建筑環(huán)境學(xué)-第3章熱濕環(huán)境

第三章

建筑熱濕環(huán)境1影響房間熱濕狀況的因素

影響建筑物內(nèi)熱濕狀況和空氣環(huán)境的因素有哪些？2影響房間熱濕狀況的因素

影響建筑物內(nèi)熱濕狀況和空氣環(huán)境的因素室外氣象條件（含局部下墊面和建筑的影響）室內(nèi)發(fā)熱量和產(chǎn)濕量空調(diào)方式（含采暖、空調(diào)和自然通風(fēng)等）室內(nèi)家俱、設(shè)備等蓄熱（常被忽略?。。┧羞@些因素可歸納為外擾和內(nèi)擾（空調(diào)為廣義的外擾）3外擾外擾包括室外空氣溫度、濕度、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速和風(fēng)向以及相鄰房間的傳熱，有兩種影響方式：熱交換：通過透明或半透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)輻射、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)（含相鄰房間）空氣交換（包括空氣滲透和空調(diào)送風(fēng)）：通過門窗縫隙的為空氣滲透，空調(diào)送風(fēng)或排風(fēng)為空調(diào)通風(fēng)4內(nèi)擾包括照明、設(shè)備、人體的散熱和散濕，兩種方式：對(duì)流散熱輻射散熱56基本概念圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱作用過程：無論是通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱傳濕還是室內(nèi)產(chǎn)熱產(chǎn)濕，其作用形式包括對(duì)流換熱（對(duì)流質(zhì)交換）、導(dǎo)熱（水蒸汽滲透）和輻射三種形式。對(duì)流換熱(對(duì)流質(zhì)交換)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱傳濕室內(nèi)產(chǎn)熱產(chǎn)濕輻射導(dǎo)熱(水蒸汽滲透)7基本概念

得熱(HeatGainHG)：某時(shí)刻在內(nèi)外擾作用下進(jìn)入房間的總熱量叫做該時(shí)刻的得熱。如果得熱<0，意味著房間失去熱量。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱過程特點(diǎn)：由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱慣性的存在，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量與外擾之間存在著衰減和延遲的關(guān)系。得熱潛熱顯熱輻射得熱對(duì)流得熱8第一節(jié)太陽(yáng)輻射對(duì)建筑物的熱作用不同的表面對(duì)輻射的波長(zhǎng)有選擇性，黑色表面對(duì)各種波長(zhǎng)的輻射幾乎都是全部吸收，而白色表面可以反射幾乎90％的可見光。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面越粗糙、顏色越深，吸收率就越高，反射率越低。

反射吸收9太陽(yáng)輻射在玻璃中傳遞過程玻璃對(duì)輻射的選擇性0.8可見光近紅外線長(zhǎng)波紅外線普通玻璃的光譜透過率10太陽(yáng)輻射在玻璃中傳遞過程將具有低發(fā)射率、高紅外反射率的金屬（鋁、銅、銀、錫等），使用真空沉積技術(shù)，在玻璃表面沉積一層極薄的金屬涂層，這樣就制成了Low-e(Low-emissivity)玻璃。對(duì)太陽(yáng)輻射有高透和低透不同性能。低透low-e玻璃11太陽(yáng)輻射在玻璃中傳遞過程玻璃的吸收百分比a0:12太陽(yáng)輻射在玻璃中傳遞過程陽(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、吸收率和透過率是陽(yáng)光在半透明薄層內(nèi)進(jìn)行反射、吸收和透過的無窮次反復(fù)之后的無窮多項(xiàng)之和。1314太陽(yáng)輻射在玻璃中傳遞過程陽(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窮次反射，以及再對(duì)反射輻射的透過。15總透過率為：總反射率為：第一層半透明薄層的總吸收率為：第二層半透明薄層的總吸收率為：16室外空氣綜合溫度

太陽(yáng)直射輻射大氣長(zhǎng)波輻射太空散射輻射對(duì)流換熱地面反射輻射環(huán)境長(zhǎng)波輻射地面長(zhǎng)波輻射壁體得熱1760℃！35℃！室外空氣綜合溫度Solar-airTemperature考慮了太陽(yáng)輻射的作用對(duì)表面換熱量的增強(qiáng)，相當(dāng)于在室外氣溫上增加了一個(gè)太陽(yáng)輻射的等效溫度值。是為了計(jì)算方便推出的一個(gè)當(dāng)量的室外溫度。如果考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與天空和周圍物體之間的長(zhǎng)波輻射： 如果忽略圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與天空和周圍物體之間的長(zhǎng)波輻射： 18室外空氣綜合溫度

