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1、暖通空调工程设计方法与暖通空调工程设计方法与 系统分析系统分析 嘉兴学院建筑工程学院嘉兴学院建筑工程学院吴晓艳吴晓艳 2011.2开设本课程的意义开设本课程的意义 理论教学与实际工程设计的桥梁 对专业理论知识的进一步消化 对专业实际问题的初步接触本课程的内容本课程的内容 热湿环境与暖通空调系统的关系 设计必须遵守的规范、标准 工程设计的一般步骤、方法 典型工程的设计 系统的节能设计与运行 工程信息反馈 工程设计实例学时安排学时安排 32学时:理论22学时,上机10学时考试方式考试方式 闭卷考试评分标准评分标准 平时成绩:20%上机成绩:30%理论考试:50%绪论绪论一、什么是暖通空调一、什么是
2、暖通空调n采暖通风与空气调节采暖通风与空气调节nHVACnHeating、Ventilating&Air Conditioningn暖通空调的任务是什么?暖通空调的任务是什么?n维持一种维持一种室内环境室内环境,使其满足,使其满足n1、人的舒适与健康、人的舒适与健康n2、工业产品质量、工业产品质量n3、提高劳动效率、提高劳动效率1、采暖(、采暖(Heating)又称供暖又称供暖n定义:定义:按需要给建筑物供给热能,保证室内温度按人按需要给建筑物供给热能,保证室内温度按人们要求持续在高于外界环境。们要求持续在高于外界环境。n是人类是人类最早期最早期开始使用的室内温度指标控制手段。开始使用的室内温
3、度指标控制手段。n分类:分类:n分散式分散式:热源与散热设备在一处,火坑、火炉、火热源与散热设备在一处,火坑、火炉、火墙、墙、火地。火地。n集中式集中式:热源与散热设备分开,目前的楼房中。热源与散热设备分开,目前的楼房中。n采暖系统的影响:采暖系统的影响:舒适感(温度),卫生、美观、舒适感(温度),卫生、美观、能量的有效利用。能量的有效利用。2、通风(、通风(Ventilating)n定义定义:向房间送入,或由房间排出空气的过程。向房间送入,或由房间排出空气的过程。n目的目的:利用室外空气(称新鲜空气或新风)来置换建利用室外空气(称新鲜空气或新风)来置换建筑物内的空气(称室内空气)筑物内的空气
4、(称室内空气)n功能功能:提供人呼吸需要的氧气;提供人呼吸需要的氧气;稀释室内污染物或气味;稀释室内污染物或气味;排除工艺过程产生的污染物;排除工艺过程产生的污染物;除去室内多余的热量(余热)和湿量(余湿);除去室内多余的热量(余热)和湿量(余湿);提供燃烧设备所需氧气。提供燃烧设备所需氧气。3、空气调节(、空气调节(Air Conditioning)简称空调简称空调空调技术需要涉及以下主要内容空调技术需要涉及以下主要内容:1.特定空间内、外干扰量的确定与计算特定空间内、外干扰量的确定与计算2.空气的处理方法与装置的选择空气的处理方法与装置的选择3.空调系统形式的确定与设计空调系统形式的确定与
5、设计4.气流组织设计与风口选择气流组织设计与风口选择5.空气的净化处理空气的净化处理6.空调系统的消声、隔振、测试与调整空调系统的消声、隔振、测试与调整空调的基本方法和系统组成空调的基本方法和系统组成n空调的基本方法:以空气为介质,使空调的基本方法:以空气为介质,使送风参数不送风参数不同同来达到控制特定空间内空气参数的目的。来达到控制特定空间内空气参数的目的。n典型空调系统主要由四部分组成:典型空调系统主要由四部分组成:1.被调对象被调对象2.空气处理设备空气处理设备3.空气输送设备空气输送设备4.空气分配设备空气分配设备空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空
