建筑环境与设备工程复习

复习(fùxí)课精品资料1.1.3流体(liútǐ)静压强及其分布规律目的：学习(xuéxí)和讨论流体静止状态下的力学规律及其应用流体静止时的特点：不显示其粘滞性，不存在切应力不能承受拉应力流体静力学研究的中心问题：流体静压强的分布规律精品资料一、流体(liútǐ)静压强及其特性

流体(liútǐ)静压强的特性作用于同一点上各方向的静压强大小相等

流体静压强的方向与受压面垂直并指向受压面0PnZYXdA

精品资料1.1.4流体(liútǐ)运动的基本知识流体(liútǐ)运动的基本概念压力流

无压流

恒定流非恒定流精品资料恒定流：流场中任一位置的所有运动参数(cānshù)例如压强、流速等都不随时间而变化的流动。非恒定流：在流场中任一位置上的运动参数(cānshù)随时间而变化的流动。1.1.4流体(liútǐ)运动的基本知识精品资料三、恒定(héngdìng)总流能量方程式（一）液体恒定(héngdìng)流元流的能量方程式不可压缩理想流体恒定流元流的能量方程式：对于实际流体：精品资料伯努利方程(fāngchéng)z－位置水头(shuǐtóu)，表示单位重量液体的位能p/γ－压强水头(shuǐtóu)，表示单位重量液体的压能u2/2g－流速水头(shuǐtóu)，表示单位重量液体的动能hw－水头(shuǐtóu)损失，表示单位重量液体通过1-2段的机械能损失

伯努利方程即为不可压缩流体的机械能守恒方程对于气体，当流速不大可以当做不可压缩流体时，伯努利方程仍然适用精品资料三、恒定(héngdìng)总流能量方程式（二）恒定总流实际(shíjì)液体的能量方程式v－过流段面平均流速精品资料1.1.5流动阻力(zǔlì)或水头损失流体流动(liúdòng)存在能量损失，称为水头损失或流动(liúdòng)阻力。（一）沿程阻力和沿程水头损失在长直管路中流动的流体所受到的摩擦阻力称为沿程阻力为了克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能量，为沿程水头损失。hf（二）局部阻力和局部水头损失流体的边界在局部地区发生急剧变化时迫使主流脱离边壁而形成漩涡，流体质点间产生剧烈的碰撞，所形成的阻力称为局部阻力。局部水头损失hj精品资料1.1.5流动阻力(zǔlì)或水头损失能量损失(sǔnshī)的计算沿程损失(sǔnshī)沿管长均匀发生局部损失局部障碍引起的整个管路的能量损失等于：各管段的沿程损失和局部损失之和精品资料1.1.5流动(liúdòng)阻力和水头损失二、流体流动的两种形态(xíngtài)－层流和紊流红色水流呈一股直线红色水流呈波浪形红色水流四处扩散精品资料1.1.5流动(liúdòng)阻力和水头损失二、流体流动的两种形态－层流和紊流1、层流：流体质点平稳(píngwěn)地沿管轴线方向运动，而无横向运动，流体就象分层流动一样，这种流动状态称为层流。2、湍流：流体质点不仅有纵向运动，而且有横向运动，处于杂乱无章的不规则运动状态，这种流动状态称为湍流。精品资料1.1.5流动(liúdòng)阻力和水头损失二、流体(liútǐ)流动的两种形态－层流和紊流流态的判断：雷诺数Rev－圆管中流体的平均流速，m/Sd－圆管的直径，mν－流体的运动粘质系数，m2/s雷诺数的物理意义是作用于流体上的惯性力与粘性力之比。Re越小，说明粘性力的作用越大，流动就越稳定；Re越大，说明惯性力的作用越大，流动就越紊乱。精品资料2.2.1传热学概述(ɡàishù)(Summary)一、什么是传热学---研究热量(rèliàng)传递规律的科学Akindofapplicationscience,isconcernedwithanalysisoftherateofheattransfertakingplaceinsystem,orwiththeresearchontheheattransferregularities.（热流量、传热规律）热量(rèliàng)传递过程的推动力：温差temperaturedifferenceTheSecondLawofThermodynamic热量(rèliàng)可以自发地、不可逆地由高温热源传给低温热源。或从物体的高温部分传向低温部分有温差就会有传热。是一种不可逆的过程精品资料2.2.1传热学概述(ɡàishù)三、几个(jǐɡè)概念1、稳态传热非稳态传热稳态传热：物体中各点温度不随时间发生改变的热传递过程在持续不变的工况下非稳态传热：物体中各点温度随时间发生改变的热传递过程启动、停机、变工况各种热力设备的设计是以额定工况下、持续不变工况下的运行作为设计依据，稳态是重点精品资料2.2.1传热学概述(ɡàishù)三、几个(jǐɡè)概念2、连续体假定（研究物体的几何尺度远大于分子的自由行程）研究对象温度、速度等都是空间坐标的连续函数3、热源4、热流量：W

