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1、会计学1AC空调负荷计算空调负荷计算(j sun)与送风量与送风量PPT课件课件第一页，共79页。【知识点】空调房间室内、外空气计算参数【知识点】空调房间室内、外空气计算参数的确定原则和方法；太阳热辐射对建筑物的热的确定原则和方法；太阳热辐射对建筑物的热作用及处理方法；作用及处理方法；冷负荷计算方法与步骤冷负荷计算方法与步骤(bzhu)(bzhu)；热负荷与湿负荷计算方法；热负荷与湿负荷计算方法；【学习目标】了解空调房间室内、外空气计【学习目标】了解空调房间室内、外空气计算参数的确定原则，掌握空调房间室内、外空算参数的确定原则，掌握空调房间室内、外空气计算参数的选用方法；了解太阳热辐射对建气计
2、算参数的选用方法；了解太阳热辐射对建筑物的热作用及处理方法；筑物的热作用及处理方法；了解冷负荷计算方了解冷负荷计算方法，掌握冷负荷系数法的计算步骤法，掌握冷负荷系数法的计算步骤(bzhu)(bzhu)与与方法；掌握热负荷与湿负荷计算方法；方法；掌握热负荷与湿负荷计算方法；第1页/共79页第二页，共79页。在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负值时称为耗湿量。当得热量为负值时称为耗(失失)热量。在某一时刻热量。在某一时刻为保持房间
3、恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度而需由房间除去或增加的湿量荷；为维持室内相对湿度而需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。空调房间冷称为湿负荷。空调房间冷(热热)、湿负荷是确定空调系统、湿负荷是确定空调系统送风送风(sn fn)(sn fn)量和空调设备容量的基本依据。量和空调设备容量的基本依据。本单元主要介绍空调房间冷（热）、湿负荷的计算方本单元主要介绍空调房间冷（热）、湿负荷的计算方法。法。第2页/共79页第三页，共79
4、页。目目 录录9.19.19.29.29.39.3空调房间室内、外空气空调房间室内、外空气(kngq)(kngq)计算参数的计算参数的确定确定 太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)(ti yn f sh)热对建筑物热对建筑物的作用的作用 空调空调(kn dio)(kn dio)房间冷房间冷(热热)、湿、湿负荷负荷 第3页/共79页第四页，共79页。9.1 9.1 空调房间室内、外空气空调房间室内、外空气空调房间室内、外空气空调房间室内、外空气(kngq)(kngq)计算参数计算参数计算参数计算参数的确定的确定的确定的确定 空调房间冷（热）、湿负荷的计算必须以室外气象参数和室内要求维持的空气
5、空调房间冷（热）、湿负荷的计算必须以室外气象参数和室内要求维持的空气(kngq)(kngq)参数为依据。参数为依据。9.1.1 9.1.1 空调房间室内空气计算空调房间室内空气计算(j sun)(j sun)参数参数 空调房间室内温湿度标准的描述方法：空调房间室内温湿度标准的描述方法：温湿度基数温湿度基数 空调精度。空调精度。温湿度基数是指室内空气所要求的基准温度和基准相对湿度；空调精度是指在空调区域内温度和相对湿度允许的波动范围。如：温湿度基数是指室内空气所要求的基准温度和基准相对湿度；空调精度是指在空调区域内温度和相对湿度允许的波动范围。如：t tNN=261=261和和 NN=605=6
6、05中，中，2626和和6060是空调基数，是空调基数，11和和55是空调精度。空调区域是指离外墙是空调精度。空调区域是指离外墙0.5m0.5m，离地面，离地面0.3m0.3m至高于精密仪器设备或人的呼吸区至高于精密仪器设备或人的呼吸区0.30.30.5m0.5m范围内的空间。范围内的空间。第4页/共79页第五页，共79页。9.1 9.1 空调房间室内、外空气计算参数空调房间室内、外空气计算参数空调房间室内、外空气计算参数空调房间室内、外空气计算参数(cnsh)(cnsh)的确定的确定的确定的确定 空调系统根据所服务对象的不同，可分为舒适性空调和工艺性空调。舒适性空调是从人体舒适感的角度来确定
