差）。氣溫一般在凌晨45點(diǎn)鐘最低,隨著太陽(yáng)的逐漸升高，地面獲得的太陽(yáng)輻射熱量逐漸增多，到下午23點(diǎn)鐘，達(dá)到全天的最高值。在一段時(shí)間（比如一個(gè)月）內(nèi)，可以認(rèn)為氣溫的日變化是以24小時(shí)為周期的周期性波動(dòng)。,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,說(shuō)明：,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,夏季空調(diào)室外計(jì)算干、濕球溫度,夏季空凋室外計(jì)算干球溫度應(yīng)采用歷年平均不保證50小時(shí)的干球溫度，夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度應(yīng)采用歷年平均不保證50小時(shí)的濕球溫度。,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度和逐時(shí)溫度,規(guī)范規(guī)定：夏季室調(diào)室外計(jì)算日平均溫度，應(yīng)采用歷年平均每年不保證5天的日平均溫度。,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,冬季空調(diào)室外計(jì)算干、濕球溫度,冬季空調(diào)室外計(jì)算溫度應(yīng)采用歷年平均不保證1天的日平均溫度,冬季室外計(jì)算不必給出濕球溫度，只給出相對(duì)濕度值,冬季空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度應(yīng)采用累年最冷月平均相對(duì)濕度,考慮到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱慣性，冬季室外溫度經(jīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)衰減后，其波動(dòng)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于室內(nèi)外溫差，為了便于計(jì)算，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱可采用穩(wěn)定傳熱方法計(jì)算。這樣，可以只給出一個(gè)冬季室外計(jì)算干球溫度來(lái)計(jì)算新風(fēng)負(fù)荷和圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量。,第一節(jié)室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù),.,一、太陽(yáng)輻射熱的基本知識(shí),太陽(yáng)輻射能的去向,第二節(jié)太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑物的熱作用,.,第二節(jié)太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑物的熱作用,.,海陸風(fēng)和山谷風(fēng),.,（一）地球?qū)μ?yáng)的相對(duì)位置,0,0,+23.5,-23.5,赤緯d,北回歸線,南回歸線,第二節(jié)太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑物的熱作用,.,太陽(yáng)輻射熱量的大小用輻射強(qiáng)度I來(lái)表示，它是指一平方米黑體表面在太陽(yáng)照射下所獲得的熱量值，W/m2。當(dāng)太陽(yáng)輻射線到達(dá)大氣層時(shí)，其中一部分輻射熱被大氣層中的臭氧、水蒸氣、二氧化碳等吸收；另一部分被云層中的塵埃、冰晶等反射或折射，形成無(wú)方向的散射輻射；未被吸收和散射部分則透過(guò)形成直射輻射。故而，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射=直射+散射，直射有方向性，散射無(wú)方向性。,（二）太陽(yáng)輻射強(qiáng)度,地面上太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的影響因數(shù)赤道緯度（）太陽(yáng)赤緯（d）時(shí)角（h）太陽(yáng)高度角（）太陽(yáng)方位角（A）,第二節(jié)太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑物的熱作用,.,（三）建筑物外表面所受到的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度,（1）直射輻射水平面上的直射強(qiáng)度：,垂直面上的直射強(qiáng)度：,（2）散射輻射水平面上的散射輻射：,垂直面上的散射輻射：,（3）太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度水平面總輻射強(qiáng)度：,垂直面總輻射強(qiáng)度：,（4）圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所吸收的太陽(yáng)輻射熱,第二節(jié)太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑物的熱作用,.,二、室外空氣綜合溫度Solar-airTemperature,建筑物外表面單位面積上得到的熱量為：,為綜合溫度,第二節(jié)太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑物的熱作用,.,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,一、概述,（一）得熱量和冷負(fù)荷的基本概念得熱量(HeatGainHG)：是指在某一時(shí)刻由室外和室內(nèi)熱源散入房間的熱量總和；瞬時(shí)冷負(fù)荷：是指為了維持室溫恒定，空調(diào)設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)必須自室內(nèi)取走的熱量，也即在單位時(shí)間內(nèi)必須向室內(nèi)空氣提供的冷量。除熱量：當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)間歇使用時(shí)，室溫有一定的波動(dòng)，引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)額外的蓄熱和放熱，結(jié)果使得空調(diào)設(shè)備要自室內(nèi)多取走一些熱量。這種在非穩(wěn)定工況下空調(diào)設(shè)備自室內(nèi)帶走的熱量稱為除熱量。,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,得熱量=潛熱+顯熱（對(duì)流熱）+顯熱（輻射熱）瞬時(shí)冷負(fù)荷=潛熱+顯熱（對(duì)流熱）+顯熱（輻射熱）（圍護(hù)結(jié)構(gòu)）蓄熱能力（熱容量）冷負(fù)荷衰減延遲時(shí)間熱容量重型結(jié)構(gòu),第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,AirConditioning-Chapter2,.,（二）得熱量與冷負(fù)荷的關(guān)系,冷負(fù)荷與得熱有關(guān)，但不一定相等決定因素空調(diào)形式送風(fēng)：負(fù)荷對(duì)流部分輻射：負(fù)荷對(duì)流部分輻射部分熱源特性：對(duì)流與輻射的比例是多少？圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能：蓄熱能力如何？如果內(nèi)表面完全絕熱呢？房間的構(gòu)造（角系數(shù)）注意：輻射的存在是延遲和衰減的根源！,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,得熱與冷負(fù)荷的關(guān)系,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,（三）房間空氣的熱平衡關(guān)系,排除的對(duì)流熱空氣的顯熱增值室內(nèi)熱源對(duì)流得熱壁面對(duì)流得熱滲透得熱,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,室內(nèi)熱源對(duì)流得熱,室內(nèi)熱源得熱室內(nèi)熱源對(duì)流得熱熱源向空調(diào)輻射板的輻射熱源向壁面的輻射,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,壁面對(duì)流得熱,通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱得熱本壁面獲得的通過(guò)玻璃窗的日射得熱壁面對(duì)流得熱本壁面向空調(diào)輻射設(shè)備的輻射本壁面向其他壁面的長(zhǎng)波輻射本壁面向熱源的輻射,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,房間的總冷負(fù)荷,房間的各種得熱,空氣的顯熱增值,內(nèi)表面輻射導(dǎo)致的傳熱量差值,房間空氣熱平衡的數(shù)學(xué)表達(dá)式,對(duì)輻射項(xiàng)進(jìn)行了線性化而導(dǎo)出,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,（四）計(jì)算方法綜述,1.典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹,2.常用的負(fù)荷求解法,第三類邊界條件：,太難求解了！,1.典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹,非均勻板壁的不穩(wěn)定傳熱:,其中內(nèi)表面長(zhǎng)波輻射：,.,目的：使負(fù)荷計(jì)算能夠在工程應(yīng)用中實(shí)施發(fā)展：由不區(qū)分得熱和冷負(fù)荷發(fā)展到考慮二者的區(qū)別,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,2.1穩(wěn)態(tài)算法當(dāng)量溫差法、諧波分解法:不考慮建筑蓄熱，負(fù)荷預(yù)測(cè)值偏大2.2動(dòng)態(tài)算法，積分變換求解微分方程2.2.1.