6、调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成空调的系统组成二、暖通空调系统的分类二、暖通空调系统的分类1、按对建筑环境控制功能分类。、按对建筑环境控制功能分类。n分两大类分两大类n(1)热湿环境为主要控制对象热湿环境为主要控制对象的系统的系统主要控制主要控制 建筑物室内的温湿度,有空调系统和采暖系统。建筑物室内的温湿度,有空调系统和采暖系统。n(2)以污染物为主要控制对象以污染物为主要控制对象的系统的系统主要控主要控 制室内空气品质,有通风系统和建筑防烟排烟系统等。制室内空气品质,有通风系统和建筑防烟排烟系统等。n上述两大类的控
7、制对象和功能互有交叉。上述两大类的控制对象和功能互有交叉。二、按承担热负荷,冷负荷和湿负荷的介质分类二、按承担热负荷,冷负荷和湿负荷的介质分类n分为四大类分为四大类全水系统全水系统系统中全部用水承担室内的冷、热负荷,介质为系统中全部用水承担室内的冷、热负荷,介质为热水时,向室内提供热量,如热水供暖,为冷水时,(常称热水时,向室内提供热量,如热水供暖,为冷水时,(常称冷冻水)向室内提供冷量,承担室内冷负荷和湿负荷,风机冷冻水)向室内提供冷量,承担室内冷负荷和湿负荷,风机盘管系统。盘管系统。全空气系统全空气系统以空气为介质,向室内提供热量或冷量。如全以空气为介质,向室内提供热量或冷量。如全空气空调
8、系统,向室内提供处理后冷空气以除去室内显热冷空气空调系统,向室内提供处理后冷空气以除去室内显热冷负荷和潜热冷负荷。负荷和潜热冷负荷。空气水系统空气水系统以空气和水为介质,共同承担室内负荷。风以空气和水为介质,共同承担室内负荷。风机盘管机盘管+新风系统。新风系统。冷剂系统冷剂系统以制冷剂为介质,直接对室内空气进行冷却去湿以制冷剂为介质,直接对室内空气进行冷却去湿或加热,又称机组式系统。或加热,又称机组式系统。制冷机制冷机循环示意图循环示意图全空气系统示意图全空气系统示意图全水系统示意图全水系统示意图空气空气水系统示意图水系统示意图冷剂空调系统示意图冷剂空调系统示意图冷剂空调系统示意图冷剂空调系统
9、示意图中央空调系统示意图中央空调系统示意图第一章第一章 热湿环境热湿环境1-1 热湿环境的构成及对人体的作用热湿环境的构成及对人体的作用一、热湿环境的构成一、热湿环境的构成n人体与外界的热交换人体与外界的热交换q显热交换显热交换n人体对流热交换人体对流热交换n呼吸对流热交换呼吸对流热交换n辐射热交换辐射热交换q潜热交换潜热交换n皮肤表面蒸发放热皮肤表面蒸发放热n呼吸蒸发放热呼吸蒸发放热代谢热代谢热=蒸发散热蒸发散热+对流散热对流散热+辐射散热辐射散热+对外做功对外做功+身体蓄热量身体蓄热量n热平衡方程:热平衡方程:人体蓄人体蓄热量热量人体代谢人体代谢产热量产热量 活动强度活动强度M、着衣量、着
10、衣量Iclt tr r人体对外人体对外作功作功人体与环境人体与环境辐射换热辐射换热呼吸及人体呼吸及人体与环境对流与环境对流换热换热呼吸和皮呼吸和皮肤表面蒸肤表面蒸发散热发散热、vu热湿环境的构成:热湿环境的构成:空气温度空气温度t、相对湿、相对湿度度 、速度、速度v、平均辐射温度、平均辐射温度tr、人体着、人体着衣热阻和代谢率。衣热阻和代谢率。平均辐射温度平均辐射温度:一个假想的等温围合面的表面温度,它与人体间的一个假想的等温围合面的表面温度,它与人体间的辐射热交换量等于人体周围实际的非等温围合面与人体辐射热交换量等于人体周围实际的非等温围合面与人体间的辐射热交换量。间的辐射热交换量。=代谢热
11、代谢热=蒸发散热蒸发散热+对流散热对流散热+辐射散热辐射散热+对外做功对外做功+身体蓄热量身体蓄热量n热平衡方程:热平衡方程:人体蓄人体蓄热量热量人体代谢人体代谢产热量产热量 活动强度活动强度M、着衣量、着衣量Iclt tr r人体对外人体对外作功作功人体与环境人体与环境辐射换热辐射换热呼吸及人体呼吸及人体与环境对流与环境对流换热换热呼吸和皮呼吸和皮肤表面蒸肤表面蒸发散热发散热、vu热湿环境的构成:热湿环境的构成:空气温度空气温度t、相对湿、相对湿度度 、速度、速度v、平均辐射温度、平均辐射温度tr、人体着、人体着衣热阻和代谢率。衣热阻和代谢率。人体的正常温度:人体的正常温度:人体的正常温度:
