第1篇 建筑热工学
建筑热工学的任务是依照建筑热工原理，论述通过规划和建筑设计手段，防护或利用室内外气候因素，解决房屋的日照、保温、隔热、通风、防潮等问题，创造良好的室内气候环境并提高围护结构的耐久性。
第1章 室内外热环境
1.1 复习笔记
一、室内热环境
1．室内热环境组成要素
（1）室内热环境主要由室内气温、湿度、气流及壁面热辐射等因素综合而成。
（2）各种室内微气候因素的不同组合，会形成不同的室内热环境。
2．人体热平衡与热舒适
（1）热舒适
热舒适是指人们对所处室内气候环境满意程度的感受。人体对周围环境的热舒适程度主要反映在人的冷热感觉上。
（2）热平衡
人们在某一环境中感到热舒适的必要条件是：人体内产生的热量与向环境散发的热量相等，即保持人体的热平衡。
人体与环境之间的热平衡关系可用下列公式表示：
△q=qm±qc±qr－qw
式中 qm—人体产热量，W／m2；
qc—人体与周围空气之间的对流换热量，W／m2；
qr—人体与环境间的辐射换热量，W／m2；
qw—人体蒸发散热量，W／m2；
△q—人体得失的热量，W／m2。
从上式看出，人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种，换热的余量即为人体热负荷△q。
△q值与人们的体温变化率成正比
当△q>0时，体温将升高；
当△q<0时，体温将降低。
当△q=0，人体新陈代谢产热量正好与人体在所处环境的热交换量处于平衡状态。
当达到热平衡状态时，对流换热约占总散热量的25％～30％，辐射散热量占45％～50％，呼吸和无感觉蒸发散热量占25％～30％时，人体才能达到热舒适状态，能达到这种适宜比例的环境便是人体热舒适的充分条件。
3．人体热平衡的影响因素
（1）人体新陈代谢产热量qm
①qm主要决定于人体的新陈代谢率及对外作机械功的效率。
②单位时间内人体新陈代谢所产生的能量，称为新陈代谢率，通常用符号m表示，单位为W/m2（人体表面积），1met=58.2W／m2。
③新陈代谢率的数值随人的活动量而异，人体新陈代谢过程释放出的能量有时部分用来对外作机械功，大部分则转化为人体内部的热量，即人体新陈代谢产热量。
（2）对流换热量qc
①是当着衣体表面与周围空气间存在温度差时的热交换值，取决于着衣体表面和空气间的温差、气流速度以及衣着的热物理性质。
②人体皮肤的温度并非均匀一致，也会受到环境因素的影响。
a．当人体平均皮肤温度高于空气温度时，则qc为负值，人体向周围空气散热，且气流速度愈大，散热愈多；
b．当空气温度高于人体平均皮肤温度时，则qc为正值，人体从空气中得热，成为人体对流附加热负荷，且气流速度愈大，得热愈多。
③气流速度对人体的对流换热影响很大，至于人体是散热还是得热，则取决于空气温度的高低。
④在人体与周围空气的对流换热中，人体所着服装会有影响。衣服的热阻越大，则对流换热量越小。
（3）辐射换热量qr
是在着衣体表面与周围环境表面间进行并取决于两者温度、辐射系数、相对位置以及人体的有效辐射面积。
①当人体温度高于周围表面温度时，人体失热，qr为负值；
②反之，人体得热，qr为正值。
（4）人体的蒸发散热量qw
是由无感蒸发散热量与有感的显汗蒸发散热量组成。
①无感的蒸发通过肺部呼吸和皮肤的隐汗蒸发进行，属于无明显感觉的生理现象。皮肤的隐汗散热，由皮肤水分扩散引起，取决于皮肤表面和周围空气的水蒸气压力差。
②有感的显汗蒸发散热量是指靠皮下汗腺分泌的汗液蒸发来散热。散热量的大小决定于排汗率。
③人体靠有感的汗液蒸发散失的热量，在整个皮肤表面100﹪为汗液湿透时，达最大值。它与空气流速、从皮肤表面经衣服到周围空气的水蒸气压力分布、衣服对蒸汽的渗透阻等因素有关。
4．室内热环境综合评价
（1）有效温度（ET）
是依据半裸的人和穿夏季薄衫的人，在一定条件的环境中所反映的瞬时热感觉，是决定各项因素综合作用的评价标准。
（2）热应力指数（HSI）
即人体所需的蒸发散热量与室内环境条件下最大可能的蒸发散热量之比，多用于评价夏季热环境状况，一般用百分比表示，即：
式中 qreq－人体所需的蒸发散热量，其值由人体的热平衡方程而定，即：
qreq=qm±qc±qr
qmax－最大可能的蒸发散热量，其值决定于室内空气湿度、气流速度以及人体衣着等因素。
（3）预计热感觉指数（PMV）
①房格尔的热舒适方程式
注：气温ti、相对湿度φi、环境表面平均辐射温度
②等级
PMV值按人的热感觉分为很热、热、稍热、舒适、稍冷、冷、很冷七个等级（图1-1）。PMV在－0.5～0.5范围 内为室内热舒适指标。
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