Solar-airTemperature人們常說的太陽(yáng)下的“體感溫度”是什么？室外空氣綜合溫度與什么因素有關(guān)？高反射率鏡面外墻和紅磚外墻的室外空氣綜合溫度是否相同？請(qǐng)?jiān)囁阋幌率⑾奶?yáng)下的室外空氣綜合溫度比空氣溫度高多少？19圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與環(huán)境的長(zhǎng)波輻射換熱QL包括大氣長(zhǎng)波輻射以及來自地面和周圍建筑和其他物體外表面的長(zhǎng)波輻射。如果僅考慮對(duì)天空的大氣長(zhǎng)波輻射和對(duì)地面的長(zhǎng)波輻射，則有：白天有天空輻射嗎？天空輻射（夜間輻射，有效輻射）20第二節(jié)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的顯熱得熱通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)通過玻璃窗的得熱外表面對(duì)流換熱外表面日射通過墻體導(dǎo)熱兩種方式機(jī)理不同21一、通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)由于熱慣性存在，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量和溫度的波動(dòng)幅度與外擾波動(dòng)幅度之間存在衰減和延遲的關(guān)系。衰減和滯后的程度取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱能力。22通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)非均質(zhì)板壁的一維不穩(wěn)定導(dǎo)熱過程：邊界條件：

t(x,0)=f(x)

其中內(nèi)表面長(zhǎng)波輻射：

23通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)利用室外空氣綜合溫度簡(jiǎn)化外邊界條件：對(duì)內(nèi)表面邊界條件計(jì)算式中的長(zhǎng)波輻射項(xiàng)進(jìn)行線性化24

實(shí)際由內(nèi)表面?zhèn)魅胧覂?nèi)的熱量為：

x=0x=Qenv這部分熱量將以對(duì)流換熱和長(zhǎng)波輻射的形式向室內(nèi)傳播。只有對(duì)流換熱部分直接進(jìn)入了空氣。25通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)板壁各層溫度隨室外溫度的變化26通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱板壁內(nèi)表面溫度同時(shí)受室內(nèi)氣溫、室內(nèi)輻射熱源和其它表面的溫度影響氣象和室內(nèi)氣溫對(duì)板壁傳熱量的影響比較確定，容易求得內(nèi)表面輻射對(duì)傳熱量的影響較復(fù)雜，涉及角系數(shù)和各表面溫度27內(nèi)表面輻射如何影響板壁的傳熱？Qin’=Qconv+Ql盡管Qin增加了，但Qout

和Qcond卻是減少的。Tout,airQoutQcondQin=QconvTin,air28通過玻璃板壁的傳熱透過玻璃的日射得熱通過玻璃窗的得熱二、通過玻璃窗的得熱得熱與玻璃窗的種類及其熱工性能有重要的關(guān)系。29玻璃窗的種類與熱工性能窗框型材有木框、鋁合金框、鋁合金斷熱框、塑鋼框、斷熱塑鋼框等；玻璃層間可充空氣、氮、氬、氪等或有真空夾層；玻璃層數(shù)有單玻、雙玻、三玻等，玻璃類別有普通透明玻璃、有色玻璃、低輻射(Low-e)玻璃等；玻璃表面可以有各種輻射阻隔性能的鍍膜，如反射膜、low-e膜、有色遮光膜等，或在兩層玻璃之間的空間中架一層對(duì)近紅外線高反射率的熱鏡膜。30玻璃窗的種類與熱工性能我國(guó)

民用建筑最常見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。31玻璃窗的種類與熱工性能不同結(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。32透過單位面積玻璃的太陽(yáng)輻射得熱：玻璃吸收太陽(yáng)輻射造成的房間得熱：注意：玻璃吸熱后會(huì)向內(nèi)、外兩側(cè)散熱總得熱：HGsolar＝HGglass,+HGglass,a通過玻璃窗的得熱33通過玻璃窗的得熱可利用對(duì)標(biāo)準(zhǔn)玻璃的得熱SSGDi