12、人体的正常温度:HotCold38 oC32 oC36.537人体与非生物体的区别:人体与非生物体的区别:人人体的温度和散热量并不完全体的温度和散热量并不完全由环境因素决定,在一定环由环境因素决定,在一定环境参数范围内人体的境参数范围内人体的体温调体温调体温调体温调节系统节系统节系统节系统可以将人体的核心温可以将人体的核心温度维持在一个适合于生存的度维持在一个适合于生存的较窄的范围内。较窄的范围内。u自动散热调节方式自动散热调节方式u血管扩张,增加流向皮肤层的血流,提高表皮血管扩张,增加流向皮肤层的血流,提高表皮温度温度u出汗出汗u自动御寒调节方式自动御寒调节方式u血管收缩,减少流向皮肤层的血
13、流,降低表皮血管收缩,减少流向皮肤层的血流,降低表皮温度温度u通过冷颤增加代谢率通过冷颤增加代谢率蓄热量不同时的生理现象蓄热量不同时的生理现象S0:体温升高,体温升高,40时,出汗停止;时,出汗停止;43.5 时,呼吸停止,人死亡。时,呼吸停止,人死亡。S0:体温降低,人体颤抖;体温降低,人体颤抖;34时,停止颤抖;时,停止颤抖;28时,呼吸停止,人死亡。时,呼吸停止,人死亡。人体感到舒适的必要条件必要条件必要条件必要条件:S=0(不冷不热)(不冷不热)人体感到舒适的充分条件充分条件充分条件充分条件:人体按正常比例散热人体按正常比例散热人体正常的散热比例:人体正常的散热比例:对流散热对流散热/
14、总散热总散热辐射散热辐射散热/总散热总散热呼吸、无感觉蒸呼吸、无感觉蒸发散热发散热/总散热总散热2530%4550%2530%u各影响因素对人体的作用是紧密相关的。各影响因素对人体的作用是紧密相关的。u在一定的气温下,相对湿度越大,人体通过蒸发在一定的气温下,相对湿度越大,人体通过蒸发的散热量就越少,越容易感到闷热,反之通过蒸的散热量就越少,越容易感到闷热,反之通过蒸发的散热量越大,人体就会感到凉爽;发的散热量越大,人体就会感到凉爽;u在一定的相对湿度下,气温越高通过对流的散热在一定的相对湿度下,气温越高通过对流的散热量越少,人体感觉热,反之人体感觉冷。量越少,人体感觉热,反之人体感觉冷。u当
15、当气温高一点湿度低一点气温高一点湿度低一点的热环境和的热环境和气温低一点气温低一点湿度高一点湿度高一点热环境可以对人体有相同的热作用效热环境可以对人体有相同的热作用效果。果。u显然,组成热环境的各影响因素的显然,组成热环境的各影响因素的不同组合不同组合,热环境对人体可以有不同的作用效果,但也热环境对人体可以有不同的作用效果,但也可可以有相同的作用效果以有相同的作用效果。从暖通空调的角度来看,。从暖通空调的角度来看,不同的组合暖通空调系统的能耗一般是不同的不同的组合暖通空调系统的能耗一般是不同的。u因此,采用什么样的因此,采用什么样的暖通空调方式暖通空调方式、参数组合参数组合才能使人体才能使人体
16、更舒适更舒适、暖通空调系统更、暖通空调系统更易于实现易于实现、更节能更节能成为热湿环境在暖通空调领域的应用研成为热湿环境在暖通空调领域的应用研究的主要课题之一。究的主要课题之一。u影响热湿环境的各因素的不同组合可以得到相影响热湿环境的各因素的不同组合可以得到相同效应的热湿环境。如何同效应的热湿环境。如何衡量衡量这些因素对人体这些因素对人体的共同作用效果,人体在这个环境中的冷热感的共同作用效果,人体在这个环境中的冷热感觉如何,如何定量地表示?觉如何,如何定量地表示?热湿环境评价热湿环境评价1-2 热湿环境的评价方法与评价指标热湿环境的评价方法与评价指标反映人体对热湿环境的真实感受反映人体对热湿环
17、境的真实感受一、一、预测平均冷热感预测平均冷热感PMV当当S=0时:时:P.O.FangerP.O.Fanger热舒适方程热舒适方程热舒适方程热舒适方程S PMV:客观物理量:客观物理量感觉主观定量感觉主观定量表表1.1 PMV和冷热感的程度对应和冷热感的程度对应PMV -3 -2 -1 0 +1 +2 +3冷热感非常冷冷有点冷不冷不热 有点热 热非常热不满足率99 75 25 5 25 75 99通过满意度描述,由大量试验获得通过满意度描述,由大量试验获得PMV PPDPMVPPDuuPMVPMV指标只代表了同一指标只代表了同一指标只代表了同一指标只代表了同一环境下环境下环境下环境下绝大多数
