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2、室外空气计算参数的确定原则及方法
3、人体舒适性评价指标——PMV-PPD指标
教学难点
人体热平衡和舒适感
教学方式、方法
讲授
教
学
过
程
及
时
间
分
配
关于空调负荷的几个基本概念（10分钟）
一、室外空气计算参数的确定：
（30分钟）
二、室内温、湿度设计标准的确定依据：
（一）人体的热平衡和舒适感（40分钟）
（二）室内温湿度标准（10分钟）
教案
内容
备注
第二章空调房间的冷（热）、湿负荷及送风量的确定
本章主要目标：
计算空调房间设计负荷，从而确定送风量
关于空调负荷的几个基本概念
得热（湿）量——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（湿）量
耗热量——从空调房间散失出去的热量即为耗热量
冷负荷——在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量即为冷负荷
热负荷——为补偿房间失热而需向房间供应的热量
湿负荷——为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量即为湿负荷
第一节室内外空气计算参数和室内温湿度标准的选择
室外空气计算参数和室内温湿度标准是空调房间冷（热）、湿负荷计算的依据。
设计规范中规定的设计参数是按全年少数时间不保证室内温湿度标准而制定的。
夏季空调室外计算干球温度tw,x——采用历年平均不保证50h的干球温度；
夏季空调室外计算湿球温度ts——采用历年平均不保证50h的湿球温度；
夏季空调室外计算日平均温度tw,p——采用历年平均不保证5天的日平均温度；
冬季空调室外计算温度tw,d——采用历年平均不保证1天的日平均温度；
冬季空调室外计算相对湿度φd——采用累年最冷月平均相对湿度。
室外空气温、湿度变化规律
室外空气的干、湿球温度随季节、昼夜、时刻变化；
空气的相对湿度φ取决于空气干球温度t和含湿量d；
若视一昼夜含湿量不变，相对湿度φ的变化规律与干球温度t变化规律相反。
空调房间的室内温度、湿度的要求，用两组指标来反映，
空调温度tn=空调温度基数+空调精度（室内温度允许波动范围）
相对湿度Φn=相对湿度基数+空调精度（相对湿度允许波动范围）
对于舒适性空调，主要从人体的舒适感来考虑，一般不提空调精度的要求；
对于工艺性空调，要考虑满足工艺过程对温、湿度基数和空调精度的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。
（一）人体的热平衡和舒适感
人体的舒适状态是由许多因素决定的，其中和热感觉有关的有：
室内空气温度tn及其在空间的分布和随时间的变化；
室内空气的相对湿度Φn；
人体附近的气流速度v；
围护结构内表面及其它物体表面的温度；
人体的温度、散热及体温调节；
衣服的保温性能及透气性。
室内空气状态变化与人体冷热感的变化关系
tn上升，人体对流热C减少——热感；
tn下降，人体对流热C增大——冷感；
Φn增大，Pqb增大，人体汗液等蒸发热E减少——热感；
围护结构内表面和周围物体表面温度上升，人体辐射散热R减少——热感；
周围空气流速增大，人体对流热C增大，人体水分蒸发热E增大——冷感。
1、有效温度图和舒适区
新有效温度ET*（effectivetemperture）——通过温度、湿度及气流速度3个要素的组合，表示人体感觉的特别温度。
等效温度线——在等效温度线上各个点所表示的空气状态的实际干球温度、相对湿度不相同，但各点空气状态给人体的冷热感相同。
美国供暖、制冷、空调工程师学会（ASHRAE）推荐的舒适标准55-74
ET*=22.5*~25*，
tn=22~27℃Φn=20%~70%
2、人体热舒适方程和PMV-PPD指标
人体热平衡方程：
S=M-W-E-R-C（W/㎡）
S—人体蓄热率（Save）
M—能量代谢率（Metobolish）
W—人体所做机械功（Work）
E—蒸发散热量（Evaporation）
R—人体与周围表面辐射换热量（Radiation）
C—人体与周围表面对流换热量（Convection）
S=0，人体状态正常，体温为36.5℃，
S〉0，人体状态不正常，体温上升，高于36.5℃，
S<
0，人体状态不正常，体温下降，低于36.5℃。
由热平衡方程：
—————热舒适方程
若人体通过对流和辐射换热能满足热舒适方程，则人体感觉舒适，否则会产生一个负荷L。
L=0 人体感觉舒适
L〉0人体产生热感觉
L<
0人体产生冷感觉
室内热环境的评价指标PMV-PPD
PMV-PPD综合考虑了人体活动情况、着衣情况、空气温度、湿度、流速、平均辐射温度等6个因素。
PMV（PredictedMeanVote预期平均评价）——代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉，可用PMV指标来表示对热环境下人体的热反应。
PMV值-3~+3
根据人体热平衡的原理，确定PMV的数学分析式：
PPD（PredictedPercentageofDissatisfied预期不满意百分率）——表示对热环境不满意的百分数，这是考虑人与人之间生理的差别。
PPD值0~100%
