【正文】 單元 9 空調(diào)房間冷 （熱）、濕負(fù)荷 【 知識(shí)點(diǎn) 】 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定原則和方法；太陽(yáng)熱輻射對(duì)建筑物的熱作用及處理方法； 冷負(fù)荷計(jì)算方法與步驟；熱負(fù)荷與濕負(fù)荷計(jì)算方法； 【 學(xué)習(xí)目標(biāo) 】 了解空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定原則，掌握空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的選用方法；了解太陽(yáng)熱輻射對(duì)建筑物的熱作用及處理方法； 了解冷負(fù)荷計(jì)算方法，掌握冷負(fù)荷系數(shù)法的計(jì)算步驟與方法；掌握熱負(fù)荷與濕負(fù)荷計(jì)算方法； 在室內(nèi)外熱、濕擾量作用下，某一時(shí)刻進(jìn)入一個(gè)恒溫恒濕房間內(nèi)的總熱量和濕量稱為在該時(shí)刻的得熱量和得濕量。當(dāng)?shù)脽崃繛樨?fù)值時(shí)稱為耗 (失 )熱量。在某一時(shí)刻為保持房間恒溫恒濕，需向房間供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷；相反，為補(bǔ)償房間失熱而需向房間供應(yīng)的熱量稱為熱負(fù)荷；為維持室內(nèi)相對(duì)濕度而需由房間除去或增加的濕量稱為濕負(fù)荷?？照{(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量和空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)。 本單元主要介紹空調(diào)房間冷（熱）、濕負(fù)荷的計(jì)算方法。 目 錄 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑物的作用 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 空調(diào)房間冷（熱）、濕負(fù)荷的計(jì)算必須以室外氣象參數(shù)和室內(nèi)要求維持的空氣參數(shù)為依據(jù)。 空調(diào)房間室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù) 空調(diào)房間室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)的描述方法： 溫濕度基數(shù) ?空調(diào)精度。 溫濕度基數(shù)是指室內(nèi)空氣所要求的基準(zhǔn)溫度和基準(zhǔn)相對(duì)濕度；空調(diào)精度是指在空調(diào)區(qū)域內(nèi)溫度和相對(duì)濕度允許的波動(dòng)范圍。如： tN =26177。 1℃ 和 ?N=60177。 5?中， 26℃ 和 60?是空調(diào)基數(shù)， 177。 1℃ 和 177。 5?是空調(diào)精度?？照{(diào)區(qū)域是指離外墻，離地面 ～。 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)所服務(wù)對(duì)象的不同，可分為 舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)。 舒適性空調(diào)是從人體舒適感的角度來確定室內(nèi)溫、濕度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般對(duì)空調(diào)精度無嚴(yán)格要求，工藝性空調(diào)主要滿足工藝過程對(duì)溫、濕度基數(shù)和精度的特殊要求，同時(shí)兼顧人體的衛(wèi)生要求。 一般來說，人體是一個(gè)發(fā)熱體，它不斷釋放熱量，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的溫濕度有一定的要求。人體是靠攝取食物獲得能量的，在人體的新陳代謝過程中食物被分解氧化，同時(shí)釋放出能量以維持生命，其中一部分能量轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)到體外，并與周圍環(huán)境發(fā)生熱量交換。 人體為了維持正常的體溫，必須使產(chǎn)熱量和散熱量保持平衡，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律可得人體熱平衡方程式： S= M﹣ R﹣ C﹣ E﹣ W () 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 式中 S—— 人體蓄熱率， W/m2； M—— 人體新陳代謝率，取決于人體的活動(dòng)量的大小，W/m2； R—— 穿衣人體與環(huán)境的輻射熱交換， W/m2； C—— 穿衣人體與環(huán)境的對(duì)流熱交換， W/m2； E—— 穿衣人體與環(huán)境的蒸發(fā)熱交換， W/m2； W—— 人體所作的機(jī)械功， W/m2。 上式中各項(xiàng)采用的單位均為 W/m2，是因?yàn)橐陨细黜?xiàng)都與人體的外表面面積在一定程度上成線性關(guān)系，這樣就可以忽略人的體形、年齡、性別等差別，使有關(guān)研究比較方便。 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 在穩(wěn)定的環(huán)境條件下， S應(yīng)該為零，這時(shí)，人體保持了能量平衡。如果周圍環(huán)境溫度 (空氣溫度及圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍物體表面溫度 )提高，則人體的對(duì)流和輻射散熱量將減少，為了保持熱平衡，人體會(huì)運(yùn)用自身的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)能來加強(qiáng)汗腺的分泌。