单位时间内通过某一给定面积的热量5、热流密度：W/m2

单位时间内通过单位面积的热量精品资料温度(wēndù)梯度：沿等温面法线方向上的温度(wēndù)增量与法向距离比值的极限，gradTgradT=lim

Δn→0

ΔnΔT∂T

∂nn=n→gradT=∂T

∂xi+∂T

∂yj+→→∂T

∂zk→n为通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度(wēndù)升高的方向★直角坐标系：注：温度梯度是向量；正向朝着温度增加的方向★

温度降度：-gradT精品资料（五）傅里叶定律(dìnglǜ)1822年，法国(fǎɡuó)数学家傅里叶（Fourier）在实验研究基础上，发现导热基本规律——傅里叶定律热流密度矢量

q=-λgradT=-λλ:热导率（导热系数）[W/(m.K)]∂T

∂nn→“-”：表征热流方向沿着温度降度方向，与温度梯度方向相反。满足热力学第二定律。→精品资料gradT=∂T

∂xi+∂T

∂yj+∂T

∂zkq=qxi+qyj+qzk→→→→→→→q=-λgradTqx=-λ∂T

∂xqy=-λ∂T

∂yqz=-λ∂T

∂z注：傅里叶定律的上述表达式只适用于各向同性(ɡèxiànɡtónɡxìnɡ)材料★各向同性(ɡèxiànɡtónɡxìnɡ)材料：热导率在各个方向是相同的精品资料3.牛顿冷却(lěngquè)公式(1701)uttwA—热流量(HeatFlow)[W]，单位时间传递的热量。q—热流密度（heatflux）h—表面传热系数