利用概率分析法确定PMV-PPD之间的关系。
（二）室内温湿度标准
舒适性空调的室内空气设计参数（做成表格形式）
季节温度/℃相对湿度/%工作区风速/（m/s）
夏季24~2840~60≤0.3
冬季 18~22一般不做规定，高级〉35≤0.2
工艺性空调的室内设计参数视具体情况而定
室外空气综合温度：
围护结构外表面单位面积上得到的热量：
为计算方便，称
为综合温度
综合温度相当于将室外空气温度
提高了一个由太阳辐射引起的附加值
，并非实际存在的温度。
车德勇
建环04级
8
第章
第节
1.掌握室内空气计算参数确定的原则和方法，以及我国室内空气计算参数的确定。
2.掌握夏季、冬季空调室外计算参数的确定原则和方法，以及我国空调室外计算参数的确定。
3.理解并掌握室内各种热湿负荷的计算方法与原理：
不透明围护结构得热量和冷负荷计算。
通过透明围护结构进入热量及其他室内发热冷负荷的计算，室内各种冷（热）湿负荷的计算。
室内各种热湿负荷的计算方法：
不透明围护结构得热量和冷负荷计算；
通过窗户的日射得热形成的冷负荷计算
一、得热量、冷负荷、制冷量三者的关系（20分钟）
二、空调房间的冷负荷计算方法（70分钟）
第三节空调房间冷湿负荷的计算方法
一、得热量、冷负荷、制冷量三者的关系
得热量（HeatGain）——某时刻由室外和室内热源进入房间的热量的总和。
来自室外部分：
室内外温差传热、太阳辐射进入热；
来自室内部分：
室内照明、人体、设备散热。
得热量按是否随时间变化，可分为稳定得热和瞬时得热；
得热量按性质不同，可分为显热（对流热和辐射热）和潜热。
得湿量——主要为人体散湿和工艺过程与工艺设备散发出来的湿量。
冷负荷（CoolingLoad）——为了连续保持室温恒定，在某时刻需向房间供应的冷量，或需从室内排除的热量。
内容要点：
任一时刻房间瞬时得热量的总和不一定等于同一时刻的瞬时冷负荷；
瞬时得热负荷中的潜热和显热得热中的对流成分直接进入房间空气中，并立即构成瞬时冷负荷；
显热得热中的辐射成分将先蓄存到具有蓄热性能的围护结构和家具等室内物体表面上，不能立即成为冷负荷；
除非围护结构和家具完全没有蓄热能力时，得热量等于冷负荷。
得热量转化为冷负荷过程中，存在衰减和延迟现象。
实际冷负荷的峰值比太阳辐射热的峰值低，出现的时间也迟于太阳辐射热的峰值；
围护结构和家具的蓄热能力越强，冷负荷衰减越大，冷负荷峰值越低，延迟时间也越长；
重型结构的蓄热能力比轻型结构蓄热能力大得多。
制冷量——一座建筑物空调系统的制冷量，为以下各种因素形成的冷负荷之和，
建筑物的计算冷负荷；
新风计算冷负荷；
送风机的温升；
送风管道系统的温升；
水系统（水管、水泵和水箱等）的热损失；
供冷设备的效率等引起的附加冷负荷；
它们构成了该建筑物制冷机总容量，这一制冷机的总装机容量称为“制冷量”。
空调房间冷负荷（建筑物的计算冷负荷）的构成因素
外墙和屋面温差构成传热的冷负荷；
外窗温差传热的冷负荷；
外窗太阳辐射的冷负荷；
内围护结构传热的冷负荷；
人体散热的冷负荷；
照明散热的冷负荷；
设备散热的冷负荷；
食物散热的冷负荷；
散湿形成的潜热冷负荷；
空气渗透带入室内的冷负荷。
二、空调房间的冷负荷计算方法
冷负荷系数法
谐波反应法
（一）冷负荷温度
冷负荷温度：
针对一些定型围护结构（墙体、屋顶等）根据典型条件，（室外温度、日较差、纬度等）用冷负荷系数法计算出它们的冷负荷逐时值Qt，然后将逐时值除以该结构的传热系数和面积，得出温差值，从而得到一组计算冷负荷的相对的逐时温度值，称为冷负荷温度.
（二）冷负荷系数法在工程上的应用
夏季计算经围护结构传入室内的热量时，应按照不稳定传热过程计算；
1、维护结构瞬变传热形成的冷负荷
（1）外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷
——外墙和屋顶计算面积，m2
——外墙和屋顶的传热系数，W/m2K
——室内设计温度，℃
——外墙和屋顶的冷负荷温度的逐时值，℃
（2）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
——窗口面积，m2
——玻璃窗的传热系数，W/m2K
——玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃
2、透过玻璃窗日射得热形成的冷负荷
（1）日射得热因数的概念
A．透过窗玻璃直接进入室内的太阳辐射热
B．窗玻璃吸收太阳辐射后传入室内的热量
日射得热因数
：
采用3mm后的普通平板玻璃，在一定条件下（
，
），得出夏季（以7月份为代表）通过这一“标准玻璃”的日射的热量
和
值
非标准情况加以修正，通常乘以窗玻璃的综合遮挡系数：
——窗玻璃的遮阳系数
——窗内遮阳设施的遮阳系数
（2）冷负荷计算方法
透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的冷负荷
按下式计算：
——窗玻璃的净面积，m2，是窗口面积乘以有效面积系数
——窗玻璃的综合遮挡系数
——日射得热因数的最大值，w/m2
——冷负荷系数
（3）冷负荷系数的由来
3、室内热源散热形成的冷负荷
工艺设备散热、照明散热、人体
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