18、人绝大多数人绝大多数人绝大多数人的感的感的感的感觉,不能代表所有个人觉,不能代表所有个人觉,不能代表所有个人觉,不能代表所有个人的感觉。的感觉。的感觉。的感觉。uuPPDPPD是通过概率分析确是通过概率分析确是通过概率分析确是通过概率分析确定某环境条件下人群不定某环境条件下人群不定某环境条件下人群不定某环境条件下人群不满意的百分数满意的百分数满意的百分数满意的百分数uu即便达到即便达到即便达到即便达到 PMV PMV0 0,仍,仍,仍,仍然有然有然有然有5 5的人不满意的人不满意的人不满意的人不满意。uFanger:PMV11(PPD27%)满意(被满意(被“采采暖通风与空气调节设计规范暖通风
19、与空气调节设计规范”GB 50019-2003引用)引用)uISO7330:PMV0.50.5(PPD10%)舒适舒适环境参数环境参数环境参数环境参数活动量活动量衣着衣着可以有可以有多种组合,达到同样的感觉多种组合,达到同样的感觉PMV季节季节温度温度t相对湿度相对湿度 速度速度v夏季夏季 222840650.3m/s冬季冬季 182430600.2m/st:决定了能耗决定了能耗 :决定了排汗决定了排汗气流形式气流形式干冷干冷湿冷湿冷闷热闷热采暖通风与空气调节设计采暖通风与空气调节设计规范规范 GB 50019-2003:应用应用u调整参数获得最经济而又舒适的热环境调整参数获得最经济而又舒适的
20、热环境u设计及预测应用设计及预测应用 设计参数设计参数(ta、a、va、tr、M、Icl)预测待建预测待建建筑室内热环境舒适性程度,并不断修改参数建筑室内热环境舒适性程度,并不断修改参数达到达到ISO。u评价已有建筑热环境舒适性评价已有建筑热环境舒适性 对民用建筑进行民意测验对民用建筑进行民意测验室内热环境舒适性室内热环境舒适性评价。评价。二、新标准有效温度二、新标准有效温度SET*SET*:冷热感觉及人体与环境的热交换量与实际环冷热感觉及人体与环境的热交换量与实际环境等同的相对湿度为境等同的相对湿度为50%的标准环境的的标准环境的气温气温。标准环境标准环境:相对湿度相对湿度50%、风速、风速
21、0.1m/s、人体代谢量、人体代谢量1.0met,着衣热阻,着衣热阻0.6clo的环境。的环境。输入值输入值:实际气温实际气温t,平均辐射温度,平均辐射温度tr、风速、风速v、相对、相对湿度湿度 、代谢量、代谢量M、实际着衣热阻、实际着衣热阻Icl由于在计算由于在计算SET*的过程中,全部考虑了热环境的六的过程中,全部考虑了热环境的六大要素,因而可以说大要素,因而可以说SET*比比PMV具有更加广泛的适具有更加广泛的适用性。用性。SET*=24SET*=24SET/1022.23014.5 17.525.634.5 37.5冷颤冷颤身体身体慢慢慢慢变冷变冷血管收血管收缩缩适中适中轻微出轻微出汗
22、,血汗,血管扩张管扩张出汗出汗大量大量出汗出汗调节调节失调失调冷冷冷冷令人非常令人非常不满意不满意凉凉凉凉令人令人不满不满稍凉稍凉稍凉稍凉令人有令人有些不满些不满舒适舒适舒适舒适令人令人满意满意稍暖稍暖稍暖稍暖令人有令人有些不满些不满温暖温暖温暖温暖令人不舒令人不舒适和不满适和不满热热热热令人非令人非常不满常不满很热很热很热很热很不很不舒适舒适感觉感觉生理反应生理反应SET*与生理、感觉等的关联与生理、感觉等的关联1-3 热湿环境参数测量热湿环境参数测量u人体感觉冷热环境的基本要素如上所述有:空气温人体感觉冷热环境的基本要素如上所述有:空气温度;相对湿度;风速;辐射温度;着衣热阻;代谢度;相对