7、室内温、湿度设计标准，一般对空调精度无严格要求，工艺性空调主要满足工艺过程对温、湿度基数和精度的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。空调系统根据所服务对象的不同，可分为舒适性空调和工艺性空调。舒适性空调是从人体舒适感的角度来确定室内温、湿度设计标准，一般对空调精度无严格要求，工艺性空调主要满足工艺过程对温、湿度基数和精度的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。1.1.人体热平衡和舒适感人体热平衡和舒适感 一般来说，人体是一个发热体，它不断释放热量一般来说，人体是一个发热体，它不断释放热量(rling)(rling)，同时对周围环境的温湿度有一定的要求。人体是靠摄取食物获得能量的，在人体的新陈代谢过程
8、中食物被分解氧化，同时释放出能量以维持生命，其中一部分能量转化为热能散发到体外，并与周围环境发生热量，同时对周围环境的温湿度有一定的要求。人体是靠摄取食物获得能量的，在人体的新陈代谢过程中食物被分解氧化，同时释放出能量以维持生命，其中一部分能量转化为热能散发到体外，并与周围环境发生热量(rling)(rling)交换。交换。人体为了维持正常的体温，必须使产热量人体为了维持正常的体温，必须使产热量(rling)(rling)和散热量和散热量(rling)(rling)保持平衡，根据能量转换和守恒定律可得人体热平衡方程式：保持平衡，根据能量转换和守恒定律可得人体热平衡方程式：S=M S=MRRCC
9、E EW (9.1)W (9.1)第5页/共79页第六页，共79页。9.1 9.1 空调空调空调空调(kn dio)(kn dio)房间室内、外空气计算参房间室内、外空气计算参房间室内、外空气计算参房间室内、外空气计算参数的确定数的确定数的确定数的确定式中式中 S S人体蓄热率，人体蓄热率，W/m2W/m2；M M人体新陈代谢率，取决于人体的活动量的大小，人体新陈代谢率，取决于人体的活动量的大小，W/m2W/m2；R R穿衣人体与环境的辐射热交换，穿衣人体与环境的辐射热交换，W/m2W/m2；C C穿衣人体与环境的对流热交换，穿衣人体与环境的对流热交换，W/m2W/m2；E E穿衣人体与环境的
10、蒸发热交换，穿衣人体与环境的蒸发热交换，W/m2W/m2；W W人体所作的机械功，人体所作的机械功，W/m2W/m2。上式中各项采用的单位均为上式中各项采用的单位均为W/m2W/m2，是因为以上各项都与人体的外表面面积在一定程度上成线性关系，这样就可以忽略人的体形、年龄、性别，是因为以上各项都与人体的外表面面积在一定程度上成线性关系，这样就可以忽略人的体形、年龄、性别(xngbi)(xngbi)等差别，使有关研究比较方便。等差别，使有关研究比较方便。第6页/共79页第七页，共79页。9.1 空调空调(kn dio)房间室内、外空气计算房间室内、外空气计算参数的确定参数的确定 在稳定的环境条件下
11、，在稳定的环境条件下，S S应该为零，这时，人体保持了能量平衡。如果周围环境温度应该为零，这时，人体保持了能量平衡。如果周围环境温度(空气温度及围护结构、周围物体表面温度空气温度及围护结构、周围物体表面温度)提高，则人体的对流和辐射散热量将减少，为了保持热平衡，人体会运用自身的自动调节机能来加强汗腺的分泌。这样，由于排汗量和消耗在汗液蒸发上热量的增加，在一定程度上会补偿人体对流和辐射散热的减少。当人体余热量难以全部散出时，余热量就会在体内蓄存起来，于是提高，则人体的对流和辐射散热量将减少，为了保持热平衡，人体会运用自身的自动调节机能来加强汗腺的分泌。这样，由于排汗量和消耗在汗液蒸发上热量的增加
12、，在一定程度上会补偿人体对流和辐射散热的减少。当人体余热量难以全部散出时，余热量就会在体内蓄存起来，于是S S变为正值，导致体温上升，人体会感到很不舒服，体温增到变为正值，导致体温上升，人体会感到很不舒服，体温增到4040时，出汗停止，如不采取措施，则体温将迅速上升，当体温上升到时，出汗停止，如不采取措施，则体温将迅速上升，当体温上升到43.543.5时，人即死亡时，人即死亡(swng)(swng)。汗液蒸发强度不仅与周围空气温度有关，而且和相对湿度、空气流动速度有关。汗液蒸发强度不仅与周围空气温度有关，而且和相对湿度、空气流动速度有关。第7页/共79页第八页，共79页。9.1 9.1 空调房
13、间室内空调房间室内空调房间室内空调房间室内(sh ni)(sh ni)、外空气计算参数的确、外空气计算参数的确、外空气计算参数的确、外空气计算参数的确定定定定 在一定在一定(ydng)(ydng)温度下，空气相对湿度的大小，表示空气中水蒸汽含量接近饱和的程度。相对湿度愈高，空气中水蒸汽分压力愈大，人体汗液蒸发量则愈少。所以，增加室内空气湿度，在高温时，会增加人体的热感；在低温时，由于空气潮湿增强了人体的导热和辐射，会加剧人体的冷感。温度下，空气相对湿度的大小，表示空气中水蒸汽含量接近饱和的程度。相对湿度愈高，空气中水蒸汽分压力愈大，人体汗液蒸发量则愈少。所以，增加室内空气湿度，在高温时，会增加
