第四节 室内热环境室内热环境室内空气温度室内空气湿度室内气流速度环境辐射温度一、室内热环境组成要素及其对人体热舒适的影响人体舒适度与 人体本身 和 室内热环境 有关人体人体产热量衣着情况
△q=0
△q<0
△q>0
体温恒定不变体温上升体温下降人体得热 △q=qm-qe±qr ±qc
qm
qe
qr
qc
△q
人体产热量人体蒸发散热量人体辐射换热量人体对流换热量人体得失的热量正常热平衡 对流换热占 25%~30%
辐射散热占 45%~50%
呼吸和无感觉散热占 25%~30%负载热平衡四要素人体产热量衣着情况舒适的可以忍受不可忍受对于不舒适的热环境，可通过调温设施来改变缺点,1、经济上不合适
2、降低人体对环境变化的适应能力不利于健康二、室内热环境的评价方法和标准
1、有效温度 ET 1923~1925
包含因素,气温、空气湿度和气流速度评价依据,人的主观反映方法：
A
相对湿度为 100%
气流速度为 0.1m/s
温度？
B
相对湿度气流速度温度为 B室的有效温度新的有效温度 ET(℃ )
43
40
35
30
20
15
10
主观热感觉允许上限酷热炎热热稍热适中稍冷冷寒冷严寒
PMV -3 -2 -1 0 1 2 3
热感觉 寒冷 冷 稍冷 适中 稍热 热 炎热不满意率 90% 70% 30% 5% 30% 70% 90%
2,PMV-PPD指标（ 70年代 房格尔 丹麦）
包含因素,四个环境要素，两个人体要素
（人的活动量和衣着情况）
方法,受试对象在实验中对某种环境因数组合的人感觉的投票值第四节 室外热环境一、地区性气候及其特征
1、室外气温
2、太阳辐射是评价不同地区气候冷暖的根据地表大气热过程的主要能源太阳常数,垂直与入射光线的大气界面单位面积上的热辐射流实测大小为 1256W/m2
总辐射量 直接辐射散射辐射
3、空气湿度 绝对湿度变化不大相对湿度变化很大
4、风 N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
风向频率图
（风向玫瑰图）注意,除最里环外，
每环代表 5%
实测时各个方向上的风 出现次数 占总 次数的百分比包含：大气环流地方风夜日白天夜间和清晨
日夜地方风水陆风林原风 山谷风二、建筑气候分区及对建筑热工设计的基本要求蒙古族毡包西藏民居沿崖窑洞云南竹楼北京四合院三、城市气候及对建筑设计的影响
1、空气温度和辐射温度
2、城市风
3、空气湿度和降水空气温度 城市大于郊外辐射温度 城市大于郊外特征 风速小于郊外风向无规律会形成无风、强风区降水量多 空气湿度小
4、太阳辐射 强度较郊区小，但吸收高影响因素：
参数 变化特征 参数 变化特征紫外辐射 大量减少 紊流 增大可见光辐射 减少 温度 增加红外辐射 增加 湿度 白天增大，夜间减小能见度 降低 云量 城区湿雾，下风云量增加蒸发 减少 雾 或增加，或减少热流通量 增加 降水 雨水增加，降雪减少风速 减小
1、地表形态的改变
2、高密度的人口分布对能源与资源结构的改变第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
ti
te 恒定的热作用采暖房间冬季条件下的保温设计
ti
te
周期热作用空调房间的隔热设计自然通风房间的夏季隔热设计
ti
te
第一节 平壁的稳定传热传热过程 —— 室内外热环境通过围护结构而进行的热量交换，包含导热、对流以及辐射换热方式温度场不随时间变化的传热过程 —— 稳定传热过程
λ1 λ 2 λ 3
d1 d2 d3
ti te
设,ti > te
传热过程经历三个阶段
λ1 λ 2 λ 3
d1 d2 d3
ti te
一、内表面吸热
ti>θi,内表面以 对流 和 辐射 的方式吸热
))(( iiiricirici tqqq )( iiii tq
i
i
i
ir
ic
i
t
q
q
q
— 平壁内表面吸热量 w/m2
— 室内空气以对流形式传给平壁内表面的热量
— 室内其它表面以辐射形式传给平壁内表面的热量 w/m2
— 平壁内表面的热转移系数
w/（ m2K）
— 室内空气及其它表面的温度
— 围护结构内表面的温度
θi
内表面热转移阻 Ri
i
iR?