23、湿度;风速;辐射温度;着衣热阻;代谢量六大要素。量六大要素。u这些要素在不同的场合、不同的时间,对环境和人这些要素在不同的场合、不同的时间,对环境和人体作用大小是不同的,有的因素体作用大小是不同的,有的因素在某种场合是主要在某种场合是主要因素而在另外的场合就成了次要因素因素而在另外的场合就成了次要因素。u如在如在全空气系统全空气系统中,中,空气的温度空气的温度、风速风速和和湿度湿度是主是主要因素;而在要因素;而在辐射采暖系统辐射采暖系统中主要的因素就成了中主要的因素就成了气气温温、湿度湿度和和辐射温度辐射温度了。了。介绍基本要素的检测方法介绍基本要素的检测方法。一、温度一、温度u热膨胀直读式温
24、度计、热电偶温度计、电阻温度计、热膨胀直读式温度计、热电偶温度计、电阻温度计、非接触式等。非接触式等。1温度的表示方法温度的表示方法2温度计的种类温度计的种类u通常采用水银温度计或者是已经用标准温度计校正过通常采用水银温度计或者是已经用标准温度计校正过的温度计。的温度计。3温度计的校正温度计的校正一、温度一、温度u首先要选择确定首先要选择确定测点的位置测点的位置。通常是在。通常是在离地面离地面lm到到1.5m的高度测量,这是因为人在居室内活动的范围的高度测量,这是因为人在居室内活动的范围都在离地面都在离地面2m的范围。在的范围。在IS0 7726中推荐室温的测中推荐室温的测定高度为离地面定高度
25、为离地面0.1m,0.6m,1.1m,1.7m。u对于不同的建筑、不同的空调系统、在不同的时间对于不同的建筑、不同的空调系统、在不同的时间其室温的分布一般是不同的,因此,在进行室温测其室温的分布一般是不同的,因此,在进行室温测量时应根据具体需要在量时应根据具体需要在有代表性的平面位置和高度有代表性的平面位置和高度位置位置上布置测点。上布置测点。4室温的测定室温的测定一、温度一、温度u对于对于非稳态的室温非稳态的室温测定,应选择测定,应选择热惰性较小热惰性较小的温度的温度计,如热电偶温度计。计,如热电偶温度计。u对于对于辐射影响较明显辐射影响较明显的场合,在测量室温时要注意的场合,在测量室温时要
26、注意防止辐射的影响,可以在测头防止辐射的影响,可以在测头罩上一个用黑度较小罩上一个用黑度较小的铝箔作成的筒状物的铝箔作成的筒状物,但当测头直径小于,但当测头直径小于0.10.2mm时可以不用辐射罩。时可以不用辐射罩。4室温的测定室温的测定一、温度一、温度u热辐射的测定就是测定与人体进行辐射热交换的墙壁、热辐射的测定就是测定与人体进行辐射热交换的墙壁、家具等家具等表面的温度表面的温度,通过计算求出辐射热交换量和平,通过计算求出辐射热交换量和平均辐射温度,或者测定空间某点的辐射温度或辐射热均辐射温度,或者测定空间某点的辐射温度或辐射热量。量。u(1)接触法接触法测定周围表面的温度测定周围表面的温度
27、u注意:注意:使测头尽量细小;使测头尽量细小;测点应尽量选择能代表测点应尽量选择能代表表面温度的点;表面温度的点;测头要与表面充分接触;测头要与表面充分接触;测量信测量信号引出线从测点沿着表面要达号引出线从测点沿着表面要达20cm左右;左右;尽可能消尽可能消除干扰表面温度的影响。除干扰表面温度的影响。5辐射的测定辐射的测定一、温度一、温度u(2)非接触法非接触法测定周围表面温度测定周围表面温度u采用采用红外线辐射温度计红外线辐射温度计测量周围表面温度的一种方法。测量周围表面温度的一种方法。由于它不接触周围表面,因而不影响表面温度,更加由于它不接触周围表面,因而不影响表面温度,更加简便地测定。简
28、便地测定。u分为分为点测型点测型和测量表面温度分布的和测量表面温度分布的热画像型热画像型。5辐射的测定辐射的测定一、温度一、温度u(3)黑球温度计黑球温度计u黑球温度计是通过测量无发热球的辐射与对流达到热平衡时黑球温度计是通过测量无发热球的辐射与对流达到热平衡时的温度,从而求出平均辐射温度。的温度,从而求出平均辐射温度。u由黑球温度由黑球温度tg、气温、气温ta、和风速、和风速v的测定值可以计算出平均辐的测定值可以计算出平均辐射温度射温度tr。u这个平均辐射温度这个平均辐射温度tr,由于球和人体的大小、形状都有明显,由于球和人体的大小、形状都有明显的不同,因此严格地讲它与环境对人体的平均辐射温