14、人体的热感；在低温时，由于空气潮湿增强了人体的导热和辐射，会加剧人体的冷感。周围空气的流动速度是影响人体对流散热和水分蒸发散热的主要因素之一，气流速度大时，由于提高了对流换热系数及湿交换系数，使对流散热和水分蒸发散热随之增强，亦加剧了人体的冷感。周围空气的流动速度是影响人体对流散热和水分蒸发散热的主要因素之一，气流速度大时，由于提高了对流换热系数及湿交换系数，使对流散热和水分蒸发散热随之增强，亦加剧了人体的冷感。周围物体表面温度决定了人体辐射散热的强度。在同样的室内空气参数条件下，围护结构内表面温度高，人体增加热感，表面温度低则会增加冷感。周围物体表面温度决定了人体辐射散热的强度。在同样的室内
15、空气参数条件下，围护结构内表面温度高，人体增加热感，表面温度低则会增加冷感。第8页/共79页第九页，共79页。9.1 9.1 空调房间空调房间空调房间空调房间(fngjin)(fngjin)室内、外空气计算参数室内、外空气计算参数室内、外空气计算参数室内、外空气计算参数的确定的确定的确定的确定综上所述，人体舒适感与下列因素有关：综上所述，人体舒适感与下列因素有关：室内空气的温度、相对湿度、人体附近的空气流速、围护结构内表面及其它物体表面温度。此外，人的舒适感除受上述四项因素影响外，还和人体的活动量、人体的衣着、生活习惯、年龄、性别等因素有关。图室内空气的温度、相对湿度、人体附近的空气流速、围护
16、结构内表面及其它物体表面温度。此外，人的舒适感除受上述四项因素影响外，还和人体的活动量、人体的衣着、生活习惯、年龄、性别等因素有关。图9.19.1是美国暖通、空调、制冷工程师学会（是美国暖通、空调、制冷工程师学会（ASHRAEASHRAE）根据以上）根据以上(yshng)(yshng)几种影响因素的综合作用，用等效温度的概念提出的舒适图。几种影响因素的综合作用，用等效温度的概念提出的舒适图。图中斜画的一组虚线称为等效温度线，它们的数值标注在图中斜画的一组虚线称为等效温度线，它们的数值标注在=50=50的相对湿度线上。如通过的相对湿度线上。如通过 t=25t=25、=50=50两等值线交点的虚线
17、就称为两等值线交点的虚线就称为 25 25 等效温度，虽然在这条等效温度线上各点所表示的空气状态的干球温度和相对湿度都不相同，但是各个点的空气状态给人体的冷热感觉是相同的，都相当于等效温度，虽然在这条等效温度线上各点所表示的空气状态的干球温度和相对湿度都不相同，但是各个点的空气状态给人体的冷热感觉是相同的，都相当于t=25t=25、=50=50条件下给人体的冷热感。从一条等效温度线可知，当相对湿度减小时，则维持同样冷热感觉所需要的温度增加，反之亦然。条件下给人体的冷热感。从一条等效温度线可知，当相对湿度减小时，则维持同样冷热感觉所需要的温度增加，反之亦然。第9页/共79页第十页，共79页。9.
18、1 空调房间室内空调房间室内(sh ni)、外空气计算参、外空气计算参数的确定数的确定 在图在图9.19.1中还画出了两块舒适区，一块是菱形面积，它是美国堪萨斯州大学通过实验所得出中还画出了两块舒适区，一块是菱形面积，它是美国堪萨斯州大学通过实验所得出(d ch)(d ch)的；另一块有阴影的平行四边形面积是的；另一块有阴影的平行四边形面积是ASHRAEASHRAE标准标准55-7455-74所推荐的舒适区。两者的实验条件不同，前者适用于穿着所推荐的舒适区。两者的实验条件不同，前者适用于穿着0.60.60.8clo(clo0.8clo(clo是衣服的热阻，是衣服的热阻，1clo=0.155m2
19、K/W)1clo=0.155m2K/W)服装坐着的人，后者适用于穿着服装坐着的人，后者适用于穿着0.80.81.0 clo1.0 clo服装但活动量稍大的人。两块舒适区重叠处则是推荐的室内空气设计条件。服装但活动量稍大的人。两块舒适区重叠处则是推荐的室内空气设计条件。2525的等效温度线正好通过重叠区的中心。需注意的是，由于不同地区的居民在生活习惯等方面的差异，以上研究推荐的舒适区及设计条件只作为参考，不宜直接套用。的等效温度线正好通过重叠区的中心。需注意的是，由于不同地区的居民在生活习惯等方面的差异，以上研究推荐的舒适区及设计条件只作为参考，不宜直接套用。第11页/共79页第十二页，共79页
