第一章建筑環(huán)境課件

建筑環(huán)境與設備工程概論

主講人：安笑媛

建筑環(huán)境與設備工程概論

主講人：安笑媛建筑環(huán)境與設備工程課程簡介建筑構造發(fā)展史在某種意義上來說就是建筑材料的發(fā)展史。利用天然材料（石材、木材和泥土）——石灰、磚瓦——金屬材料——鋼筋混凝土——新型材料建筑環(huán)境與設備工程課程簡介建筑構造發(fā)展史在某種意義上來說就是2建造一項工程設施一般要經(jīng)過規(guī)劃、勘測、設計（初步設計、施工圖設計）、施工、驗收等階段。各階段都需要不同專業(yè)的相互配合，才能順利進行。與建筑相關的專業(yè)主要有：建筑、結構、設備等專業(yè)。其中設備專業(yè)包括：水、暖、電。水（給水排水）包括：城市給水工程、排水工程、取水工程、防洪工程、建筑給水排水工程、工業(yè)給水排水工程、水污染控制規(guī)劃和水資源保護。這里強調(diào)的是建筑給水排水工程。暖（建環(huán)）包括：室內(nèi)環(huán)境設備系統(tǒng)及建筑公共設施系統(tǒng)的設計、安裝調(diào)試、運行管理及國民經(jīng)濟各部門所需的特殊環(huán)境的研究開發(fā)。這里強調(diào)的是建筑內(nèi)的采暖、通風、空調(diào)、燃氣工程。電（電氣工程及其自動化）包括：電機及其控制、電器及其控制、電力系統(tǒng)及其自動化、建筑電氣等。這里強調(diào)的是建筑電氣工程。建造一項工程設施一般要經(jīng)過規(guī)劃、勘測、設計（初步設計、施工圖3校區(qū)規(guī)劃圖校區(qū)規(guī)劃圖4勘測圖（地形、地貌、標高）勘測圖（地形、地貌、標高）5建筑建筑學：建筑設計、城市設計、室內(nèi)設計。建筑建筑學：建筑設計、城市設計、室內(nèi)設計。6結構土木工程：房屋建筑、地下建筑(含礦井建筑)、道路、隧道、橋梁建筑、水電站、港口及近海結構與設施、地基處理。結構土木工程：房屋建筑、地下建筑(含礦井建筑)、道路、隧道、7設備設備8目錄基礎知識1建筑環(huán)境2供熱工程及熱水供應4給排水工程33通風、空調(diào)工程及制冷35建筑電氣基本知識6目錄基礎知識1建筑環(huán)境2供熱工程及熱水供應4給排水工程39第一節(jié)流體力學基本知識第二節(jié)傳熱學基礎知識第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識第一章基礎知識第一節(jié)流體力學基本知識第一章基礎知識10第一節(jié)流體力學基本知識流體的主要物理性質(zhì)恒定流的連續(xù)性方程流體力學基本知識恒定總流能量方程式流體靜壓強及其分布規(guī)律DE流動阻力和流動形態(tài)第一節(jié)流體力學基本知識流體的主要物理性質(zhì)恒定流的連續(xù)性方程11第一節(jié)流體力學基本知識一、流體的主要物理性質(zhì)1.密度和容重2.流體的粘滯性τ=μ(du/dn)——牛頓內(nèi)摩擦定律3.流體的壓縮性和熱脹性p/ρ=RT——理想氣體狀態(tài)方程第一節(jié)流體力學基本知識一、流體的主要物理性質(zhì)12第一節(jié)流體力學基本知識二、流體靜壓強及其分布規(guī)律1.流體靜壓強及其特征流體靜壓強方向是沿著作用面的內(nèi)法線方向；各方向的流體靜壓強大小相同，與作用面的方位無關。第一節(jié)流體力學基本知識二、流體靜壓強及其分布規(guī)律13第一節(jié)流體力學基本知識二、流體靜壓強及其分布規(guī)律2.流體靜壓強的分布規(guī)律絕對壓強、相對壓強真空度0—98kN/m2