29、度是不的不同,因此严格地讲它与环境对人体的平均辐射温度是不同的。但是对于一般的室内环境它和人体的感觉比较接近,同的。但是对于一般的室内环境它和人体的感觉比较接近,因而可以因而可以近似使用近似使用。特别是当气流速度很小时,其表示的温。特别是当气流速度很小时,其表示的温度与环境对人体的作用温度基本一致。度与环境对人体的作用温度基本一致。5辐射的测定辐射的测定一、温度一、温度u(3)黑球温度计黑球温度计u由于球内的空气有一定由于球内的空气有一定的热容量,因而测量具的热容量,因而测量具有一定的有一定的延迟性延迟性,使用,使用时要考虑测定时间。同时要考虑测定时间。同时,读取数据时时,读取数据时人体不人体
30、不要长时间地靠近温度计要长时间地靠近温度计,还要避免靠近其他发热还要避免靠近其他发热体。体。5辐射的测定辐射的测定干湿球温度计干湿球温度计黑球温度计黑球温度计二、湿度二、湿度u绝对湿度:绝对湿度:单位质量的干空气中含水蒸气的量。单位质量的干空气中含水蒸气的量。u相对湿度:相对湿度:一定的温度下空气中的水蒸气分压力和同一定的温度下空气中的水蒸气分压力和同温度下空气中水蒸气的饱和分压力之比的百分数。温度下空气中水蒸气的饱和分压力之比的百分数。u露点温度:露点温度:当水蒸气分压力与某一温度下所对应的水当水蒸气分压力与某一温度下所对应的水蒸气饱和分压力相等时,所对应的这个温度就是这个蒸气饱和分压力相等
31、时,所对应的这个温度就是这个水蒸气分压力下的露点温度。水蒸气分压力下的露点温度。1湿度的表示湿度的表示二、湿度二、湿度u(1)阿斯曼通风干湿球温度计阿斯曼通风干湿球温度计u测量空气的干、湿球温度,据此计算或从测量空气的干、湿球温度,据此计算或从h-d图上查得空图上查得空气的湿度。气的湿度。u(2)电阻式湿度计电阻式湿度计u利用陶瓷等对水蒸气有很好的附着性,附着水蒸气量的利用陶瓷等对水蒸气有很好的附着性,附着水蒸气量的改变引起电阻变化的特性来测量湿度。改变引起电阻变化的特性来测量湿度。u(3)电容式湿度计电容式湿度计u利用电容随湿度的变化而改变的特性进行湿度测量。利用电容随湿度的变化而改变的特性
32、进行湿度测量。u(4)毛发式湿度计毛发式湿度计u毛发和植物纤维等会随周围湿度的变化而长度会伸缩。毛发和植物纤维等会随周围湿度的变化而长度会伸缩。2湿度计的种类湿度计的种类二、湿度二、湿度u在室内对湿度进行简易测定的场合,通常采用在室内对湿度进行简易测定的场合,通常采用数字式数字式湿度计。湿度计。u采用阿斯曼通风干湿球温度计测量湿度时,为了使其采用阿斯曼通风干湿球温度计测量湿度时,为了使其达到平衡,每点测量需要达到平衡,每点测量需要35min以上。即使是采用电以上。即使是采用电阻和电容式湿度计,也要考虑时间延滞性问题。阻和电容式湿度计,也要考虑时间延滞性问题。3.湿度的测量湿度的测量三、空气流速
33、三、空气流速u空气的流速是形成热环境的四个基本要素之一,空气的流速是形成热环境的四个基本要素之一,同时还直接关系到室内热量及粉尘、有害气体等同时还直接关系到室内热量及粉尘、有害气体等污染物的扩散污染物的扩散。空气的流速主要以。空气的流速主要以平均风速平均风速进行进行评价。评价。1风速仪的种类风速仪的种类u机械式风速仪、热线风速仪、测压管、激光多普勒机械式风速仪、热线风速仪、测压管、激光多普勒测速技术测速技术三、空气流速三、空气流速u气流速度的测量高度,以气流速度的测量高度,以离地面离地面10cm和和100120cm的的高度为好。在这两个高度位置正好是坐着的人着衣量高度为好。在这两个高度位置正好