這樣，由于排汗量和消耗在汗液蒸發(fā)上熱量的增加，在一定程度上會(huì)補(bǔ)償人體對(duì)流和輻射散熱的減少。當(dāng)人體余熱量難以全部散出時(shí)，余熱量就會(huì)在體內(nèi)蓄存起來，于是 S變?yōu)檎?，?dǎo)致體溫上升，人體會(huì)感到很不舒服，體溫增到40℃ 時(shí)，出汗停止，如不采取措施，則體溫將迅速上升，當(dāng)體溫上升到 ℃ 時(shí)，人即死亡。 汗液蒸發(fā)強(qiáng)度不僅與周圍空氣溫度有關(guān)，而且和相對(duì)濕度、空氣流動(dòng)速度有關(guān)。 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 在一定溫度下，空氣相對(duì)濕度的大小，表示空氣中水蒸汽含量接近飽和的程度。相對(duì)濕度愈高，空氣中水蒸汽分壓力愈大，人體汗液蒸發(fā)量則愈少。所以，增加室內(nèi)空氣濕度，在高溫時(shí)，會(huì)增加人體的熱感；在低溫時(shí)，由于空氣潮濕增強(qiáng)了人體的導(dǎo)熱和輻射，會(huì)加劇人體的冷感。 周圍空氣的流動(dòng)速度是影響人體對(duì)流散熱和水分蒸發(fā)散熱的主要因素之一，氣流速度大時(shí)，由于提高了對(duì)流換熱系數(shù)及濕交換系數(shù)，使對(duì)流散熱和水分蒸發(fā)散熱隨之增強(qiáng)，亦加劇了人體的冷感。 周圍物體表面溫度決定了人體輻射散熱的強(qiáng)度。在同樣的室內(nèi)空氣參數(shù)條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度高，人體增加熱感，表面溫度低則會(huì)增加冷感。 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 綜上所述，人體舒適感與下列因素有關(guān)： 室內(nèi)空氣的溫度、相對(duì)濕度、人體附近的空氣流速、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面及其它物體表面溫度。此外，人的舒適感除受上述四項(xiàng)因素影響外，還和人體的活動(dòng)量、人體的衣著、生活習(xí)慣、年齡、性別等因素有關(guān)。 圖 、空調(diào)、制冷工程師學(xué)會(huì)（ ASHRAE）根據(jù)以上幾種影響因素的綜合作用，用等效溫度的概念提出的舒適圖。 圖中斜畫的一組虛線稱為等效溫度線，它們的數(shù)值標(biāo)注在?=50?的相對(duì)濕度線上。如通過 t=25℃ 、 ?=50?兩等值線交點(diǎn)的虛線就稱為 25 ℃ 等效溫度，雖然在這條等效溫度線上各點(diǎn)所表示的空氣狀態(tài)的干球溫度和相對(duì)濕度都不相同，但是各個(gè)點(diǎn)的空氣狀態(tài)給人體的冷熱感覺是相同的，都相當(dāng)于t=25℃ 、 ?=50?條件下給人體的冷熱感。從一條等效溫度線可知，當(dāng)相對(duì)濕度減小時(shí)，則維持同樣冷熱感覺所需要的溫度增加，反之亦然。 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 在圖 ，一塊是菱形面積，它是美國(guó)堪薩斯州大學(xué)通過實(shí)驗(yàn)所得出的；另一塊有陰影的平行四邊形面積是 ASHRAE標(biāo)準(zhǔn) 5574所推薦的舒適區(qū)。兩者的實(shí)驗(yàn)條件不同，前者適用于穿著 ～ (clo是衣服的熱阻，1clo=K/W)服裝坐著的人，后者適用于穿著 ～ clo服裝但活動(dòng)量稍大的人。兩塊舒適區(qū)重疊處則是推薦的室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)條件。 25℃ 的等效溫度線正好通過重疊區(qū)的中心。需注意的是，由于不同地區(qū)的居民在生活習(xí)慣等方面的差異，以上研究推薦的舒適區(qū)及設(shè)計(jì)條件只作為參考，不宜直接套用。 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 圖 PPD與 PMV的關(guān)系空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)熱舒適性采用預(yù)計(jì)的平均熱感覺 PMV和預(yù)計(jì)不滿意者的百分?jǐn)?shù) PPD評(píng)價(jià)。 PMV指標(biāo)代表了對(duì)同一環(huán)境絕大多數(shù)人的冷熱感覺，因此可用 PMV指標(biāo)預(yù)測(cè)熱環(huán)境人體的熱反應(yīng)。由于人與人之間生理上的差異，故用預(yù)期不滿意百分率 PPD 指標(biāo)來表示對(duì)熱環(huán)境不滿意的百分?jǐn)?shù)。PPD 指標(biāo)綜合考慮了人體的活動(dòng)程度、衣著情況、空氣溫度、平均輻射溫度、空氣流動(dòng)速度和空氣濕度等因素來評(píng)價(jià)人體對(duì)環(huán)境的舒適感。用 PMV— PPD指標(biāo)評(píng)價(jià)環(huán)境的熱舒適狀況要比用等效溫度法所考慮的因素全面。 PMV和 PPD之間的關(guān)系可用圖 ，在 PMV=0處， PPD為 5％，這意味著： 即使室內(nèi)環(huán)境為最佳熱舒適狀態(tài)，由于人們的生理差別，還有 5％的人感到不滿意。 IS07730對(duì) PMV— PPD指標(biāo)的推薦值為： PPD＜ 10％，相當(dāng)于在人群中允許有 10％的人感覺不滿意。 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計(jì)算參數(shù)的確定 另外，由于 PMV指標(biāo)的提出是在穩(wěn)定條件下利用熱舒適方程導(dǎo)出的，而對(duì)于人們?cè)诓环€(wěn)定情況下的多變環(huán)境，如由室外或由非空