1個工程大氣壓=10mH20=735.6mmHg=98kN／m2=98000Pa測壓管

水銀測壓計

文丘里流量計

彈簧壓力表

第一節(jié)流體力學基本知識二、流體靜壓強及其分布規(guī)律測壓管水14第一節(jié)流體力學基本知識三、恒定流的連續(xù)性方程1.流體運動的基本概念壓力流（受迫）、無壓流（自然）、混合流恒定流、非恒定流流線、跡線均勻流、非均勻流（漸變流、急變流）元流、總流、過流斷面、流量與斷面平均流速2.恒定流的連續(xù)性方程第一節(jié)流體力學基本知識三、恒定流的連續(xù)性方程15第一節(jié)流體力學基本知識四、恒定總流能量方程式1.恒定總流實際液體的能量方程式位置水頭、壓強水頭、流速水頭、水頭損失總水頭:測壓管水頭:第一節(jié)流體力學基本知識四、恒定總流能量方程式16第一節(jié)流體力學基本知識四、恒定總流能量方程式2.實際氣體恒定總流的能量方程式靜壓:P動壓:位壓：勢壓：全壓:總壓：壓強損失:第一節(jié)流體力學基本知識四、恒定總流能量方程式17第一節(jié)流體力學基本知識五、流動阻力和流動型態(tài)1.流動阻力和水頭損失沿程阻力，沿程水頭損失hf；局部阻力，局部水頭損失hj?？偹^損失：2.流動型態(tài)：層流和紊流流動型態(tài)判斷—雷諾數(shù)第一節(jié)流體力學基本知識五、流動阻力和流動型態(tài)18第一節(jié)流體力學基本知識五、流動阻力和流動型態(tài)3.沿程水頭損失沿程水頭損失根據(jù)流態(tài)選擇λ計算公式4.局部水頭損失局部水頭損失根據(jù)局部特點查詢ζ計算總損失第一節(jié)流體力學基本知識五、流動阻力和流動型態(tài)19第二節(jié)傳熱學基礎知識一、傳熱的基本方式二、傳熱過程及傳熱系數(shù)第二節(jié)傳熱學基礎知識20第二節(jié)傳熱學基礎知識一、傳熱的基本方式1.導熱2.熱對流對流換熱3.熱輻射輻射力輻射換熱第二節(jié)傳熱學基礎知識一、傳熱的基本方式21第二節(jié)傳熱學基礎知識二、傳熱過程及傳熱系數(shù)1.傳熱過程公式2.傳熱系數(shù)3.傳熱熱阻第二節(jié)傳熱學基礎知識二、傳熱過程及傳熱系數(shù)22幾個問題一、冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么有風比無風時感到更冷些？二、夏季在維持20℃的室內(nèi)工作，穿單衣感到舒適，而冬季在保持22℃的室內(nèi)工作時，卻必須傳絨衣才覺得舒服？三、利用同一冰箱儲存相同的物質(zhì)時，試問結霜的冰箱耗電量大還是未結霜的冰箱耗電量大？四、有人將一碗熱稀飯置于一盆冷水中進行冷卻。為使稀飯涼的更快一些，你認為他應該攪拌碗中的飯還是盆中的水？五、冬天，經(jīng)過在白天太陽底下曬過的棉被，晚上蓋起來感到暖和，并且經(jīng)過拍打以后，效果更加明顯。試解釋原因。幾個問題一、冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么有風比無風時23一、假定人體表面溫度相同時，人體的散熱在有風時相當于強制對流換熱，無風時屬于自然對流換熱。而空氣的強制對流換熱要比自然對流換熱強烈。因而在有風時從人體帶走的熱量更多，所以感到更冷人對冷暖感覺的衡量指標是散熱量的大小而不是溫度的高低，即當人體散熱量低時感到熱，散熱量高時感到冷經(jīng)驗：當皮膚散熱熱流為58W/m2感到熱，232W/m2感到舒服，696W/m2感到?jīng)隹欤?28W/m2時感到冷。