34、是坐着的人着衣量少的脚踝关节部和裸露的脖子、头的部位,这些部位少的脚踝关节部和裸露的脖子、头的部位,这些部位对气流十分敏感。对气流十分敏感。u除了人员的工作位置等具有代表性的位置外,在近壁除了人员的工作位置等具有代表性的位置外,在近壁面和空调系统吹出口下方及近旁处也需设立测定点。面和空调系统吹出口下方及近旁处也需设立测定点。u测量时,对于平均流速的测定要考虑到风速仪的时间测量时,对于平均流速的测定要考虑到风速仪的时间延滞性;对于测量风速变动的场合要使用反应时间短延滞性;对于测量风速变动的场合要使用反应时间短的风速仪。的风速仪。2.室内空气流速的测定室内空气流速的测定四、着衣量四、着衣量u冬天我
35、们穿着毛衣等就是为了防止热的散发,此时毛冬天我们穿着毛衣等就是为了防止热的散发,此时毛衣等起着热阻的作用,表示着衣热阻的单位是衣等起着热阻的作用,表示着衣热阻的单位是clo值,值,1clo相当于男性穿着西装时的热阻。相当于男性穿着西装时的热阻。u1clo 0.155(m2/W)uclo值越大衣服的热阻越大。值越大衣服的热阻越大。1着衣量及热阻着衣量及热阻四、着衣量四、着衣量u(1)温度测定法温度测定法u在十分平静的环境中测量被试验者着衣的表面温度在十分平静的环境中测量被试验者着衣的表面温度tcl、衣服内的皮肤温度衣服内的皮肤温度tsk及作用温度及作用温度to(当气温和作用于人当气温和作用于人体
36、的平均辐射温度相等时可以用空气温度代替体的平均辐射温度相等时可以用空气温度代替),根据热),根据热平衡从下式求出全体着衣的热阻平衡从下式求出全体着衣的热阻clo值:值:2着衣热阻着衣热阻(clo值值)的测定的测定h人体的人体的综合换热系数综合换热系数,W(m2);u在气温为在气温为2025时,着衣内皮肤温度的经验值如下:时,着衣内皮肤温度的经验值如下:u男性:男性:女性:女性:四、着衣量四、着衣量u(2)衣服重量测定法衣服重量测定法u在气温在气温20,相对湿度,相对湿度6065的恒温恒湿环境中称的恒温恒湿环境中称取其重量取其重量w(g),然后按下面的计算式求得其,然后按下面的计算式求得其clo
37、值:值:u男性衣服,且男性衣服,且W3000g,u (clo)u女性衣服,且女性衣服,且W2000g,u (clo)u式中式中W衣服总重量,衣服总重量,g。2着衣热阻着衣热阻(clo值值)的测定的测定四、着衣量四、着衣量u(3)多件衣服的多件衣服的clo值值u已知单件衣服的已知单件衣服的clo值值Iclo,i,则多件衣服的热阻值可按,则多件衣服的热阻值可按下式计算:下式计算:u男性衣服,总热阻不超过男性衣服,总热阻不超过lclo时,时,u (clo)u女性衣服,总热阻值不超过女性衣服,总热阻值不超过lclo时,时,u (clo)2着衣热阻着衣热阻(clo值值)的测定的测定五、代谢量五、代谢量u
38、影响因素多:影响因素多:u精神活动精神活动:脑的能量来源主要靠糖氧化释放能量,安静思:脑的能量来源主要靠糖氧化释放能量,安静思考时影响不大,但精神紧张时,产热量增多,能量代谢率考时影响不大,但精神紧张时,产热量增多,能量代谢率增高。增高。u食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应:进食后,机体内能产生额外热量,:进食后,机体内能产生额外热量,称为食物的特殊动力效应。其中蛋白质最强,脂肪次之,称为食物的特殊动力效应。其中蛋白质最强,脂肪次之,糖类最少。糖类最少。u环境温度环境温度:人在安静状态下,在:人在安静状态下,在22.535的环境中最为的环境中最为稳定。环境温度过低可使肌肉紧张性增强,能量代谢
39、增高。稳定。环境温度过低可使肌肉紧张性增强,能量代谢增高。环境温度过高,可使体内物质代谢加强,能量代谢也会增环境温度过高,可使体内物质代谢加强,能量代谢也会增高。高。五、代谢量五、代谢量u性别性别:男性高于女性:男性高于女性u年龄年龄:少年高于老人:少年高于老人u肌肉活动肌肉活动:它对能量代谢的影响:它对能量代谢的影响最为显著最为显著。主要以增。主要以增加肌肉耗氧量而做功,使能量代谢率升高。加肌肉耗氧量而做功,使能量代谢率升高。u代谢率单位代谢率单位 met:1 met=58.2 W/m2,即成年男子静坐,即成年男子静坐时的代谢率。时的代谢率。u一般室内运动代谢率多在一般室内运动代谢率多在5