和SSGdif

進(jìn)行修正來獲得簡(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)34玻璃窗的種類與熱工性能無色玻璃表面覆蓋無色low-e涂層，可使這種窗的遮檔系數(shù)Cs

低于0.335通過玻璃窗的長(zhǎng)波輻射???夜間除了通過玻璃窗的傳熱以外，還有由于天空夜間輻射導(dǎo)致的散熱量采用low-e玻璃可減少夜間輻射散熱

通過玻璃窗的溫差傳熱量和天空長(zhǎng)波輻射的傳熱量可通過各層玻璃的熱平衡求得長(zhǎng)波輻射導(dǎo)熱和自然對(duì)流換熱長(zhǎng)波輻射室內(nèi)表面對(duì)玻璃的長(zhǎng)波輻射對(duì)流換熱36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37外遮陽(yáng)和內(nèi)遮陽(yáng)有何區(qū)別?外遮陽(yáng)：只有透過和吸收中的一部分成為得熱內(nèi)遮陽(yáng)：遮陽(yáng)設(shè)施吸收和透過部分全部為得熱對(duì)流透過反射反射對(duì)流透過38通風(fēng)雙層玻璃窗，內(nèi)置百頁(yè)39內(nèi)百頁(yè)無通風(fēng)有通風(fēng)40三、通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕傳遞濕傳遞的動(dòng)力是水蒸氣分壓力的差。墻體中水蒸氣的傳遞過程與墻體中的熱傳遞過程相類似：w=Kv(Pout-Pin)kg/sm2水蒸汽滲透系數(shù)，kg/(Ns)或s/m：41實(shí)際水蒸汽分壓力飽和水蒸汽分壓力溫度通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕傳遞

當(dāng)墻體內(nèi)實(shí)際水蒸汽分壓力高于飽和水蒸汽分壓力時(shí)，就可能出現(xiàn)凝結(jié)或凍結(jié)，影響墻體保溫能力和強(qiáng)度。42

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

室內(nèi)產(chǎn)熱與產(chǎn)濕43第三節(jié)以其他形式進(jìn)入室內(nèi)的熱量和濕量設(shè)備與照明的散熱加熱設(shè)備電動(dòng)設(shè)備人體散熱散濕見第四章44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熱源濕表面：等焓過程，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45散濕量可用下列公式計(jì)算：水蒸氣帶人室內(nèi)的潛熱量為：46空氣滲透帶來的得熱

夏季：室內(nèi)外溫差小，風(fēng)壓是主要?jiǎng)恿Χ荆菏覂?nèi)外溫差大，熱壓作用往往強(qiáng)于風(fēng)壓，造成底層房間熱負(fù)荷偏大。因此冬季冷風(fēng)滲透往往不可忽略。

理論求解方法：網(wǎng)絡(luò)平衡法，數(shù)值求解《流體網(wǎng)絡(luò)原理》

參考文獻(xiàn)：朱穎心，

水力網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)不穩(wěn)定過程的算法，《清華大學(xué)學(xué)報(bào)》,1989年,第5期工程應(yīng)用：縫隙法、換氣次數(shù)法47網(wǎng)絡(luò)平衡法原理節(jié)點(diǎn)平衡：AG＝0

