綠色建筑熱濕環(huán)境及保障技術(shù)

第1章緒論

11綠色建筑

111綠色建筑的興起

112綠色建筑的歷史沿革

12建筑熱濕環(huán)境

121環(huán)境及其構(gòu)成要素

122建筑熱濕環(huán)境

13熱濕環(huán)境控制的意義

131綠色建筑熱濕環(huán)境控制的意義

132建筑環(huán)境性能的特點(diǎn)

133綠色建筑熱濕環(huán)境控制的特點(diǎn)

14綠色建筑環(huán)境控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

141建筑環(huán)境控制的現(xiàn)狀

142綠色建筑環(huán)境控制的發(fā)展

第2章建筑熱濕環(huán)境基礎(chǔ)

21輻射

211熱輻射的基本概念

212黑體輻射的基本定律

213實(shí)際固體和液體的輻射

214實(shí)際物體的吸收比與基爾霍夫定律

215輻射換熱

22對(duì)流換熱

221對(duì)流換熱基礎(chǔ)

222表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)

223對(duì)流換熱

23導(dǎo)熱

231導(dǎo)熱的基本定律

232通過(guò)平壁的導(dǎo)熱

233通過(guò)圓筒壁的導(dǎo)熱

234導(dǎo)熱熱阻和形狀因子

第3章綠色建筑熱濕環(huán)境

31基本參數(shù)

311溫度

312濕度

313風(fēng)

314氣候

32圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞

321引言

322圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞

33負(fù)荷計(jì)算

331冷負(fù)荷

332熱負(fù)荷

333濕負(fù)荷

第4章熱濕環(huán)境

41人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng)

411人體的熱調(diào)節(jié)生理學(xué)基礎(chǔ)

412人體的體溫調(diào)節(jié)及水鹽代謝系統(tǒng)

413反映人體的體溫調(diào)節(jié)及水鹽代謝系統(tǒng)的生理指標(biāo)

42人體對(duì)穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反映描述

421人體對(duì)外界的熱交換

422影響人體與外界顯熱交換的幾個(gè)環(huán)境因素

423人體熱平衡模型

424熱舒適方程及影響人體熱舒適的因素

425穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境下熱舒適的評(píng)價(jià)指標(biāo)

43人體對(duì)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)

431溫度動(dòng)態(tài)化研究

432人體對(duì)變化風(fēng)速的反應(yīng)

433人體在過(guò)渡空間環(huán)境的熱舒適指標(biāo)

44其他熱濕環(huán)境的物理度量

441熱應(yīng)力指數(shù)

442風(fēng)冷卻指數(shù)

443通用的室內(nèi)熱環(huán)境測(cè)試方法及儀器

444室內(nèi)環(huán)境熱舒適的標(biāo)準(zhǔn)

第5章綠色建筑熱濕環(huán)境控制技術(shù)

51我國(guó)建筑熱工分區(qū)

511太陽(yáng)輻射對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響

512氣候變化對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用

513我國(guó)建筑熱工分區(qū)

52小區(qū)建筑規(guī)劃

521小區(qū)建筑規(guī)劃的基本概念

522小區(qū)建筑規(guī)劃與陽(yáng)光采集

523風(fēng)的作用與小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)

524小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)綜述

53建筑設(shè)計(jì)

531建筑的冷、熱損失與建筑得熱、失熱

532寒冷地區(qū)的建筑設(shè)計(jì)與太陽(yáng)能利用

533炎熱地區(qū)的建筑設(shè)計(jì)與降溫

534夏熱冬冷地區(qū)的建筑設(shè)計(jì)

54圍護(hù)結(jié)構(gòu)

541圍護(hù)結(jié)構(gòu)冬季吸收太陽(yáng)輻射與夏季遮陽(yáng)

542圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量傳遞與保溫隔熱

543圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防潮

544通風(fēng)降溫與防止冷風(fēng)滲透

55建筑設(shè)備

551寒冷地區(qū)的供暖系統(tǒng)

552夏熱冬冷地區(qū)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

553利用自然能源的采暖與空調(diào)

第6章綠色建筑熱濕環(huán)境的評(píng)價(jià)

61傳統(tǒng)建筑的評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法

611有效溫度

612合成溫度

613英國(guó)指標(biāo)

614范格舒適方程

615標(biāo)準(zhǔn)有效溫度

616主觀溫度

617指標(biāo)的選擇

62綠色建筑的評(píng)估指標(biāo)、體系及方法

621節(jié)能效益

622熱平衡數(shù)HB

623英國(guó)建筑研究所環(huán)境評(píng)價(jià)方法BREEAM

624綠色建筑評(píng)估體系

第7章應(yīng)用實(shí)例

71國(guó)外綠色建筑

711英國(guó)的BRE綠色環(huán)境樓

712英國(guó)Integer智能綠色住宅示范建筑

713英國(guó)諾丁漢國(guó)內(nèi)稅務(wù)中心

714德國(guó)愛(ài)森RWE辦公樓

715丹麥斯科特帕肯低能耗建筑

716綠色辦公室

717國(guó)外綠色住宅簡(jiǎn)介

72國(guó)內(nèi)的綠色建筑

721清華大學(xué)超低能耗示范樓概述

722建筑概況

723圍護(hù)結(jié)構(gòu)