一、假定人體表面溫度相同時，人體的散熱在有風時相當于強制對流24二、首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度不同。夏季室外溫度比室內(nèi)溫度高，因此通過墻體的熱量傳遞方向是由室外傳向室內(nèi)。而冬季室外氣溫比室內(nèi)低，通過墻體的熱量傳遞方向是由室內(nèi)傳向室外。墻體的內(nèi)表面溫度不同，夏季高，冬季低。因此，盡管冬季室內(nèi)溫度比夏季略高，但人體在冬季通過輻射與墻壁的散熱比夏季高很多，根據(jù)散熱量是主要人對冷熱的感受。二、首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度不同。夏季室外溫度比25三、當其他條件相同，冰箱的結霜相當于在冰箱蒸發(fā)器和冰箱冷凍室之間增加了一個附加熱阻，因此要達到相同的制冷室溫度，必然要求蒸發(fā)器處于更低的溫度。所以，結霜的冰箱耗電量更大。四、從稀飯到冷水是一個傳熱過程。顯然，稀飯和水的換熱在不攪動時屬于自然對流。而稀飯的換熱比水要差，因此要強化傳熱增強換熱量，應該攪拌稀飯三、當其他條件相同，冰箱的結霜相當于在冰箱蒸發(fā)器和冰箱冷凍室26五、棉被經(jīng)過晾曬以后，可使棉花的空隙里可以進入更多的空氣。而空氣在狹小的棉絮空間里的熱量傳遞方式主要是導熱，由于空氣的導熱系數(shù)較小（20℃），具有良好的保溫性能。而經(jīng)過拍打的棉被可以讓更多的空氣進入，因而效果更加明顯！五、棉被經(jīng)過晾曬以后，可使棉花的空隙里可以進入更多的空氣。而27第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識濕空氣的物理性質(zhì)濕球溫度與露點溫度濕空氣的熱工基礎知識焓濕圖的應用濕空氣的焓濕圖D第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識濕空氣的物理性質(zhì)濕球溫度與露點溫28第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識一、濕空氣的物理性質(zhì)1.濕空氣=干空氣+水蒸氣干空氣、濕空氣可應用理想氣體狀態(tài)方程2.含濕量d：水蒸氣質(zhì)量/干空氣質(zhì)量3.相對濕度φ：水蒸氣分壓力/飽和水蒸氣分壓力4.焓i：比熱力學能+壓力x比體積5.濕空氣的密度ρ：干空氣的密度+水蒸汽的密度第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識一、濕空氣的物理性質(zhì)29第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識二、濕空氣的焓濕圖1.常用的焓濕圖以i和d為坐標，夾角取135°2.i-d圖上有等溫線、等相對濕度線、熱濕比ε線（濕空氣的焓變化/濕變化）3.熱濕比也可表示為熱量變化/濕量變化第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識二、濕空氣的焓濕圖30第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識三、濕球溫度與露點溫度1.濕球溫度是在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達到穩(wěn)定熱濕平衡時的絕熱飽和溫度，也稱熱力學濕球溫度。嚴格來說，等濕球溫度線與等焓線并不重合。可以近似認為等焓線即為等濕球溫度線2.露點溫度t1：在含濕量不變的條件下，濕空氣達到飽和時的溫度。它是一個它與pv和d相關的參數(shù)。是判斷結露的依據(jù)。