回路壓力平衡：B

P＝0各支路和節(jié)點(diǎn)均編號(hào)。網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)矩陣A元素aij：由i點(diǎn)到j(luò)點(diǎn)為1，反之為-1，無關(guān)為0?；净芈肪仃嘊元素bij：由j支路與i回路同向?yàn)?，反之為-1，無關(guān)為0。48縫隙法換氣次數(shù)法空氣滲透帶來的總得熱量49第四節(jié)冷負(fù)荷與熱負(fù)荷冷負(fù)荷：維持一定室內(nèi)熱濕環(huán)境所需要的在單位時(shí)間內(nèi)從室內(nèi)除去的熱量，包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩部分。如果把潛熱負(fù)荷表示為單位時(shí)間內(nèi)排除的水分，則又可稱作濕負(fù)荷。熱負(fù)荷：維持一定室內(nèi)熱濕環(huán)境所需要的在單位時(shí)間內(nèi)向室內(nèi)加入的熱量，包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩部分。如果只控制室內(nèi)溫度，則熱負(fù)荷就只包括顯熱負(fù)荷。50負(fù)荷的大小與去除或補(bǔ)充熱量的方式有關(guān)常規(guī)的送風(fēng)方式空調(diào)需要去除的是進(jìn)入到空氣中的得熱量。冷輻射板空調(diào)需要去除的熱量除了進(jìn)入到空氣中的熱量外，還包括貯存在熱表面上的熱量。51各種得熱進(jìn)入空氣的途徑潛熱得熱、滲透空氣得熱得熱立刻成為瞬時(shí)冷負(fù)荷通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱、通過玻璃窗日射得熱、室內(nèi)顯熱源散熱對(duì)流得熱部分立刻成為瞬時(shí)冷負(fù)荷輻射得熱部分先傳到各內(nèi)表面，再以對(duì)流形式進(jìn)入空氣成為瞬時(shí)冷負(fù)荷，因此負(fù)荷與得熱在時(shí)間上存在延遲。52得熱與冷負(fù)荷的關(guān)系53得熱與冷負(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！

54負(fù)荷的數(shù)學(xué)表達(dá)1.采用送風(fēng)空調(diào)方式的房間冷負(fù)荷傳到i表面的通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱量+（i表面獲得的太陽(yáng)輻射得熱+i表面獲得的熱源短波輻射得熱）=i表面的對(duì)流換熱+（i表面向其他表面的長(zhǎng)波輻射-i表面獲得的熱源的長(zhǎng)波輻射）單個(gè)非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面熱平衡關(guān)系式55單個(gè)透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面熱平衡關(guān)系式

因?yàn)閯t56房間空氣的熱平衡對(duì)（1）式兩側(cè)就n個(gè)非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面求和，對(duì)（4）式就m個(gè)透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面求和，然后二式合并，有57將（5）、（6）式合并并進(jìn)行整理，得房間總冷負(fù)荷為582.采用冷輻射板空調(diào)方式的房間冷負(fù)荷輻射空調(diào)方式與送風(fēng)空調(diào)方式的項(xiàng)不同。593.室內(nèi)空氣參數(shù)變化時(shí)的房間負(fù)荷60第三類邊界條件：太難求解了！第五節(jié)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：611946.USA1950s.USSR1967.Canada典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹

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62穩(wěn)態(tài)算法不考慮建筑蓄熱，負(fù)荷預(yù)測(cè)值偏大動(dòng)態(tài)算法，積分變換求解微分方程冷負(fù)荷系數(shù)法、諧波反應(yīng)法：夏季設(shè)計(jì)日動(dòng)態(tài)模擬。計(jì)算機(jī)模擬軟件

DOE2、Energyplus(美國(guó))、HASP(日本)、ESP(英國(guó))DeST(清華)常用的負(fù)荷求解法63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)刻的傳熱狀況無關(guān)：Q＝KFT