40、met 以下。以下。五、代谢量五、代谢量u测定各种场合代谢量的方法有直接法和间接法。测定各种场合代谢量的方法有直接法和间接法。u(1)直接法直接法u直接测量人体各部分向外界散发的能量,包括辐射、直接测量人体各部分向外界散发的能量,包括辐射、对流、蒸发、做功等。当人体的体温恒定时,代谢对流、蒸发、做功等。当人体的体温恒定时,代谢量和散发量相等。量和散发量相等。u(2)间接法间接法u通过测定人体通过测定人体氧气摄入量氧气摄入量来测定人体代谢量的方法。来测定人体代谢量的方法。u通过测量呼吸量和呼气中氧气和二氧化碳的浓度,通过测量呼吸量和呼气中氧气和二氧化碳的浓度,算出氧气的摄入量,从而计算出代谢量。
41、算出氧气的摄入量,从而计算出代谢量。uM人体的代谢量,人体的代谢量,met;uRQ呼吸商,被摄取的呼吸商,被摄取的O2量和排出的量和排出的CO2量的比,一量的比,一般在般在0.71.0之间,安静时为之间,安静时为0.83,重作业时接近,重作业时接近1.0;uVO2O2的消耗量,的消耗量,Lmin;uAd是人体的体表面积,是人体的体表面积,m2;uWt体重,体重,kg;uHt身高,身高,m。1-4 暖通空调系统与热湿环境暖通空调系统与热湿环境u室外的寒暑如何影响室内,暖通空调系统怎样保持室室外的寒暑如何影响室内,暖通空调系统怎样保持室内的热湿环境?内的热湿环境?一、室内热湿环境的内扰与外扰一、室
42、内热湿环境的内扰与外扰A:A:室外气象条件室外气象条件外扰外扰 B:B:室内发热室内发热/湿湿/尘量尘量 内扰内扰(照明、设备、人体等照明、设备、人体等)C:C:空调方式空调方式 广义外扰广义外扰外外外外扰扰扰扰作作作作用用用用方方方方式式式式:热热交交换换:太太阳阳辐辐射射(透透明明/半半透透明明体体)、热传导(围护结构)、热传导(围护结构)/对流辐射对流辐射 空气交换:空气交换:空气渗透、空调送风空气渗透、空调送风内扰作用方式:内扰作用方式:内扰作用方式:内扰作用方式:辐射辐射 对流对流 蒸发蒸发 1-4 暖通空调系统与热湿环境暖通空调系统与热湿环境二、暖通空调系统与热湿环境二、暖通空调系
43、统与热湿环境暖通空调系统的作用就是抵御室内热湿环境的内扰和暖通空调系统的作用就是抵御室内热湿环境的内扰和外扰,外扰,维持维持人们所需的人们所需的热湿环境热湿环境。以以控制室内空气参数控制室内空气参数为主体的暖通空调系统存在的问为主体的暖通空调系统存在的问题?题?空气状态参数不能够全面地代表人体对环空气状态参数不能够全面地代表人体对环境的冷热感觉境的冷热感觉内扰、外扰和暖通空调系统,对室内环境的内扰、外扰和暖通空调系统,对室内环境的作用过程是缓慢的,延滞性很大作用过程是缓慢的,延滞性很大节能性较差节能性较差1-4 暖通空调系统与热湿环境暖通空调系统与热湿环境对于舒适性热湿环境,环境的作用对象是对
44、于舒适性热湿环境,环境的作用对象是人体人体,而不,而不是空气或其他。是空气或其他。热湿环境的六大因素共同作用于人体,它们对人体的热湿环境的六大因素共同作用于人体,它们对人体的作用程度可以用热环境评价指标如作用程度可以用热环境评价指标如SET*、PMV等来衡等来衡量。而当量。而当SET*值一定时人体的冷热感觉是相同的。值一定时人体的冷热感觉是相同的。相同的相同的SET*值值很多组不同的参数组合很多组不同的参数组合最佳组合最佳组合耗能低耗能低空调设备空调设备控制方式控制方式作业:作业:1、热湿环境的组成?、热湿环境的组成?2、你如何理解热湿环境不同的参数组合对暖通空调、你如何理解热湿环境不同的参数组合对暖通空调系统的影响?系统的影响?谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH