高层建筑空调负荷计算方面的特点.ppt

2 、面积法 通过每平方米面积的窗的渗透风量 第三十页，共五十页。 3、 换气次数法 这是一种最简易的概略计算法，通常只用于估算和校核。 根据换气次数计算渗透风（铝合金窗） 第三十一页，共五十页。 三、 夜间辐射 建筑物表面由于有一定的温度，以长波辐射形式向大气发出辐射；同时从大气接受辐射热。两者之差为建筑物向天空发散的辐射热，称为有效辐射或夜间辐射。 夏季降温时，因夜间辐射而使建筑物降温，对夏季空调是一有利因素。通常忽略因夜间辐射建筑物所损失的热量，负荷计算时作为安全因素考虑。 第三十二页，共五十页。 高层建筑的夜间辐射要远远大于底 层建筑，why? 第三十三页，共五十页。 冬季采暖时，由于室外空气温度低，建筑物被加热，在没有日射的夜间，建筑物外表的夜间辐射增加，对冬季空调或采暖是一不利因素。这一辐射量有时高达31.7W／m2。地面上的建筑群，由于相互产生辐射，故可认为夜间辐射量相互抵消；但对高层建筑而言，伸入天空，周围无障碍物时，夜间辐射损失将大得多，在24小时供暖的高层建筑，这种热损失是不可忽视的。 特别不可忽视高层建筑玻璃窗表面辐射的热量，因为玻璃热阻比墙体热阻小，外表面温度比墙体高，夜间辐射量更大。 第三十四页，共五十页。 下表是某建筑物冬季从玻璃表面散失的热损失，考虑夜间辐射和不考虑夜间辐射两种情况的计算结果比较。 第三十五页，共五十页。 高层建筑空调负荷计算方面的特点 第一页，共五十页。 高层建筑影响负荷计算和围护结构热工性能的因素有：室外风速随高度变化而引起的围护结构外表面放热系数的变化；热压和风压引起的空气渗透；围护结构外表面的夜间辐射；围护结构蒸气的渗透和凝结等。 第二页，共五十页。 一、围护结构外表面放热系数的变化 1、风速随高度的变化 气象台记录的风速一般是指在地面上10-15m处测得的风速，如果高度再高风速就会更大。在一般地面上的建筑群的高度范围内(20m以下)，风速变化不大，风速受高度影响可以忽略。但是在高层建筑则不可忽视其影响，必须对风速进行修正。 风速变化主要影响的是围护结构外表面放热系数和渗透风。 第三页，共五十页。 高度与风速的关系可按以下经验公式计算 基准高度h0处的风速可根据当地气象站台取用。基准高度通常指海拔10m。 第四页，共五十页。 指数n主要与测定地点的地面粗糙度和温度的垂直梯度有关，对空旷和临海地区，n=0.14；对市中心：英国用0.5；日本用0.33-0.2；美国用0.17。对市郊，且不是空旷和临海地区周围有底层建筑时，可取0.2。 如果基准高度处风速相同，在同样高度，市中心和郊区哪个风速大？ 第五页，共五十页。 基准高度为10m 第六页，共五十页。 2 、表面放热系数 外表面放热系数的大小首先取决于风速，其次是表面粗糙程度。由于风速随高度的增大，建筑物表面的对流放热系数也相应增大，从而增加了围护结构的传热系数。 围护结构总传热系数如何计算？ 内、外表面放热系数受哪些因素影响？ 第七页，共五十页。 风速3m/s 第八页，共五十页。 从一个表面至另一个表面的辐射换热量为： （1）辐射放热系数 第九页，共五十页。 受哪些因素的影响？ 第十页，共五十页。 壁体表面与空气之间的对流放热量可用下式表示： （2）对流放热系数 第十一页，共五十页。 对流放热系数和表面的形状、气流流速、表面与气流间温差、气流物性(导热系数、动力粘度、重度、比热、热扩散系数和体积膨胀系数)等有关。 对流放热系数出现在努谢尔准则(Nu)中，通用的准则方程为： 第十二页，共五十页。 对于垂直受迫对流时的表面对流放热系数，一般可用以下的实验公式计算， 10m 3m/s 23.3W/m2.K 100 6.45m/s 30.55W/m2.K (按表面中等粗糙计算) 第十三页，共五十页。 第十四页，共五十页。 从传热系数计算式也可知，传热系数除与表面放热系数有关外，还与外壁本身的热阻有关。保温性能差的围护结构，风速对传热的影响越显著，例如：窗玻璃的传热系数可增加约15％。故对窗面积大的单层普通玻璃的建筑物，风速增加，负荷增加大，在实际计算时，可以每几层(例如4-5层)作为一竖向区域，对放热系数进行修正。 第十五页，共五十页。 二、 热压和风压引起的空气渗透 空气渗透是指由热