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64穩(wěn)態(tài)算法舉例：北京室外氣溫和室內(nèi)控制溫度比較65積分變換法原理對(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。B域：?jiǎn)栴}容易求解對(duì)函數(shù)進(jìn)行積分變換求解A域：?jiǎn)栴}難以求解對(duì)函數(shù)解進(jìn)行積分逆變換獲得解66為何板壁不穩(wěn)定傳熱適用拉普拉斯變換？拉普拉斯變換的應(yīng)用條件時(shí)間變化范圍為半無窮區(qū)間（0，+）必須是線性定常系統(tǒng)拉普拉斯變換的特點(diǎn)復(fù)雜函數(shù)變?yōu)楹?jiǎn)單函數(shù)偏微分方程變換為常微分方程常微分方程變換為代數(shù)方程拉普拉斯變換的解傳遞矩陣或s-傳遞函數(shù)的解的形式67傳遞函數(shù)與輸入量、輸出量的關(guān)系積分變換法原理傳遞函數(shù)G(s)僅由系統(tǒng)本身的特性決定，而與輸入量、輸出量無關(guān)，因此建筑的材料和形式一旦確定，就可求得其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳遞函數(shù)。這樣就可以通過輸入量和傳遞函數(shù)求得輸出量。68應(yīng)用條件對(duì)于普通材料的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程，在其一般溫度變化的范圍內(nèi)，材料的物性參數(shù)變化不大，可近似看作是常數(shù)，可采用拉普拉斯變換法來求解。對(duì)于采用材料的物性參數(shù)隨溫度或時(shí)間有顯著變化的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程，就不能采用拉普拉斯變換法來求解。69線性定常系統(tǒng)的特性可應(yīng)用疊加原理對(duì)輸入的擾量和輸出的響應(yīng)進(jìn)行分解和疊加。當(dāng)輸入擾量作用的時(shí)間改變時(shí)，輸出響應(yīng)的時(shí)間在產(chǎn)生同向、同量的變化，但輸出響應(yīng)的函數(shù)不會(huì)改變。可把輸入量進(jìn)行分解或離散為簡(jiǎn)單函數(shù)，再利用變換法進(jìn)行求解。求出分解或離散了的單元輸入的響應(yīng)，這些響應(yīng)也應(yīng)該呈簡(jiǎn)單函數(shù)形式。再把這些單元輸入的響應(yīng)進(jìn)行疊加，就可以得出實(shí)際輸入量連續(xù)作用下的系統(tǒng)的響應(yīng)輸出量。70輸入邊界條件的處理方法

輸入邊界條件的處理步驟邊界條件的離散或分解；求對(duì)單元擾量的響應(yīng)；把對(duì)單元擾量的響應(yīng)進(jìn)行疊加和疊加積分求和。兩種基于積分變換的負(fù)荷計(jì)算法：函數(shù)均采用拉普拉斯變換，邊界條件的處理方法不同對(duì)邊界條件進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解：諧波反應(yīng)法對(duì)邊界條件進(jìn)行時(shí)間序列離散：反應(yīng)系數(shù)法71武漢市室外干球溫度的全年變化72＝＋＋輸入邊界條件的處理方法：傅立葉級(jí)數(shù)分解73輸入邊界條件的處理方法：

時(shí)間序列離散

74兩種積分變換法反應(yīng)系數(shù)法(冷負(fù)荷系數(shù)法)：任何連續(xù)曲線均可離散為脈沖波之和。將外擾分解為脈沖，分別求得脈沖外擾的室內(nèi)響應(yīng)，再進(jìn)行疊加室內(nèi)負(fù)荷。對(duì)應(yīng)離散系統(tǒng)，拉普拉斯變換轉(zhuǎn)化為Z變換

諧波反應(yīng)法：任何一連續(xù)可導(dǎo)曲線均可分解為正(余)弦波之和。把外擾分解為余弦波，分別求出每個(gè)正(余)弦波外擾的室內(nèi)響應(yīng)，并進(jìn)行疊加。75

設(shè)備使用1小時(shí)的室內(nèi)負(fù)荷響應(yīng)得熱：Q(t)－－輸入干擾負(fù)荷：CLQ(t)－－響應(yīng) 反應(yīng)系數(shù)法原理圖示(1)76設(shè)備使用2小時(shí)的室內(nèi)負(fù)荷反應(yīng)系數(shù)法原理圖示(2)77設(shè)備使用10小時(shí)的室內(nèi)負(fù)荷響應(yīng)反應(yīng)系數(shù)法原理圖示(3)78反應(yīng)系數(shù)法反應(yīng)系數(shù)的大小即反應(yīng)了某一項(xiàng)因素對(duì)某時(shí)刻負(fù)荷大小的影響程度。

反應(yīng)系數(shù)為0~1，相當(dāng)于影響為0~100%。內(nèi)外擾的處理圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱采用冷負(fù)荷溫度日射冷負(fù)荷采用冷負(fù)荷系數(shù)內(nèi)擾采用冷負(fù)荷系數(shù)79

(a)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱冷負(fù)荷基本計(jì)算式

Qcl()=KF[tcl()–tin]

tcl()為冷負(fù)荷溫度逐時(shí)值，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型、氣象條件、朝向有關(guān)。

tcl()反映了室外空氣溫度、陽(yáng)光輻射、建筑物蓄熱等因素的綜合影響。tinKFtcl(t)Qcl(t)冷負(fù)荷溫度：一個(gè)當(dāng)量溫度室內(nèi)溫度8081(b)日射冷負(fù)荷