A—与流体接触的壁面面积—固体壁表面温度—流体温度

Convectionheattransfercoefficient精品资料第四讲室内供暖(ɡònɡnuǎn)工程建筑环境与设备(shèbèi)工程精品资料二．供暖系统的分类1、按供暖的范围(fànwéi)分：局部供暖系统link集中供暖系统2、集中供暖系统按热媒的不同分：热水(rèshuǐ)供暖系统蒸汽供暖系统热风供暖系统精品资料（一）分类按系统循环动力不同分:（图）自然(zìrán)循环系统；机械循环系统按供回水方式不同分:（图）单管系统；双管系统按散热器连接方式不同分:（图）垂直式系统；水平式系统按热媒温度不同分类：低温水供暖系统；高温水供暖系统供水：95℃85℃120℃130℃回水：70℃65℃70℃80℃三热水(rèshuǐ)供暖系统精品资料（二）自然(zìrán)循环热水供暖系统工作原理(yuánlǐ)及作用压力：两侧压差：容纳水受热后膨胀的体积；排除系统中的空气精品资料自然循环双管热水(rèshuǐ)采暖系统的作用压头第一层:第二层：容易引起(yǐnqǐ)垂直失调精品资料热水双管系统中，由于各层散热器与锅炉的高度差不同，虽然进入和流出各层散热器的供、回水温度相同（不考虑管路沿途冷却的影响(yǐngxiǎng)），但竖向上与锅炉距离较大的作用压力大，距离小的作用压力小。即使选用不同管径仍不能达到各层阻力平衡，将出现上下层流量分配不均，冷热不匀的现象，通常称之为垂直失调。而且建筑楼层数越多，上下层的作用压力差值越大，垂直失调现象就会越严重。精品资料（三）热水(rèshuǐ)采暖系统的排气1、排气的原因？降低散热效果、堵塞管道、腐蚀管道2、排气措施⑴自然循环系统利用膨胀水箱排气link⑵机械循环系统下供下回(xiàhuí)式link上供下回(xiàhuí)式link下供上回式水平式link精品资料上供下回式机械循环(xúnhuán)排气方式：供水干管按水流方向设上升坡度，使气泡随水流方向流动汇集到系统最高点，通过排气装置排出精品资料自然循环热水(rèshuǐ)供暖系统的形式供水干管必须有向膨胀水箱方向(fāngxiàng)上升的坡度水流动的速度小于气泡上升的速度精品资料系统的供水干管设在下部，而回水(huíshuǐ)干管设在上部，顶部还设置有顺流式膨胀水箱。排气方式：空气在系统内的流动方向是自下而上流动，与热水流动方向一致，可通过顺流式膨胀水箱排除空气，无需(wúxū)设置集气罐等排气装置。下供上回式（倒流式）精品资料（四）、热水系统中的水膨胀问题1、膨胀水箱（1）作用：[1]贮存热水供暖系统加热的膨胀水量，[2]在自然循环机械循环下供上回式系统中还起着排气的作用；[3]恒定供暖系统的压力。（2）组成构造：(图）。（3）膨胀管与供暖系统管路的连接（4）寒冷(hánlěng)地区，应考虑防冻和保温，置于房间时高度应在＞2.2m精品资料返回(fǎnhuí)首页二蒸汽(zhēnɡqì)供暖按供汽压力分类：高压蒸汽供暖系统：供汽表压力>0.07MPa115度低压蒸汽供暖系统：供汽表压力<0.07MPa真空蒸汽采暖：系统中的压力低于大气压力按动力分类：重力回水和机械回水精品资料（一）低压蒸汽采暖系统的基本(jīběn)型式重力回水(huíshuǐ)低压蒸汽供暖系统：上供式、下供式返回首页精品资料3.高压蒸汽采暖系统一般(yībān)用于工业厂房。一般(yībān)工作压力在0.1～0.2MPa，为避免水击，多采用垂直双管上供下回式精品资料水击：在蒸汽供暖系统中，沿管壁凝结的沿途凝水可能被高速的蒸汽流裹带，形成随蒸汽流动(liúdòng)的高速水滴；落在管底的沿途凝水也可能被高速蒸汽流重新掀起，形成“水塞”，并随蒸汽一起高速流动(liúdòng)，在遭遇阀门、拐弯时，高速的水滴或水塞与管子撞击，形成水击。水平敷设的管路(ɡuǎnlù)，必须具有足够的坡度汽水同向、分管流精品资料1.辐射强度和温度的双重作用，使人具有最佳舒适感2.不需要(xūyào)在室内布置散热器和安装连接支管，美观、不占建筑面积，便于布置家具3.室内高度方向温度分布均匀，室内表面温度高，减少了冷辐射4.建筑内表面温度↑，对人体的冷辐射↓，舒适感↑5.室内空气不会急剧流动，粉尘飞扬的机会减少，卫生条件↑6.室内设计温度降低、节能缺点？辐射采暖(cǎinuǎn)优点（与散热器对比）精品资料辐射采暖(cǎinuǎn)的缺点管材耗量大，初投资(tóuzī)大增加了楼板厚度，室内净高减小，结构荷载增加。采暖施工要求高．室内地面装饰材料、家具摆放的位置、数量都影响地板采暖的效果虽然地板采暖使用寿命长．但一旦损坏，进行维修难度很大。精品资料四、围护结构最小传热(chuánrè)热阻结构上的强度要求保证结构内表面不结露保证内表面不过(bùguò)分低于室内温度建筑物的热惰性：当外界发生变化，围护结构内表面温度有能保持原有温度的能力（蓄热、各层热阻）D：热惰性指标S:各层材料的蓄热系数R：各层材料的传热阻建筑的厚度应根据技术经济比较确定，传热热阻不得小于最小传热阻。给出了按稳态方法计算的围护结构热阻与热惰性之间的关系精品资料屋顶(wūdǐnɡ)4.5℃类型热惰性指标te的取值I重型>6.0te=twII中型4.1-6.0te=0.6tw+0.4te,minIII轻型1.6-4.0te=0.3tw+0.7te,minIV超轻型≤1.5te=te,min---围护结构室外计算(jìsuàn)温度tw---历年平均不保证5天的日平均温度.采暖室外计算温度te,min--累年最低日平均温度取值越来越低精品资料◆对散热器的基本要求（了解）热工性能：传热系数K值越高越好；经济方面：成本低，经济性能好；安装使用和工艺方面的要求：强度、承压、组合、尺寸等；卫生和美观：外表面光滑(guānghuá)、不积灰易清扫，不影响房间观感；使用寿命长：不易被腐蚀和破坏.第四节常用的供暖设备(shèbèi)及附件是否都能达到？精品资料散热器的布置(bùzhì)1、散热器一般布置在外墙窗下,明装设置,特殊要求的可以暗装,并应与建筑(jiànzhù)相配合；无脚散热器要用托架固定。2、为防止散热器冻裂,两道外门之间不准设置散热器,楼梯间散热器的立、支管应单独设置,且不设调节阀；3、楼梯间散热器尽量布置在底层和按一定比例布置于下部各层；返回首页精品资料一、建筑(jiànzhù)通风的分类（一）按通风系统(xìtǒng)的工作动力划分