724室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)

725熱水系統(tǒng)

726冷水系統(tǒng)

727溶液系統(tǒng)

728結(jié)論 2100433B

《綠色建筑熱濕環(huán)境及保障技術(shù)》全面地介紹了綠色建筑的熱濕環(huán)境及保障技術(shù)。首先從綠色建筑熱濕環(huán)境保障技術(shù)的概念入手，介紹了國(guó)內(nèi)外有關(guān)綠色建筑熱濕環(huán)境保障技術(shù)的研究狀況，闡述了我國(guó)綠色建筑熱濕環(huán)境的有關(guān)問(wèn)題。并且，基于傳熱基本理論，從建筑環(huán)境影響因素、人體對(duì)熱濕環(huán)境的生理反應(yīng)等方面對(duì)熱濕環(huán)境保障技術(shù)進(jìn)行了分析，并結(jié)合我國(guó)建筑的熱工分區(qū)、小區(qū)規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)備等特點(diǎn)論述了綠色建筑環(huán)境控制的通用技術(shù)和特殊技術(shù)，介紹了熱濕環(huán)境的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，最后介紹了國(guó)內(nèi)外的一些應(yīng)用實(shí)例。

《綠色建筑熱濕環(huán)境及保障技術(shù)》可供建筑、城市規(guī)劃、建筑環(huán)境與設(shè)備工程等及相關(guān)專業(yè)的管理和技術(shù)人員參考，也可供高等院校、中等專業(yè)學(xué)校師生以及從事綠色建筑的廣大科研工作者參考。

熱濕環(huán)境是建筑環(huán)境中的最主要的內(nèi)容，主要反映在空氣環(huán)境的熱濕特性上。研究表明：熱環(huán)境的四要素（溫度、濕度、輻射和氣流）對(duì)人體的熱平衡均有影響，而且各要素產(chǎn)生的影響在很大程度上可以互換和互相補(bǔ)償。例如，機(jī)體經(jīng)由輻射所獲得的熱量可以和因氣溫所獲得的熱量相當(dāng)。在熱環(huán)境中濕度增高所造成的影響可被風(fēng)速增高所抵消。當(dāng)空氣溫度低于21℃時(shí)，人不出汗，隨著氣溫的增高，出汗量逐漸增多，濕度的影響顯得越來(lái)越重要。在氣溫低于皮膚溫度時(shí)（一般皮膚的正常的平均溫度是32.5℃）。在這種情況下，空氣的流動(dòng)能增加機(jī)體通過(guò)對(duì)流和蒸發(fā)散熱。當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，情況比較復(fù)雜，空氣的流動(dòng)能加速蒸發(fā)散熱，但同時(shí)卻可使機(jī)體通過(guò)對(duì)流的方式受熱增多，氣溫越高受熱愈為明顯。熱輻射除了太陽(yáng)的直接照射使機(jī)體直接受熱外，人體與周圍環(huán)境間還存在長(zhǎng)波輻射換熱。熱輻射不受空氣溫度的影響且與風(fēng)速無(wú)關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)氣溫為10℃，周壁表面溫度為50℃時(shí)，人在其中會(huì)感到過(guò)熱；當(dāng)室內(nèi)溫度50℃而壁面表面溫度為0℃時(shí)會(huì)使人在室內(nèi)感到過(guò)冷。高溫高濕對(duì)機(jī)體的熱平衡有不利影響，因?yàn)樵诟邷貢r(shí)，機(jī)體主要依靠蒸發(fā)散熱來(lái)維持熱平衡，此時(shí)相對(duì)濕度的增高，將妨礙汗液的蒸發(fā)。就人的感覺(jué)而言，當(dāng)溫度高、濕度大尤其是風(fēng)速小的時(shí)候人感到“悶熱”；當(dāng)溫度高、濕度小時(shí)人感到“干熱”風(fēng)速對(duì)改善人們的熱環(huán)境也有重要作用，氣流可以促進(jìn)人體散熱，增進(jìn)人體的舒適度；當(dāng)氣溫高于人體皮膚溫度時(shí)，空氣的流動(dòng)只會(huì)使人體從外界環(huán)境吸收更多的熱量，甚至對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。