第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識三、濕球溫度與露點溫度31第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識四、焓濕圖的應用1.狀態(tài)變化加熱A-B、冷卻A-C、等焓加濕A-E、等焓減濕A-D、等溫加濕A-F、冷卻干燥A-GF第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識四、焓濕圖的應用F32第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識四、焓濕圖的應用2.空氣混合根據(jù)質(zhì)量、能量守恒原理有在i-d圖上求混合狀態(tài)時，只需將AB線段劃分成滿足GA/GB比例的兩段長度，并取C點使其接近空氣質(zhì)量大的一端。第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識四、焓濕圖的應用33ThankYou!ThankYou!34演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！35

建筑環(huán)境與設備工程概論

主講人：安笑媛

建筑環(huán)境與設備工程概論

主講人：安笑媛建筑環(huán)境與設備工程課程簡介建筑構造發(fā)展史在某種意義上來說就是建筑材料的發(fā)展史。利用天然材料（石材、木材和泥土）——石灰、磚瓦——金屬材料——鋼筋混凝土——新型材料建筑環(huán)境與設備工程課程簡介建筑構造發(fā)展史在某種意義上來說就是37建造一項工程設施一般要經(jīng)過規(guī)劃、勘測、設計（初步設計、施工圖設計）、施工、驗收等階段。各階段都需要不同專業(yè)的相互配合，才能順利進行。與建筑相關的專業(yè)主要有：建筑、結構、設備等專業(yè)。其中設備專業(yè)包括：水、暖、電。水（給水排水）包括：城市給水工程、排水工程、取水工程、防洪工程、建筑給水排水工程、工業(yè)給水排水工程、水污染控制規(guī)劃和水資源保護。這里強調(diào)的是建筑給水排水工程。暖（建環(huán)）包括：室內(nèi)環(huán)境設備系統(tǒng)及建筑公共設施系統(tǒng)的設計、安裝調(diào)試、運行管理及國民經(jīng)濟各部門所需的特殊環(huán)境的研究開發(fā)。這里強調(diào)的是建筑內(nèi)的采暖、通風、空調(diào)、燃氣工程。電（電氣工程及其自動化）包括：電機及其控制、電器及其控制、電力系統(tǒng)及其自動化、建筑電氣等。這里強調(diào)的是建筑電氣工程。建造一項工程設施一般要經(jīng)過規(guī)劃、勘測、設計（初步設計、施工圖38校區(qū)規(guī)劃圖校區(qū)規(guī)劃圖39勘測圖（地形、地貌、標高）勘測圖（地形、地貌、標高）40建筑建筑學：建筑設計、城市設計、室內(nèi)設計。建筑建筑學：建筑設計、城市設計、室內(nèi)設計。41結構土木工程：房屋建筑、地下建筑(含礦井建筑)、道路、隧道、橋梁建筑、水電站、港口及近海結構與設施、地基處理。結構土木工程：房屋建筑、地下建筑(含礦井建筑)、道路、隧道、42設備設備43目錄基礎知識1建筑環(huán)境2供熱工程及熱水供應4給排水工程33通風、空調(diào)工程及制冷35建筑電氣基本知識6目錄基礎知識1建筑環(huán)境2供熱工程及熱水供應4給排水工程344第一節(jié)流體力學基本知識第二節(jié)傳熱學基礎知識第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識第一章基礎知識第一節(jié)流體力學基本知識第一章基礎知識45第一節(jié)流體力學基本知識流體的主要物理性質(zhì)恒定流的連續(xù)性方程流體力學基本知識恒定總流能量方程式流體靜壓強及其分布規(guī)律DE流動阻力和流動形態(tài)第一節(jié)流體力學基本知識流體的主要物理性質(zhì)恒定流的連續(xù)性方程46第一節(jié)流體力學基本知識一、流體的主要物理性質(zhì)1.密度和容重2.流體的粘滯性τ=μ(du/dn)——牛頓內(nèi)摩擦定律3.流體的壓縮性和熱脹性p/ρ=RT——理想氣體狀態(tài)方程第一節(jié)流體力學基本知識一、流體的主要物理性質(zhì)47第一節(jié)流體力學基本知識二、流體靜壓強及其分布規(guī)律1.流體靜壓強及其特征流體靜壓強方向是沿著作用面的內(nèi)法線方向；各方向的流體靜壓強大小相同，與作用面的方位無關。第一節(jié)流體力學基本知識二、流體靜壓強及其分布規(guī)律48第一節(jié)流體力學基本知識二、流體靜壓強及其分布規(guī)律2.流體靜壓強的分布規(guī)律絕對壓強、相對壓強真空度0—98kN/m2