Qcl()=FCsCn

Dt·max

Ccl()F為窗面積，Dt·max是日射得熱因素最大值

Ccl()是冷負(fù)荷系數(shù)，與緯度、朝向有關(guān)。

Cs為玻璃遮擋系數(shù)，Cn為遮陽(yáng)系數(shù)。Qcl(t)D·maxFCsCnCcl()反應(yīng)系數(shù)法8283內(nèi)擾冷負(fù)荷

Qcl()=HG(0)

Ccl

(-0)

HG(0)為內(nèi)熱源散熱量

Ccl(-0)是冷負(fù)荷系數(shù)

Ccl(-0)與開始使用時(shí)間和 連續(xù)使用時(shí)間有關(guān)，與建 筑熱特性有關(guān)。QQcl()Ccl(t

-0)反應(yīng)系數(shù)法848586諧波反應(yīng)法對(duì)外擾的分解：室外空氣綜合溫度

tz

()=tzp+tz

()=tzp+

tznsin(n+n) =A0+

Ansin(2n/T+n)

對(duì)外擾的響應(yīng)形式：圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)不同頻率外擾有一定的衰減n=An/Bn與延遲n，響應(yīng)也是傅立葉級(jí)數(shù)形式：

tin,n()=An/nsin(2n/T+n-n)]

通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成的負(fù)荷：疊加tin,n()可得出tin()，通過tin()和室內(nèi)熱平衡就可求出負(fù)荷。87諧波反應(yīng)法玻璃窗冷負(fù)荷傳熱溫差用外氣溫而不是室外綜合溫度：

Qcl()=KFt()=KF[twp–tin+

twn

sin(n+n)]

內(nèi)擾冷負(fù)荷對(duì)內(nèi)擾響應(yīng)的分解方法類似對(duì)外擾響應(yīng)的分解。88諧波反應(yīng)法的簡(jiǎn)化算法

算法繁瑣，故需要簡(jiǎn)化傳導(dǎo)部分(墻、窗)：Qcl()=KFt-t為負(fù)荷溫差，表中值為室溫26℃時(shí)溫差，可修正。算法同冷負(fù)荷系數(shù)法。日射部分：Qcl()=xgxdCnCsFJ()

xg窗有效面積系數(shù)，xd地點(diǎn)修正系數(shù)，J()為負(fù)荷強(qiáng)度。

xdJ相當(dāng)于冷負(fù)荷系數(shù)法的D·maxQcl()，xgF相當(dāng)于冷負(fù)荷系數(shù)法的F。內(nèi)擾部分：Qcl()=HG(0)JX-oJX-o為設(shè)備負(fù)荷強(qiáng)度系數(shù)(-0時(shí)刻)，同冷負(fù)荷系數(shù)法的Ccl()。89兩種積分變換法總結(jié)諧波反應(yīng)法的簡(jiǎn)化算法與冷負(fù)荷系數(shù)法形式一致。為了便于手工計(jì)算，均把內(nèi)外擾通過一個(gè)板壁形成的冷負(fù)荷分離出來，作為一個(gè)孤立的過程處理，不考慮與其它墻面和熱源之間的相互影響。不能分析變物性的材料如相變材料制成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱過程。90兩種積分變換法總結(jié)只是在一定程度上反應(yīng)了得熱和冷負(fù)荷之間的區(qū)別，對(duì)輻射的影響作了很多簡(jiǎn)化：

對(duì)墻體內(nèi)表面之間的長(zhǎng)波輻射作了簡(jiǎn)化處理，給定比例忽略了透過玻璃窗日射落在墻內(nèi)表面上的光斑的影響熱源對(duì)流和輻射比例給定，與墻表面角系數(shù)給定把室內(nèi)空氣溫度看作是常數(shù)如果房間與簡(jiǎn)化假定相差較遠(yuǎn)，則結(jié)果的誤差較大，如內(nèi)表面溫度差別大、房間形狀不規(guī)則、室內(nèi)空氣控制溫度隨時(shí)間變化等。91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)：DeST92模擬分析軟件：美國(guó)，反應(yīng)系數(shù)法

DOE-2