自然通风：利用室外风力造成的风压，以及建筑内外温度差产生的热压来引进室外新鲜空气达到通风换气之目的的通风方式。机械通风：开窗通风依靠风机提供的动力使空气流动排气扇换气、厨房吸油烟机（二）按通风系统的作用范围划分全面通风：局部通风：对整个房间进行通风换气，也称稀释通风对室内的某一局部区域进行排风或者是送风精品资料一）、全面(quánmiàn)通风（一）、系统形式全面通风包括全面送风和全面排风，两者可同时或单独使用。单独使用时需要与自然通风结合使用。1、全面机械排风、自然进风2、全面机械送风、自然排风、3、全面机械送、排风（二）、气流组织1、送风系统的送风口应设置在工作(gōngzuò)场所的邻近区域。2、排风口则应布置在有害物产生的地点或有害物浓度较高的地方。精品资料（四）空气量平衡(pínghéng)和热量平衡(pínghéng)1、风量平衡：单位时间内进入室内的空气量和同一时间内排出的空气量相等(xiāngděng)风量平衡数学表达式时，室内压力＝室外大气压力，压差为零时，室内压力升高，处于正压状态时，室内压力降低，处于负压状态精品资料工程中：对于产生有害气体和粉尘的车间，要使房间保持负压(fùyā)（进风量＜排风量）对于要求洁净的车间，要使房间保持正压（进风量＞排风量）2、热平衡：冬季(dōngjì)要保持通风房间的温度必须使室内的总得热量等于总失热量精品资料4.2.3建筑(jiànzhù)火灾防排烟建筑(jiànzhù)火灾防排烟概述二建筑(jiànzhù)排烟三建筑(jiànzhù)防烟精品资料排烟口宜设置在防烟分区(fēnqū)的中心位置，距离该防烟分区(fēnqū)最远点的水平距离应小于30m排烟口宜设置在顶棚上，或靠近顶棚的墙面上但距顶棚或楼板下800mm以内(图)排烟口和送风口应由非燃烧材料制作，宜设置手动或自动开启装置，手动开关应设在距地面0.8~1.5m的地方（图）六）、排烟口设置(shèzhì)的位置精品资料二建筑(jiànzhù)排烟自然排烟简单、经济，宜优先采用机械排烟对性质(xìngzhì)重要、功能复杂的高层建筑或无条件自然排烟的其他建筑应采用分类：作用力不同：排烟部位不同：

着火区排烟降低着火区的压力，不使烟气流向非着火区，同时排走燃烧产生的热量，控制火灾蔓延疏散通道排烟

排除可能侵入的烟气，以保证疏散通道无烟或少烟，利于人员安全疏散及救火人员通行精品资料一）宜采用自然排烟(páiyān)的高层民用建筑物1、建筑高度低于50m以下一类公共建筑2、建筑高度低于100m的居住建筑部位：靠外墙防烟楼梯间及其前室；消防电梯间前室和合用前室；净空(jìnɡkōnɡ)高度小于12米的中庭；长度在20～60米之内内走道地面上和地下室的房间；精品资料（二）、机械(jīxiè)排烟一）机械排烟设置排烟风机，将烟气通过风道强制排出各房间或走廊。二）特点排烟稳定，投资较大，操作管理(guǎnlǐ)比较复杂，需要有防排烟设备，要有事故备用电源。精品资料四）需要设置机械排烟的位置：