1
i
ii
i
ii
i
R
tt
q
)(
1
)(?
经验数据表面特性?I W/(m2?K)) RI ((m2?K)/W)
墙面、地面、表面平整或有肋状突出物的顶棚
（ h/s?0.3）
8.7 0.11
有肋状突出物的顶棚
（ h/s>0.3）
7.6 0.13
λ1 λ 2 λ 3
d1 d2 d3
ti te
二、平壁材料层的导热
θi θe
3
3
2
2
1
1
dddq
ei
—— 通过平壁的导热量 w/m2
e
q
—— 平壁外表面的温度 ℃
三、外表面的散热
θe >te,外表面把热量以对流和辐射的方式传给室外的空气
)( eeee tq
)( eeee tq
—— 外表面的散热量,w/m2
—— 外表面的热转移系数,w/（ m2K)
erece
季节 表面特征?e Re
冬季 外墙、屋顶、与室外空气直接接触的表面 23.0 0.04
与室外空气相通的不采暖地下室上面楼板 17.0 0.06
闷顶、外墙上有窗不采暖地下室上面楼板 12.0 0.08
外墙上无窗的不采暖地下室上面的楼板 6.0 0.17
夏季 外墙和屋顶 19.0 0.05
qe
e
对于一维稳定传热过程,
ei qqqq
0eR11 R
tt
RR
tt
d
tt
q ei
i
ei
ei
ei
上式联立,
q— 通过平壁的传热量 w/m2
R0— 平壁的总传热阻
R0— 平壁的总传热阻，表示热量丛平壁一侧传到另一侧是所受到的总阻力 （ m2K / w）
)(0
0
ei
ei ttK
R
tt
q
ei
dR
K
11
11
0
0
物理含义：当 ti-te=1 ℃ 时，单位时间内通过平壁单位表面积的传热量 w/（ m2K)
K0— 平壁的传热系数常见的围护结构有：
单一材料层、组合材料层和封闭空气间层等
ei RRRR0
（一）单一材料层的热阻
（二）组合材料层的热阻组合壁：在建筑工程中，维护结构内部个别材料层常出现两种以上材料组成的组合材料层。
材料层的热阻组合壁的平均导热热阻,
R
.,,,,,,
.,,,,,,,
3
3
2
2
1
1
321
R
F
R
F
R
F
FFF
R
式中 F是各部分在垂直热流方向的表面积 M2
平行于热流方向沿材料层中不同材料的界面将其分隔为 1,2,3等部分计算各部分的热阻 R1 R2 R3
1
2
3
求组合壁的导热热阻
1— 石灰沙浆
2— 红砖砌体
3— 炉渣
4— 水泥沙浆
12 3 4
140
280
140
15 15120 120240
.,,,,,,
.,,,,,,,
3
3
2
2
1
1
321
R
F
R
F
R
F
FFF
R
解 由附录 I查得各种材料的导热系数为砖砌体炉渣石灰砂浆水泥砂浆
81.0
26.0
81.0
93.0
这里我们截取高为 6m、
宽为 1m的一块砖作为计算单元。
1.求各材料热阻,R砖 =
K / W m2 9 6.081.0 24.0 2d
R渣 = K / W m9 2 3.0
26.0
24.0 2
d
2.求平均热阻（由式 1-7得）
K /W m541.0
923.0
28.0
296.0
14.0
28.014.0 2
3
3
2
2
1
1
321
3
R
F
R
F
R
F
FFF
R
3.整个多层壁的导热热阻为：
R = R1+ R2 + R3 + R4 + R5
= 0.015/0.93 + 0.12/0.81 +0.541 +0.12/0.81 +0.015/0.81
= 0.872 m2* K/W
组合壁的平均热阻,R F是各部分在垂直热流方向的表面积 m2
平行于热流方向沿材料层中不同材料的界面将其分隔为 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ 等部分计算各部分的热阻 RⅠ RⅡ RⅢ
)R(
..,.,..
..,.,...
ei
N
N
N
R
R
F
R
F
R
F
FFF
R
—— 修正系数，
3、若围护结构存在圆孔时，应先将圆孔折算成同等面积的方孔。
1、当围护结构有两种材料组成,?1 为较大值，
2为较小值,?按?2 /?1取值
2、当围护结构有三种材料组成,?1 为较大值,?按 比值（?2 +?3） / 2?1 取值
)R(
..,.,..