20、。9.1 空调房间室内、外空气计算空调房间室内、外空气计算(j sun)参参数的确定数的确定2.2.热舒适环境评价指标热舒适环境评价指标 图图9.2 PPD9.2 PPD与与PMVPMV的关系空调调节室内热舒适性采用预计的平均热感觉的关系空调调节室内热舒适性采用预计的平均热感觉PMVPMV和预计不满意者的百分数和预计不满意者的百分数 PPDPPD评价。评价。PMVPMV指标代表了对同一环境绝大多数人的冷热指标代表了对同一环境绝大多数人的冷热(ln r)(ln r)感觉，因此可用感觉，因此可用 PMVPMV指标预测热环境人体的热反应。由于人与人之间生理上的差异，故用预期不满意百分率指标预测热环境
21、人体的热反应。由于人与人之间生理上的差异，故用预期不满意百分率PPD PPD 指标来表示对热环境不满意的百分数。指标来表示对热环境不满意的百分数。PPD PPD 指标综合考虑了人体的活动程度、衣着情况、空气温度、平均辐射温度、空气流动速度和空气湿度等因素来评价人体对环境的舒适感。用指标综合考虑了人体的活动程度、衣着情况、空气温度、平均辐射温度、空气流动速度和空气湿度等因素来评价人体对环境的舒适感。用PMVPPDPMVPPD 指标评价环境的热舒适状况要比用等效温度法所考虑的因素全面。指标评价环境的热舒适状况要比用等效温度法所考虑的因素全面。PMVPMV和和PPDPPD之间的关系可用图之间的关系可
22、用图 9.29.2表示，在表示，在 PMV=0PMV=0处，处，PPDPPD为为5 5，这意味着：即使室内环境为最佳热舒适状态，由于人们的生理差别，还有，这意味着：即使室内环境为最佳热舒适状态，由于人们的生理差别，还有5 5的人感到不满意。的人感到不满意。IS07730IS07730 对对PMVPPDPMVPPD 指标的推荐值为：指标的推荐值为：PPDPPD1010，相当于在人群中允许有，相当于在人群中允许有 1010的人感觉不满意。的人感觉不满意。第12页/共79页第十三页，共79页。9.1 9.1 空调房间室内、外空气计算参数空调房间室内、外空气计算参数空调房间室内、外空气计算参数空调房间
23、室内、外空气计算参数(cnsh)(cnsh)的确定的确定的确定的确定 另外，由于另外，由于PMVPMV指标的提出是在稳定条件下利用热舒适方程导出的，而对于人们在不稳定情况下的多变环境，如由室外或由非空调房间进入空调房间，或由空调房间走出，人的热感觉不同。因此，国内外有人在进一步研究动态环境下的热感觉指标。指标的提出是在稳定条件下利用热舒适方程导出的，而对于人们在不稳定情况下的多变环境，如由室外或由非空调房间进入空调房间，或由空调房间走出，人的热感觉不同。因此，国内外有人在进一步研究动态环境下的热感觉指标。3.3.室内室内(sh ni)(sh ni)空气温湿度计算参数空气温湿度计算参数 室内室内
24、(sh ni)(sh ni)空调设计参数的确定，除了需考虑人体的热舒适度外，还应根据室外空气参数、冷源情况、建筑的使用特点以及经济和节能等方面的因素综合考虑。根据我国的情况，在空调设计参数的确定，除了需考虑人体的热舒适度外，还应根据室外空气参数、冷源情况、建筑的使用特点以及经济和节能等方面的因素综合考虑。根据我国的情况，在“采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范”中规定，舒适性空调的室内中规定，舒适性空调的室内(sh ni)(sh ni)设计参数见表设计参数见表9.19.1。选用室内选用室内(sh ni)(sh ni)设计参数关系到空调耗能量，按日本统计结果，改变室内设计参数关系
25、到空调耗能量，按日本统计结果，改变室内(sh ni)(sh ni)设计参数的节能效果如表设计参数的节能效果如表9.29.2所示。所示。第14页/共79页第十五页，共79页。9.1 9.1 空调房间室内空调房间室内空调房间室内空调房间室内(sh ni)(sh ni)、外空气计算参数的确、外空气计算参数的确、外空气计算参数的确、外空气计算参数的确定定定定 由表由表9.29.2可见，适当提高夏季的室内空气温度和降低冬季的室内空气温度有显著的节能效果。为了改善热环境的舒适性，夏季在适当提高室内空气温度的同时，也可适当增加空气的流动性，尤其是采用周期性扫描式的送风口，不仅可以克服室内空气的沉闷感，而且还