室外氣候條件以及室內(nèi)發(fā)熱發(fā)濕源直接影響著建筑環(huán)境內(nèi)熱濕環(huán)境。室外氣候條件對(duì)室內(nèi)熱濕環(huán)境影響主要來(lái)自于太陽(yáng)輻射和室外氣溫的共同作用，他們通過(guò)建筑物外圍保護(hù)結(jié)構(gòu)把大量的熱量傳進(jìn)室內(nèi)，同時(shí)還通過(guò)門窗透過(guò)太陽(yáng)輻射熱，通過(guò)縫隙滲透熱濕空氣影響室內(nèi)熱濕環(huán)境，這類被稱為影響室內(nèi)熱濕環(huán)境的外擾因素。同時(shí)影響室內(nèi)熱濕環(huán)境的另一因素是內(nèi)擾，主要包括室內(nèi)照明、電器等工藝設(shè)備、人體等散發(fā)的熱量或者水蒸氣，他們通過(guò)不同的散熱散濕的形式，直接地或者間接的影響著室內(nèi)熱濕環(huán)境。主要形式分為：輻射、傳導(dǎo)或傳濕、對(duì)流熱交換或?qū)α髻|(zhì)交換。其中建筑傳熱中部分輻射來(lái)自圍護(hù)結(jié)構(gòu)或室內(nèi)家具的等蓄放熱過(guò)程，這還是區(qū)別于其他傳熱的一個(gè)重要特點(diǎn)，是室內(nèi)得熱與室外負(fù)荷不等的主要原因，不同擾量作用、不同建筑熱工特性，帶給室內(nèi)的熱濕負(fù)荷是不同的，從而形成的熱濕環(huán)境也是不同的。不同的熱濕環(huán)境對(duì)人們產(chǎn)生不同的生理和心理上的影響。營(yíng)造一個(gè)良好的熱濕環(huán)境，不僅需要了解形成室內(nèi)熱濕環(huán)境的物理因素，而且還要了解人們?cè)诓煌瑹釢癍h(huán)境中的生理和心里上的反應(yīng)。2100433B

本項(xiàng)目圍繞有效的熱濕解耦環(huán)境控制體系的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，主要表現(xiàn)在獨(dú)立除濕方法與過(guò)程的實(shí)現(xiàn)、強(qiáng)化除濕劑循環(huán)性能的研究、除濕劑再生中涉及的高效能源補(bǔ)償與蓄能方法的研究、以及完整的熱濕解耦環(huán)境控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的研究等方面；而子課題則主要圍繞采用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)固體除濕循環(huán)的熱力過(guò)程特性、熱濕解耦型固體除濕循環(huán)、除濕基材強(qiáng)化吸附與解吸機(jī)理、熱濕解耦固體除濕空調(diào)循環(huán)熱力分析與評(píng)價(jià)進(jìn)行研究。項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容和取得成果總結(jié)如下： 項(xiàng)目首先對(duì)熱濕解耦環(huán)境控制體系熱力循環(huán)構(gòu)建原理進(jìn)行研究：①構(gòu)建了基于溶液除濕的熱濕解耦環(huán)境控制系統(tǒng)，對(duì)溶液除濕、蒸發(fā)冷卻、太陽(yáng)能集熱、吊頂輻射供冷及置換通風(fēng)等技術(shù)進(jìn)行全面實(shí)驗(yàn)研究。②構(gòu)建了利用雙蒸發(fā)溫度的熱濕解耦分段處理的空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型，獲取關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化方法。③利用冰蓄冷方式解決熱負(fù)荷的處理問(wèn)題，構(gòu)建了與深度溶液除濕相結(jié)合的帶預(yù)冷的蒸發(fā)式過(guò)冷水制冰系統(tǒng)。④基于固體除濕，建立了采用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的新型雙轉(zhuǎn)輪兩級(jí)固體除濕空調(diào)循環(huán)，對(duì)循環(huán)在冬季采暖和夏季制冷工況下進(jìn)行了熱力性能測(cè)試。 其次，對(duì)除濕過(guò)程多變量的耦合傳熱傳質(zhì)機(jī)理進(jìn)行了研究：①利用平板降膜溶液除濕/再生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)空氣與溶液間的耦合熱質(zhì)傳遞特性進(jìn)行分析。②通過(guò)以新型氧化鋁(Al2O3)泡沫陶瓷作為填料的直接蒸發(fā)冷卻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)空氣與水的跨溫區(qū)熱質(zhì)傳遞特性以及填料的性能進(jìn)行研究。③進(jìn)行了除濕基材復(fù)合除濕劑強(qiáng)化吸附與解吸機(jī)理研究；設(shè)計(jì)了新型熱濕解耦型除濕換熱器，對(duì)其傳熱傳質(zhì)性能進(jìn)行研究。 第三，針對(duì)除濕劑再生過(guò)程低品位熱能高效補(bǔ)償與利用的方法進(jìn)行研究：①建立了新型電滲析再生器，并進(jìn)行了相關(guān)性能研究；在其研究基礎(chǔ)上又建立了改進(jìn)型太陽(yáng)能溶液預(yù)處理電滲析再生系統(tǒng)。②完成了新型熱濕解耦太陽(yáng)能除濕換熱器循環(huán)的構(gòu)建和測(cè)試。 最后，對(duì)熱濕解耦環(huán)境控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究：①構(gòu)建了新型熱泵驅(qū)動(dòng)溶液除濕自主再生溫濕度獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，并對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究；②建立起雙轉(zhuǎn)輪兩級(jí)除濕空調(diào)系統(tǒng)的熱力學(xué)理論模型，模擬分析了全年的運(yùn)行工況；③進(jìn)行了熱濕解耦固體除濕空調(diào)循環(huán)熱力學(xué)分析與性能評(píng)價(jià)。 2100433B