..,.,...
ei
N
N
N
R
R
F
R
F
R
F
FFF
R
—— 修正系数，
注意：
△q=0
△q<0
△q>0
体温恒定不变体温上升体温下降人体得热 △q=qm-qe±qr ±qc
qm
qe
qr
qc
△q
人体产热量人体蒸发散热量人体辐射换热量人体对流换热量人体得失的热量正常热平衡 对流换热占 25%~30%
辐射散热占 45%~50%
呼吸和无感觉散热占 25%~30%负载热平衡四要素人体产热量衣着情况舒适的可以忍受不可忍受对于不舒适的热环境，可通过调温设施来改变缺点,1、经济上不合适
2、降低人体对环境变化的适应能力不利于健康二、室内热环境的评价方法和标准
1、有效温度 ET 1923~1925
包含因素,气温、空气湿度和气流速度评价依据,人的主观反映方法：
A
相对湿度为 100%
气流速度为 0.1m/s
温度？
B
相对湿度气流速度温度为 B室的有效温度新的有效温度 ET(℃ )
43
40
35
30
20
15
10
主观热感觉允许上限酷热炎热热稍热适中稍冷冷寒冷严寒
PMV -3 -2 -1 0 1 2 3
热感觉 寒冷 冷 稍冷 适中 稍热 热 炎热不满意率 90% 70% 30% 5% 30% 70% 90%
2,PMV-PPD指标（ 70年代 房格尔 丹麦）
包含因素,四个环境要素，两个人体要素
（人的活动量和衣着情况）
方法,受试对象在实验中对某种环境因数组合的人感觉的投票值第四节 室外热环境一、地区性气候及其特征
1、室外气温
2、太阳辐射是评价不同地区气候冷暖的根据地表大气热过程的主要能源太阳常数,垂直与入射光线的大气界面单位面积上的热辐射流实测大小为 1256W/m2
总辐射量 直接辐射散射辐射
3、空气湿度 绝对湿度变化不大相对湿度变化很大
4、风 N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
风向频率图
（风向玫瑰图）注意,除最里环外，
每环代表 5%
实测时各个方向上的风 出现次数 占总 次数的百分比包含：大气环流地方风夜日白天夜间和清晨
日夜地方风水陆风林原风 山谷风二、建筑气候分区及对建筑热工设计的基本要求蒙古族毡包西藏民居沿崖窑洞云南竹楼北京四合院三、城市气候及对建筑设计的影响
1、空气温度和辐射温度
2、城市风
3、空气湿度和降水空气温度 城市大于郊外辐射温度 城市大于郊外特征 风速小于郊外风向无规律会形成无风、强风区降水量多 空气湿度小
4、太阳辐射 强度较郊区小，但吸收高影响因素：
参数 变化特征 参数 变化特征紫外辐射 大量减少 紊流 增大可见光辐射 减少 温度 增加红外辐射 增加 湿度 白天增大，夜间减小能见度 降低 云量 城区湿雾，下风云量增加蒸发 减少 雾 或增加，或减少热流通量 增加 降水 雨水增加，降雪减少风速 减小
1、地表形态的改变
2、高密度的人口分布对能源与资源结构的改变第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
ti
te 恒定的热作用采暖房间冬季条件下的保温设计
ti
te
周期热作用空调房间的隔热设计自然通风房间的夏季隔热设计
ti
te
第一节 平壁的稳定传热传热过程 —— 室内外热环境通过围护结构而进行的热量交换，包含导热、对流以及辐射换热方式温度场不随时间变化的传热过程 —— 稳定传热过程
λ1 λ 2 λ 3
d1 d2 d3
ti te
设,ti > te
传热过程经历三个阶段
λ1 λ 2 λ 3
d1 d2 d3
ti te
一、内表面吸热
ti>θi,内表面以 对流 和 辐射 的方式吸热
))(( iiiricirici tqqq )( iiii tq
i
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i
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q
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— 平壁内表面吸热量 w/m2
— 室内空气以对流形式传给平壁内表面的热量
— 室内其它表面以辐射形式传给平壁内表面的热量 w/m2
— 平壁内表面的热转移系数
w/（ m2K）
— 室内空气及其它表面的温度
— 围护结构内表面的温度
θi
内表面热转移阻 Ri
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1
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)(
1
)(?