諧波反應(yīng)法2.2.2.冷負(fù)荷系數(shù)法,2.常用的負(fù)荷求解法,動(dòng)態(tài)法的應(yīng)用假設(shè)1、傳熱過(guò)程為一維非穩(wěn)定過(guò)程，原理上都對(duì)得熱、冷負(fù)荷、除熱量加以區(qū)別2、將傳熱過(guò)程看作常系數(shù)線性熱力系統(tǒng)，其重要特征是：可以疊加，當(dāng)受多種擾量時(shí)，輸出響應(yīng)等于各自響應(yīng)之和；系統(tǒng)特性不受時(shí)間變化。,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,2.1穩(wěn)態(tài)算法,方法采用室內(nèi)外瞬時(shí)溫差或平均溫差，負(fù)荷與以往時(shí)刻的傳熱狀況無(wú)關(guān)：QKFT特點(diǎn)簡(jiǎn)單，可手工計(jì)算未考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能，計(jì)算誤差偏大應(yīng)用條件蓄熱小的輕型簡(jiǎn)易圍護(hù)結(jié)構(gòu)室內(nèi)外溫差平均值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于室內(nèi)外溫度的波動(dòng)值,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,2.2動(dòng)態(tài)算法,對(duì)于常系數(shù)的線性偏微分方程，采用積分變換如傅立葉變換或拉普拉斯變換。積分變換的概念是把函數(shù)從一個(gè)域中移到另一個(gè)域中，在這個(gè)新的域中，函數(shù)呈現(xiàn)較簡(jiǎn)單的形式，因此可以求出解析解。然后再對(duì)求得的變換后的方程解進(jìn)行逆變換，獲得最終的解。,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,諧波反應(yīng)法,（一）通過(guò)墻體、屋頂?shù)牡脽崃考捌湫纬傻睦湄?fù)荷定義圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)綜合溫度的波幅與內(nèi)表面溫度波幅的比值為該墻體的傳熱衰減度；內(nèi)表面溫度波對(duì)外側(cè)綜合溫度的相應(yīng)滯后為該墻體的傳熱延遲時(shí)間。定義進(jìn)入房間的輻射得熱與室內(nèi)冷負(fù)荷波幅的比值為房間的放熱衰減度；室內(nèi)冷負(fù)荷對(duì)輻射得熱的相位滯后為該房間的放熱延遲。,1、綜合溫度作用下經(jīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入熱量,非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所吸收的太陽(yáng)輻射熱,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,2、房間冷負(fù)荷,（1）對(duì)流得熱形成的冷負(fù)荷,（2）輻射得熱形成的冷負(fù)荷、輻射得熱的穩(wěn)定部分形成的冷負(fù)荷,、輻射得熱的不穩(wěn)定部分形成的冷負(fù)荷,（3）總冷負(fù)荷,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,太陽(yáng)輻射在玻璃中傳遞過(guò)程,陽(yáng)光照射到單層半透明薄層時(shí)，半透明薄層對(duì)于太陽(yáng)輻射的總反射率、吸收率和透過(guò)率是陽(yáng)光在半透明薄層內(nèi)進(jìn)行反射、吸收和透過(guò)的無(wú)窮次反復(fù)之后的無(wú)窮多項(xiàng)之和。,陽(yáng)光照射到雙層半透明薄層時(shí)，還要考慮兩層半透明薄層之間的無(wú)窮次反射，以及再對(duì)反射輻射的透過(guò)。,（二）通過(guò)窗戶的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,1、瞬變傳導(dǎo)得熱和冷負(fù)荷,2、日射得熱和冷負(fù)荷對(duì)于厚度為3mm的普通平板玻璃（標(biāo)準(zhǔn)玻璃），在特定的內(nèi)外表面放熱系數(shù)條件下，得出我國(guó)40個(gè)城市夏季九個(gè)不同朝向的單位面積日射得熱量，稱之為日射得熱因數(shù)Dj（=qt+qa）。當(dāng)把日射得熱因數(shù)用實(shí)用調(diào)和分析整理成諧波形式后，日射得熱可表示為：,相應(yīng)的冷負(fù)荷為：,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,玻璃窗的種類與熱工性能,我國(guó)民用建筑最常見(jiàn)的是鋁合金框或塑鋼框配單層或雙層普通透明玻璃，雙層玻璃間為空氣夾層，北方地區(qū)很多建筑裝有兩層單玻窗。商用建筑有采用有色玻璃或反射鍍膜玻璃。發(fā)達(dá)國(guó)家寒冷地區(qū)的住宅則多裝有充惰性氣體的雙玻窗商用建筑多采用高絕熱性能的low-e玻璃窗。