26、会给人吹自然风的感觉。可见，适当提高夏季的室内空气温度和降低冬季的室内空气温度有显著的节能效果。为了改善热环境的舒适性，夏季在适当提高室内空气温度的同时，也可适当增加空气的流动性，尤其是采用周期性扫描式的送风口，不仅可以克服室内空气的沉闷感，而且还会给人吹自然风的感觉。生活用空调的室内设计参数主要是由人体生活用空调的室内设计参数主要是由人体(rnt)(rnt)舒适度决定的，而工艺性空调的室内空气计算参数由生产工艺过程的特殊要求决定，在可能的情况下，也要尽量考虑人体舒适度决定的，而工艺性空调的室内空气计算参数由生产工艺过程的特殊要求决定，在可能的情况下，也要尽量考虑人体(rnt)(rnt)热舒适
27、性的要求。夏季，大多数工艺空调房间的温度对人体热舒适性的要求。夏季，大多数工艺空调房间的温度对人体(rnt)(rnt)舒适感来讲是偏低的，因此应尽量使室内空气流速小些，一般不应大于舒适感来讲是偏低的，因此应尽量使室内空气流速小些，一般不应大于0.25m/s0.25m/s。如果工艺条件允许，应尽量提高夏季室内设计温度，这样即节能又舒适。如果工艺条件允许，应尽量提高夏季室内设计温度，这样即节能又舒适。第17页/共79页第十八页，共79页。9.1 9.1 空调房间室内空调房间室内空调房间室内空调房间室内(sh ni)(sh ni)、外空气计算参数的、外空气计算参数的、外空气计算参数的、外空气计算参数
28、的确定确定确定确定9.1.29.1.2空调房间空调房间(fngjin)(fngjin)室外空气计算参数室外空气计算参数 室外空气参数对空调设计而言，主要会从两个方面影响系统的设计容量：一是由于室内外存在温差通过建筑围护结构的传热量；二是空调系统采用的新鲜空气量在其状态不同于室内空气状态时，需要花费室外空气参数对空调设计而言，主要会从两个方面影响系统的设计容量：一是由于室内外存在温差通过建筑围护结构的传热量；二是空调系统采用的新鲜空气量在其状态不同于室内空气状态时，需要花费(hufi)(hufi)一定的能量将其处理到室内空气状态。计算围护结构传热量和新风负荷时，需要确定室外空气计算干、湿球温度值
29、。由于室外空气的干、湿球温度是随着季节、昼夜、时刻而变化的，所以在确定应当采取什么样的空气参数作为设计计算参数之前，需要对室外空气温度、湿度的变化规律有所了解。一定的能量将其处理到室内空气状态。计算围护结构传热量和新风负荷时，需要确定室外空气计算干、湿球温度值。由于室外空气的干、湿球温度是随着季节、昼夜、时刻而变化的，所以在确定应当采取什么样的空气参数作为设计计算参数之前，需要对室外空气温度、湿度的变化规律有所了解。第18页/共79页第十九页，共79页。9.1 9.1 空调空调空调空调(kn dio)(kn dio)房间室内、外空气计算参数房间室内、外空气计算参数房间室内、外空气计算参数房间室
30、内、外空气计算参数的确定的确定的确定的确定1.1.室外空气温、湿度的变化规律室外空气温、湿度的变化规律(1)(1)室外空气温度的日变化室外空气温度的日变化 室外空气温度在一昼夜内的波动称为气温的日变化室外空气温度在一昼夜内的波动称为气温的日变化(或日较差或日较差)。室外气温的日变化是由于太阳对地球的辐射。室外气温的日变化是由于太阳对地球的辐射(fsh)(fsh)引起的，在白天，地球吸收了太阳的辐射引起的，在白天，地球吸收了太阳的辐射(fsh)(fsh)热量而使靠近地面的气温升高，在下午二、三点达到全天最高值；到夜晚，地面不仅得不到太阳辐射热量而使靠近地面的气温升高，在下午二、三点达到全天最高值
31、；到夜晚，地面不仅得不到太阳辐射(fsh)(fsh)热而且还要向大气层和太空放散热量，一般在凌晨四、五点气温最低。在一段时间内，可以认为气温的日变化是以热而且还要向大气层和太空放散热量，一般在凌晨四、五点气温最低。在一段时间内，可以认为气温的日变化是以24h24h为周期的周期波动。但室外气温并非呈等幅震荡的简谐波变化，这是因为全天的最低温度到最高温度的时间与最高温度到下一个最低温度的时间并非完全相等。工程计算时，把气温的日变化近似看作按正弦或余弦规律变化。为周期的周期波动。但室外气温并非呈等幅震荡的简谐波变化，这是因为全天的最低温度到最高温度的时间与最高温度到下一个最低温度的时间并非完全相等。
32、工程计算时，把气温的日变化近似看作按正弦或余弦规律变化。图图9.39.3是北京地区是北京地区19751975年夏季最热一天的气温日变化曲线。年夏季最热一天的气温日变化曲线。第19页/共79页第二十页，共79页。9.1 9.1 空调房间空调房间空调房间空调房间(fngjin)(fngjin)室内、外空气计算参数室内、外空气计算参数室内、外空气计算参数室内、外空气计算参数的确定的确定的确定的确定(2)(2)室外气温的季节性变化室外气温的季节性变化 室外气温的季节性变化也呈周期性的，。全国各地的最热月份一般在室外气温的季节性变化也呈周期性的，。全国各地的最热月份一般在7 7、8 8月份，最冷月份在月