经验数据表面特性?I W/(m2?K)) RI ((m2?K)/W)
墙面、地面、表面平整或有肋状突出物的顶棚
（ h/s?0.3）
8.7 0.11
有肋状突出物的顶棚
（ h/s>0.3）
7.6 0.13
λ1 λ 2 λ 3
d1 d2 d3
ti te
二、平壁材料层的导热
θi θe
3
3
2
2
1
1
dddq
ei
—— 通过平壁的导热量 w/m2
e
q
—— 平壁外表面的温度 ℃
三、外表面的散热
θe >te,外表面把热量以对流和辐射的方式传给室外的空气
)( eeee tq
)( eeee tq
—— 外表面的散热量,w/m2
—— 外表面的热转移系数,w/（ m2K)
erece
季节 表面特征?e Re
冬季 外墙、屋顶、与室外空气直接接触的表面 23.0 0.04
与室外空气相通的不采暖地下室上面楼板 17.0 0.06
闷顶、外墙上有窗不采暖地下室上面楼板 12.0 0.08
外墙上无窗的不采暖地下室上面的楼板 6.0 0.17
夏季 外墙和屋顶 19.0 0.05
qe
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对于一维稳定传热过程,
ei qqqq
0eR11 R
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RR
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d
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i
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上式联立,
q— 通过平壁的传热量 w/m2
R0— 平壁的总传热阻
R0— 平壁的总传热阻，表示热量丛平壁一侧传到另一侧是所受到的总阻力 （ m2K / w）
)(0
0
ei
ei ttK
R
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K
11
11
0
0
物理含义：当 ti-te=1 ℃ 时，单位时间内通过平壁单位表面积的传热量 w/（ m2K)
K0— 平壁的传热系数常见的围护结构有：
单一材料层、组合材料层和封闭空气间层等
ei RRRR0
（一）单一材料层的热阻
（二）组合材料层的热阻组合壁：在建筑工程中，维护结构内部个别材料层常出现两种以上材料组成的组合材料层。
材料层的热阻组合壁的平均导热热阻,
R
.,,,,,,
.,,,,,,,
3
3
2
2
1
1
321
R
F
R
F
R
F
FFF
R
式中 F是各部分在垂直热流方向的表面积 M2
平行于热流方向沿材料层中不同材料的界面将其分隔为 1,2,3等部分计算各部分的热阻 R1 R2 R3
1
2
3
求组合壁的导热热阻
1— 石灰沙浆
2— 红砖砌体
3— 炉渣
4— 水泥沙浆
12 3 4
140
280
140
15 15120 120240
.,,,,,,
.,,,,,,,
3
3
2
2
1
1
321
R
F
R
F
R
F
FFF
R
解 由附录 I查得各种材料的导热系数为砖砌体炉渣石灰砂浆水泥砂浆
81.0
26.0
81.0
93.0
这里我们截取高为 6m、
宽为 1m的一块砖作为计算单元。
1.求各材料热阻,R砖 =
K / W m2 9 6.081.0 24.0 2d
R渣 = K / W m9 2 3.0
26.0
24.0 2
d
2.求平均热阻（由式 1-7得）
K /W m541.0
923.0
28.0
296.0
14.0
28.014.0 2
3
3
2
2
1
1
321
3
R
F
R
F
R
F
FFF
R
3.整个多层壁的导热热阻为：
R = R1+ R2 + R3 + R4 + R5
= 0.015/0.93 + 0.12/0.81 +0.541 +0.12/0.81 +0.015/0.81
= 0.872 m2* K/W
组合壁的平均热阻,R F是各部分在垂直热流方向的表面积 m2
平行于热流方向沿材料层中不同材料的界面将其分隔为 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ 等部分计算各部分的热阻 RⅠ RⅡ RⅢ
)R(
..,.,..
..,.,...
ei
N
N
N
R
R
F
R
F
R
F
FFF
R
—— 修正系数，
3、若围护结构存在圆孔时，应先将圆孔折算成同等面积的方孔。
1、当围护结构有两种材料组成,?1 为较大值，
2为较小值,?按?2 /?1取值
2、当围护结构有三种材料组成,?1 为较大值,?按 比值（?2 +?3） / 2?1 取值
)R(
..,.,..
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N
N
N
R
R
F
R
F
R
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FFF
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—— 修正系数，
注意：