,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,玻璃窗的種類與熱工性能,無(wú)色玻璃表面覆蓋無(wú)色low-e涂層，可使這種窗的遮檔系數(shù)Cs低于0.3,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,不同結(jié)構(gòu)的窗有著不同的熱工性能U即傳熱系數(shù)Kglass氣體夾層和玻璃本身均有熱容，但較墻體小。,太陽(yáng)輻射在玻璃中傳遞過(guò)程,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,遮陽(yáng)方式,現(xiàn)有遮陽(yáng)方式內(nèi)遮陽(yáng)：普通窗簾、百頁(yè)窗簾外遮陽(yáng)：挑檐、可調(diào)控百頁(yè)、遮陽(yáng)蓬窗玻璃間遮陽(yáng)：夾在雙層玻璃間的百頁(yè)窗簾，百頁(yè)可調(diào)控我國(guó)目前常見(jiàn)遮陽(yáng)方式內(nèi)遮陽(yáng)：窗簾外遮陽(yáng)：屋檐、遮雨檐、遮陽(yáng)蓬,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,外遮陽(yáng)和內(nèi)遮陽(yáng)有何區(qū)別?,外遮陽(yáng)：只有透過(guò)和吸收中的一部分成為得熱,內(nèi)遮陽(yáng)：遮陽(yáng)設(shè)施吸收和透過(guò)部分全部為得熱,對(duì)流,透過(guò),反射,反射,對(duì)流,透過(guò),第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,通風(fēng)雙層玻璃窗，內(nèi)置百頁(yè),第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,內(nèi)百頁(yè),無(wú)通風(fēng),有通風(fēng),.,（1）窗戶瞬變傳導(dǎo)得熱形成的冷負(fù)荷,2、窗戶,（三）諧波法的工程簡(jiǎn)化計(jì)算方法,1、外墻和屋頂,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,可利用對(duì)標(biāo)準(zhǔn)玻璃的得熱SSGDi和SSGdif進(jìn)行修正來(lái)獲得簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果：,實(shí)際照射面積比,玻璃的遮擋系數(shù),遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù),窗的有效面積系數(shù),（2）窗戶日射得熱形成的冷負(fù)荷,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,四.模擬分析軟件,GATE，60年代末，美國(guó)，穩(wěn)態(tài)計(jì)算現(xiàn)在美國(guó)：DOE-2、BLAST、EnergyPlus、NBSLD英國(guó)：ESP日本：HASP中國(guó)：DeST,第三節(jié)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量及其形成的冷負(fù)荷,.,室內(nèi)熱源包括工藝設(shè)備散熱、照明散熱及人體散熱。室內(nèi)熱源散熱包括顯熱和潛熱，顯熱散熱中對(duì)流熱成為瞬時(shí)冷負(fù)荷，而輻射熱部分則先被圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面所吸收，然后再逐漸散出，形成冷負(fù)荷；潛熱散熱即成為冷負(fù)荷。,第四節(jié)室內(nèi)熱源、濕源的散熱散濕形成的冷負(fù)荷與濕負(fù)荷,.,室內(nèi)顯熱熱源包括照明、電器設(shè)備、人員顯熱熱源散熱的形式輻射：進(jìn)入墻體內(nèi)表面、空調(diào)輻射板、透過(guò)玻璃窗到室外、其它室內(nèi)物體表面（家具、人體等）；對(duì)流：直接進(jìn)入空氣。顯熱熱源輻射散熱的波長(zhǎng)特征可見(jiàn)光和近紅外線：燈具、高溫?zé)嵩矗姞t等）長(zhǎng)波輻射：人體、常溫設(shè)備,第四節(jié)室內(nèi)熱源、濕源的散熱散濕形成的冷負(fù)荷與濕負(fù)荷,.,室內(nèi)濕源包括人員、水面、產(chǎn)濕設(shè)備散濕形式：直接進(jìn)入空氣得熱往往考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)和家具的蓄熱，“得濕”一般不考慮“蓄濕”濕源與空氣進(jìn)行質(zhì)交換同時(shí)一般伴隨顯熱交換有熱源濕表面：水分被加熱蒸發(fā)，向空氣加入了顯熱和潛熱，顯熱交換量取決于水表面積無(wú)熱源濕表面：等焓過(guò)程，室內(nèi)空氣的顯熱轉(zhuǎn)化為潛熱蒸汽源：可僅考慮潛熱交換,第四節(jié)室內(nèi)熱源、濕源的散熱散濕形成的冷負(fù)荷與濕負(fù)荷,.,一、室內(nèi)熱源散熱量（一）工藝設(shè)備散熱1、電動(dòng)設(shè)備,2、電熱設(shè)備,3、電子設(shè)備（二）照明得熱白熾燈：Q=1000N；熒光燈：Q=1000n1n2N（三）人體散熱與散濕Q=qnn,W=wnn,第四節(jié)室內(nèi)熱源、濕源的散熱散濕形成的冷