33、份，最冷月份在 1 1月份。图月份。图 9.49.4是北京、西安、上海三地区是北京、西安、上海三地区 1010年年(1961(1961 19701970年年)平均的月平均气温变化曲线。平均的月平均气温变化曲线。(3)(3)室外空气湿度的变化室外空气湿度的变化 空气的相对湿度与空气的干球温度和含湿量有关，而通常认为室外大气中全天的含湿量保持不变。因此，室外空气相对湿度的变化规律正好与干球温度的变化规律相反，即干球温度升高时，相对湿度变小；干球温度降低时，相对湿度则变大。如图空气的相对湿度与空气的干球温度和含湿量有关，而通常认为室外大气中全天的含湿量保持不变。因此，室外空气相对湿度的变化规律正好与
34、干球温度的变化规律相反，即干球温度升高时，相对湿度变小；干球温度降低时，相对湿度则变大。如图9.39.3所示。从图中还可以看出湿球温度的变化规律与干球温度相似，只是峰值出现所示。从图中还可以看出湿球温度的变化规律与干球温度相似，只是峰值出现(chxin)(chxin)的时间不同。的时间不同。第21页/共79页第二十二页，共79页。9.1 空调房间室内、外空气计算空调房间室内、外空气计算(j sun)参参数的确定数的确定 2.2.夏季室外空气计算参数夏季室外空气计算参数 为了保证室内空气温度、湿度的设计值，可以采用当地室外最高干、湿球温度作为计算依据，但是这种做法并不合理，因为最高温度出现的时间
35、是极少的，而且持续时间很短，用这样的气温资料所确定的空调设备容量必然很大，造成不必要的浪费。因此，必须合理确定室外空气计算参数。为了保证室内空气温度、湿度的设计值，可以采用当地室外最高干、湿球温度作为计算依据，但是这种做法并不合理，因为最高温度出现的时间是极少的，而且持续时间很短，用这样的气温资料所确定的空调设备容量必然很大，造成不必要的浪费。因此，必须合理确定室外空气计算参数。空调系统的设计计算中所用的室外空气计算参数，并非是某一地区某一天的实际气象参数，而是应用科学方法从很长一段时间内的实际气象参数中整理出来的统计空调系统的设计计算中所用的室外空气计算参数，并非是某一地区某一天的实际气象参
36、数，而是应用科学方法从很长一段时间内的实际气象参数中整理出来的统计(tngj)(tngj)值，因此，用于计算的这一天实际上是抽象的一天，在空气调节中称之为设计日或标准天。值，因此，用于计算的这一天实际上是抽象的一天，在空气调节中称之为设计日或标准天。下面介绍我国采暖通风与空气调节设计规范下面介绍我国采暖通风与空气调节设计规范 （GB50019-2003GB50019-2003）中规定的室外计算参数。）中规定的室外计算参数。第23页/共79页第二十四页，共79页。9.1 9.1 空调房间空调房间空调房间空调房间(fngjin)(fngjin)室内、外空气计算参室内、外空气计算参室内、外空气计算参
37、室内、外空气计算参数的确定数的确定数的确定数的确定 夏季空气调节室外夏季空气调节室外(sh wi)(sh wi)计算干球温度，应采用历年平均不保证计算干球温度，应采用历年平均不保证50h50h的干球温度。的干球温度。夏季空气调节室外夏季空气调节室外(sh wi)(sh wi)计算湿球温度，应采用历年平均不保证计算湿球温度，应采用历年平均不保证50h50h的湿球温度。的湿球温度。夏季空气调节室外夏季空气调节室外(sh wi)(sh wi)计算日平均温度，应采用历年平均不保证计算日平均温度，应采用历年平均不保证5 5天的日平均温度。天的日平均温度。夏季空气调节室外夏季空气调节室外(sh wi)(s
38、h wi)计算逐时温度，按下式计算确定：计算逐时温度，按下式计算确定：tsh=twp+tsh=twp+tr tr （9.29.2）式中式中 tsh tsh夏季设计日的逐时温度，夏季设计日的逐时温度，；twp twp设计日夏季空气调节室外设计日夏季空气调节室外(sh wi)(sh wi)计算干球温度，计算干球温度，；主要城市的主要城市的twptwp见附录见附录9.19.1；室外室外(sh wi)(sh wi)温度逐时变化系数，见表温度逐时变化系数，见表9.39.3 trtr夏季室外夏季室外(sh wi)(sh wi)计算平均日较差，计算平均日较差，；应按下式计算：；应按下式计算：第24页/共79