1個工程大氣壓=10mH20=735.6mmHg=98kN／m2=98000Pa測壓管

水銀測壓計

文丘里流量計

彈簧壓力表

第一節(jié)流體力學基本知識二、流體靜壓強及其分布規(guī)律測壓管水49第一節(jié)流體力學基本知識三、恒定流的連續(xù)性方程1.流體運動的基本概念壓力流（受迫）、無壓流（自然）、混合流恒定流、非恒定流流線、跡線均勻流、非均勻流（漸變流、急變流）元流、總流、過流斷面、流量與斷面平均流速2.恒定流的連續(xù)性方程第一節(jié)流體力學基本知識三、恒定流的連續(xù)性方程50第一節(jié)流體力學基本知識四、恒定總流能量方程式1.恒定總流實際液體的能量方程式位置水頭、壓強水頭、流速水頭、水頭損失總水頭:測壓管水頭:第一節(jié)流體力學基本知識四、恒定總流能量方程式51第一節(jié)流體力學基本知識四、恒定總流能量方程式2.實際氣體恒定總流的能量方程式靜壓:P動壓:位壓：勢壓：全壓:總壓：壓強損失:第一節(jié)流體力學基本知識四、恒定總流能量方程式52第一節(jié)流體力學基本知識五、流動阻力和流動型態(tài)1.流動阻力和水頭損失沿程阻力，沿程水頭損失hf；局部阻力，局部水頭損失hj?？偹^損失：2.流動型態(tài)：層流和紊流流動型態(tài)判斷—雷諾數(shù)第一節(jié)流體力學基本知識五、流動阻力和流動型態(tài)53第一節(jié)流體力學基本知識五、流動阻力和流動型態(tài)3.沿程水頭損失沿程水頭損失根據(jù)流態(tài)選擇λ計算公式4.局部水頭損失局部水頭損失根據(jù)局部特點查詢ζ計算總損失第一節(jié)流體力學基本知識五、流動阻力和流動型態(tài)54第二節(jié)傳熱學基礎知識一、傳熱的基本方式二、傳熱過程及傳熱系數(shù)第二節(jié)傳熱學基礎知識55第二節(jié)傳熱學基礎知識一、傳熱的基本方式1.導熱2.熱對流對流換熱3.熱輻射輻射力輻射換熱第二節(jié)傳熱學基礎知識一、傳熱的基本方式56第二節(jié)傳熱學基礎知識二、傳熱過程及傳熱系數(shù)1.傳熱過程公式2.傳熱系數(shù)3.傳熱熱阻第二節(jié)傳熱學基礎知識二、傳熱過程及傳熱系數(shù)57幾個問題一、冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么有風比無風時感到更冷些？二、夏季在維持20℃的室內(nèi)工作，穿單衣感到舒適，而冬季在保持22℃的室內(nèi)工作時，卻必須傳絨衣才覺得舒服？三、利用同一冰箱儲存相同的物質(zhì)時，試問結霜的冰箱耗電量大還是未結霜的冰箱耗電量大？四、有人將一碗熱稀飯置于一盆冷水中進行冷卻。為使稀飯涼的更快一些，你認為他應該攪拌碗中的飯還是盆中的水？五、冬天，經(jīng)過在白天太陽底下曬過的棉被，晚上蓋起來感到暖和，并且經(jīng)過拍打以后，效果更加明顯。試解釋原因。幾個問題一、冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么有風比無風時58一、假定人體表面溫度相同時，人體的散熱在有風時相當于強制對流換熱，無風時屬于自然對流換熱。而空氣的強制對流換熱要比自然對流換熱強烈。因而在有風時從人體帶走的熱量更多，所以感到更冷人對冷暖感覺的衡量指標是散熱量的大小而不是溫度的高低，即當人體散熱量低時感到熱，散熱量高時感到冷經(jīng)驗：當皮膚散熱熱流為58W/m2感到熱，232W/m2感到舒服，696W/m2感到?jīng)隹欤?28W/m2時感到冷。一、假定人體表面溫度相同時，人體的散熱在有風時相當于強制對流59二、首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度不同。夏季室外溫度比室內(nèi)溫度高，因此通過墻體的熱量傳遞方向是由室外傳向室內(nèi)。而冬季室外氣溫比室內(nèi)低，通過墻體的熱量傳遞方向是由室內(nèi)傳向室外。墻體的內(nèi)表面溫度不同，夏季高，冬季低。因此，盡管冬季室內(nèi)溫度比夏季略高，但人體在冬季通過輻射與墻壁的散熱比夏季高很多，根據(jù)散熱量是主要人對冷熱的感受。二、首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度不同。夏季室外溫度比60三、當其他條件相同，冰箱的結霜相當于在冰箱蒸發(fā)器和冰箱冷凍室之間增加了一個附加熱阻，因此要達到相同的制冷室溫度，必然要求蒸發(fā)器處于更低的溫度。所以，結霜的冰箱耗電量更大。四、從稀飯到冷水是一個傳熱過程。顯然，稀飯和水的換熱在不攪動時屬于自然對流。而稀飯的換熱比水要差，因此要強化傳熱增強換熱量，應該攪拌稀飯三、當其他條件相同，冰箱的結霜相當于在冰箱蒸發(fā)器和冰箱冷凍室61五、棉被經(jīng)過晾曬以后，可使棉花的空隙里可以進入更多的空氣。而空氣在狹小的棉絮空間里的熱量傳遞方式主要是導熱，由于空氣的導熱系數(shù)較?。?0℃），具有良好的保溫性能。而經(jīng)過拍打的棉被可以讓更多的空氣進入，因而效果更加明顯！五、棉被經(jīng)過晾曬以后，可使棉花的空隙里可以進入更多的空氣。而62第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識濕空氣的物理性質(zhì)濕球溫度與露點溫度濕空氣的熱工基礎知識焓濕圖的應用濕空氣的焓濕圖D第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識濕空氣的物理性質(zhì)濕球溫度與露點溫63第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識一、濕空氣的物理性質(zhì)1.濕空氣=干空氣+水蒸氣干空氣、濕空氣可應用理想氣體狀態(tài)方程2.含濕量d：水蒸氣質(zhì)量/干空氣質(zhì)量3.相對濕度φ：水蒸氣分壓力/飽和水蒸氣分壓力4.焓i：比熱力學能+壓力x比體積5.濕空氣的密度ρ：干空氣的密度+水蒸汽的密度第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識一、濕空氣的物理性質(zhì)64第三節(jié)濕空氣的熱工基礎知識二、濕空氣的焓濕圖1.常用的焓濕圖以i和