第一章建筑環(huán)境

建筑環(huán)境與設(shè)備工程概論

主講人：安笑媛建筑環(huán)境與設(shè)備工程課程簡介建筑構(gòu)造開展史在某種意義上來說就是建筑材料的開展史。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——新型材料建造一項工程設(shè)施一般要經(jīng)過規(guī)劃、勘測、設(shè)計〔初步設(shè)計、施工圖設(shè)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(guān)的專業(yè)主要有：建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等專業(yè)。其中設(shè)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(shè)備系統(tǒng)及建筑公共設(shè)施系統(tǒng)的設(shè)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(fēng)、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。校區(qū)規(guī)劃圖勘測圖〔地形、地貌、標高〕建筑建筑學(xué)：建筑設(shè)計、城市設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計。結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與設(shè)施、地基處理。設(shè)備目錄基礎(chǔ)知識1建筑環(huán)境2供熱工程及熱水供應(yīng)4給排水工程33通風(fēng)、空調(diào)工程及制冷35建筑電氣基本知識6第一節(jié)流體力學(xué)根本知識第二節(jié)傳熱學(xué)根底知識第三節(jié)濕空氣的熱工根底知識第一章根底知識第一節(jié)流體力學(xué)根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(xué)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(xué)根本知識一、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(xué)根本知識二、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(guān)。第一節(jié)流體力學(xué)根本知識二、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(xué)根本知識三、恒定流的連續(xù)性方程1.流體運動的根本概念壓力流〔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(xué)根本知識四、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(xué)根本知識四、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(xué)根本知識五、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(xué)根本知識五、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計算總損失第二節(jié)傳熱學(xué)根底知識一、傳熱的根本方式二、傳熱過程及傳熱系數(shù)第二節(jié)傳熱學(xué)根底知識一、傳熱的根本方式1.導(dǎo)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(xué)根底知識二、傳熱過程及傳熱系數(shù)1.傳熱過程公式2.傳熱系數(shù)3.傳熱熱阻幾個問題一、冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么有風(fēng)比無風(fēng)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(jié)霜的冰箱耗電量大還是未結(jié)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(yīng)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。一、假定人體外表溫度相同時，人體的散熱在有風(fēng)時相當于強制對流換熱，無風(fēng)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(fēng)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上下，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。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)外表溫度不同，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。三、當其他條件相同，冰箱的結(jié)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，因此要到達相同的制冷室溫度，必然要求蒸發(fā)器處于更低的溫度。所以，結(jié)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(yīng)該攪拌稀飯五、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(dǎo)熱，由于空氣的導(dǎo)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！第三節(jié)濕空氣的熱工根底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(chǔ)知識焓濕圖的應(yīng)用濕空氣的焓濕圖D第三節(jié)濕空氣的熱工根底知識一、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(yīng)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(xué)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)濕空氣的熱工根底知識二、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)濕空氣的熱工根底知識三、濕球溫度與露點溫度1.濕球溫度是在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸到達穩(wěn)定熱濕平衡時的絕熱飽和溫度，也稱熱力學(xué)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，濕空氣到達飽和時的溫度。它是一個它與pv和d相關(guān)的參數(shù)。是判斷結(jié)露的依據(jù)。第三節(jié)濕空氣的熱工根底知識四、焓濕圖的應(yīng)用1.狀態(tài)