39、页第二十五页，共79页。9.1 9.1 空调房间室内、外空气计算空调房间室内、外空气计算空调房间室内、外空气计算空调房间室内、外空气计算(j sun)(j sun)参数参数参数参数的确定的确定的确定的确定（9.39.3）式中式中 twg twg夏季空气调节室外计算干球温度，夏季空气调节室外计算干球温度，。3.3.冬季空调室外计算温度、湿度的确定冬季空调室外计算温度、湿度的确定 由于空调系统冬季的加热、加湿量所需费用远小于夏季冷却除湿所耗的费用，而且室外气温的波动也比较小，因此冬季通过围护结构的传热量由于空调系统冬季的加热、加湿量所需费用远小于夏季冷却除湿所耗的费用，而且室外气温的波动也比较小，
40、因此冬季通过围护结构的传热量(rling)(rling)的计算按稳定传热方法，不考虑室外气温的波动，所以冬季采用空调设备送热风时，计算其围护结构传热和冬季新风负荷时采用冬季空调室外计算温度。此外，冬季室外空气含湿量远小于夏季，且变化也很小，故其湿度参数只给出相对湿度值。的计算按稳定传热方法，不考虑室外气温的波动，所以冬季采用空调设备送热风时，计算其围护结构传热和冬季新风负荷时采用冬季空调室外计算温度。此外，冬季室外空气含湿量远小于夏季，且变化也很小，故其湿度参数只给出相对湿度值。第25页/共79页第二十六页，共79页。9.1 9.1 空调房间室内、外空气计算参数空调房间室内、外空气计算参数空调
41、房间室内、外空气计算参数空调房间室内、外空气计算参数(cnsh)(cnsh)的的的的确定确定确定确定 冬季空调室外计算温度采用历年冬季空调室外计算温度采用历年(lnin)(lnin)平均不保证平均不保证1 1天的日平均温度。当冬季不使用空调设备送热风，而仅使用采暖设备时，计算围护结构的传热应采用采暖室外计算温度。天的日平均温度。当冬季不使用空调设备送热风，而仅使用采暖设备时，计算围护结构的传热应采用采暖室外计算温度。冬季空调室外计算湿度，应采用历年冬季空调室外计算湿度，应采用历年(lnin)(lnin)累计最冷月平均相对湿度。累计最冷月平均相对湿度。第27页/共79页第二十八页，共79页。9.
42、2 太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)热对建筑物的作用热对建筑物的作用9.2.1 9.2.1 太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)(ti yn f sh)热热 太阳是一个巨大的炽热球体，直径相当于地球太阳是一个巨大的炽热球体，直径相当于地球(dqi)(dqi)的的110110倍，表面温度约倍，表面温度约6000K6000K左右，太阳的能量是由氢聚变为氦的热核反应所产生的，聚变所产生的巨大能量维持着太阳的高温。太阳表面不断地以电磁波辐射方式向宇宙发射出巨大的热能，总称为太阳辐射。左右，太阳的能量是由氢聚变为氦的热核反应所产生的，聚变所产生的巨大能量维持着太阳的高温。太阳表面不断地以电磁
43、波辐射方式向宇宙发射出巨大的热能，总称为太阳辐射。第28页/共79页第二十九页，共79页。9.2 太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)热对建筑物的作用热对建筑物的作用 当太阳辐射穿过大气当太阳辐射穿过大气(dq)(dq)层时，一部分辐射光能被大气层时，一部分辐射光能被大气(dq)(dq)中的水蒸气、二氧化碳和臭氧等所吸收；一部分辐射光遇到空气分子、尘埃和微小水珠等分子时，产生散射现象。另外云层对太阳辐射还有反射作用。最终到达地球表面的太阳辐射能可分为两部分；一部分是从太阳直接照到地球表面的部分，称为直接辐射。这部分辐射是具有方向性的，是太阳到达地面总辐射的主要部分；另一部分由于被各种气体分
44、子、尘埃和微小水珠等反射或折射，到达地球表面无特定方向称为散射辐射，它没有方向性，特别是在晴天，它只占总辐射的一小部分。我们把直射辐射和散射辐射之总和称为太阳总辐射或简称太阳辐射。中的水蒸气、二氧化碳和臭氧等所吸收；一部分辐射光遇到空气分子、尘埃和微小水珠等分子时，产生散射现象。另外云层对太阳辐射还有反射作用。最终到达地球表面的太阳辐射能可分为两部分；一部分是从太阳直接照到地球表面的部分，称为直接辐射。这部分辐射是具有方向性的，是太阳到达地面总辐射的主要部分；另一部分由于被各种气体分子、尘埃和微小水珠等反射或折射，到达地球表面无特定方向称为散射辐射，它没有方向性，特别是在晴天，它只占总辐射的一
45、小部分。我们把直射辐射和散射辐射之总和称为太阳总辐射或简称太阳辐射。第29页/共79页第三十页，共79页。9.2 太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)热对建筑物的作热对建筑物的作用用 太阳辐射强度是指太阳辐射强度是指1m21m2黑体表面在太阳照射下所获得的热量值，单位为黑体表面在太阳照射下所获得的热量值，单位为KW/m2KW/m2或或W/m2W/m2。地面地面(dmin)(dmin)所接受的太阳辐射强度受太阳高度角、大气透明度、地球纬度、云量和海拔高度等因素影响。所接受的太阳辐射强度受太阳高度角、大气透明度、地球纬度、云量和海拔高度等因素影响。9.2.2 9.2.2 太阳辐射太阳辐射(ti
46、 yn f sh)(ti yn f sh)热对建筑物的作用热对建筑物的作用 到达地面的太阳辐射能为直接辐射和散射辐射之和，其中一部分被地面反射出去，而形成地面的反射辐射；另一部分被地面所吸收。由于地面吸收太阳辐射热后温度升高，形成一个辐射热源，而向大气及周围物体表面发出长波辐射。所以建筑物所受到的辐射热，除了太阳的直接辐射与散射辐射外，还有地面的反射辐射与长波辐射。此外，建筑物表面，由于受辐射而提高了表面温度，也变成了辐射热源，并以长波向外辐射，称为有效辐射，这样，建筑物表面所受到的辐射照度到达地面的太阳辐射能为直接辐射和散射辐射之和，其中一部分被地面反射出去，而形成地面的反射辐射；另一部分被
47、地面所吸收。由于地面吸收太阳辐射热后温度升高，形成一个辐射热源，而向大气及周围物体表面发出长波辐射。所以建筑物所受到的辐射热，除了太阳的直接辐射与散射辐射外，还有地面的反射辐射与长波辐射。此外，建筑物表面，由于受辐射而提高了表面温度，也变成了辐射热源，并以长波向外辐射，称为有效辐射，这样，建筑物表面所受到的辐射照度J J可按下式表示。可按下式表示。第30页/共79页第三十一页，共79页。9.2 太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)热对建筑物的作用热对建筑物的作用 J=JZ+JS+JD+JC-Jy (9.4)J=JZ+JS+JD+JC-Jy (9.4)式中式中 JZ JZ太阳直射辐射照度，太
48、阳直射辐射照度，W/m2W/m2；JS JS太阳散射辐射照度，太阳散射辐射照度，W/m2W/m2；JD JD地面地面(dmin)(dmin)反射辐射照度，反射辐射照度，W/m2W/m2；JC JC地面地面(dmin)(dmin)长波辐射照度，长波辐射照度，W/m2W/m2；Jy Jy建筑物表面有效辐射照度，建筑物表面有效辐射照度，W/m2W/m2。第31页/共79页第三十二页，共79页。9.2 太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)热对建筑物的作用热对建筑物的作用 建筑物在相同地点、不同朝向的外表面所受到的辐射强度各不相同。当太阳照射到围护结构外表面时，一部分被反射，另一部分被吸收，二者的比
49、例取决于表面材料的种类、粗糙度和颜色建筑物在相同地点、不同朝向的外表面所受到的辐射强度各不相同。当太阳照射到围护结构外表面时，一部分被反射，另一部分被吸收，二者的比例取决于表面材料的种类、粗糙度和颜色(yns)(yns)等。各种材料的围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数不同，表面越粗糙，颜色等。各种材料的围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数不同，表面越粗糙，颜色(yns)(yns)越深吸收的太阳辐射热就越多；反之，表面越光滑，颜色越深吸收的太阳辐射热就越多；反之，表面越光滑，颜色(yns)(yns)越浅吸收的太阳辐射热就越少，因此，建筑物的外表面根据需要太阳辐射的强度大小而采用不同的颜色越浅吸
50、收的太阳辐射热就越少，因此，建筑物的外表面根据需要太阳辐射的强度大小而采用不同的颜色(yns)(yns)。对于夏季需使用空调的地区，外墙易采用浅色，有利于减小辐射热。外窗采用反射玻璃，增大玻璃的反射率，减少室内的太阳辐射热。对于夏季需使用空调的地区，外墙易采用浅色，有利于减小辐射热。外窗采用反射玻璃，增大玻璃的反射率，减少室内的太阳辐射热。第32页/共79页第三十三页，共79页。9.2 太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)热对建筑物的作用热对建筑物的作用9.2.3 9.2.3 室外空气室外空气(kngq)(kngq)综合温度综合温度 室外室外(sh wi)(sh wi)环境传给围护结构外表