根据《高层民用建筑设计防火规范〉的规定(guīdìng)一类高层民用建筑和高度超过32米的二类高层民用建筑的下列部位应设机械排烟装置：1）无直接自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过60m的内走道.2)面积超过100㎡，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或设固定窗的房间精品资料3）不具备自然排烟条件或净空(jìnɡkōnɡ)超过12m的中庭4）除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200㎡或一个房间面积超过50㎡，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。精品资料排烟风口的作用(zuòyòng)距离不得超过30m，如走道太长，需设2个或2个以上排烟风口时，可以设2个或2个以上的垂直系统也可以设水平系统，但每层设水平支管，支管上设2个或2个以上排烟风口精品资料排烟口宜设置在防烟分区的中心位置，距离该防烟分区最远点的水平距离应小于30m排烟口宜设置在顶棚上，或靠近顶棚的墙面上但距顶棚或楼板下800mm以内(图)排烟口和送风口应由非燃烧材料制作，宜设置手动或自动开启装置，手动开关应设在距地面(dìmiàn)0.8~1.5m的地方（图）六）、排烟口设置(shèzhì)的位置精品资料三、机械(jīxiè)加压送风定义：通过机械送风的方式，使建筑的垂直疏散通道，如防烟楼梯间、前室、合用前室、封闭的避难层等部位形成正压状态，有效地阻止烟气进入。方法：向保护区域机械加压送风。组成：由加压送风机、风道、送风口以及风机控制柜等组成。该系统的风源必须吸自室外，且不应受到烟气的污染。一般情况该系统与排烟系统共同存在(cúnzài)。使加压空间与相邻部分之间建立正常的压力差精品资料精品资料集中式空调系统的特点1）优点A、空调设备集中设置，管理维修方便，消声(xiāoshēnɡ)防振较易；B、空调机房可以使用较差的建筑面积C、使用寿命长，初投资和运行费用较小2）缺点A、用空气作为输送冷热量的介质，需要的风量大、风道又粗又长，占用建筑空间较多，施工安装工作量大，工期长。B、只处理出一种送风状态，当各房间的热负荷、湿负荷的变化规律差别较大(jiàodà)时，不便于运行调节。适用场合适用于同一系统服务的各区域热湿负荷变化情况相类似的条件。处理空气量较多，服务面积较大的场合精品资料由处理(chǔlǐ)过的空气和水共同承担室内的空调负荷。由处理(chǔlǐ)过的空气和处理(chǔlǐ)过的水共同承担室内负荷精品资料二、集中式空调系统与半集中式空调系统差异

1、适用范围有所不同

集中式空调系统（即全空气系统）一般用于房间面积大，热湿负荷变化类似，新风量变化大及对温湿度、洁净度等要求严格的场所，如体育馆、影剧院、会展中心、厂房、超市等。

半集中式空调系统一般用于多层多室层高较低、热湿负荷不一致，各室空气不要串通及要求分散(fēnsàn)调节的场所，如宾馆、酒店、写字楼等。

精品资料4.3.4空调(kōnɡdiào)房间与气流组织空调(kōnɡdiào)冷负荷空调房间的冷负荷新风负荷系统负荷：空调风管、水管、风机、水泵、水箱等温升引起的附加冷负荷消除由围护结构传入室内的热量消除太阳辐射传入的热量消除人体的散热、散湿消除室内灯光的散热量消除其他设备的散热、散湿一、空调冷负荷为了使室温维持在一定的温度，需要供冷设备提供的“冷量”。精品资料一、空调(kōnɡdiào)机房的建筑要求布置原则(yuánzé)：便于管理、不影响周围房间的使用、占地少、节省初投资和运行费用1、机房的位置尽量靠近空调房间、但应远离噪音要求高的房间设置在地下室或底层最好，当每层或每隔几层设一个时，必须设置在建筑物的同一轴线上机房宜有非正立面的外墙，当设在地下室，应设新风竖井、或新风道最好将空调机房与空调房间分别设在沉降缝或伸缩缝两侧空调机房不应穿越防火分区，每个防火分区内都应由独立的空调机房精品资料第六章供热工程(gōngchéng)集中供热系统的组成：1热源：区域锅炉房、热电厂2热网：输送和分配供热介质的管线(guǎnxiàn)系统3热用户：室内供暖、空调、通风、热水供应、生产工艺等供暖空调热水供应热源通风热水供应

精品资料一、热水(rèshuǐ)供热系统(一）闭式热水供热系统1、供暖(ɡònɡnuǎn)用户与热网的连接无混合装置的直接连接装喷射器的直接连接装混合水泵的连接间接连接（热力站）：表面式换热器、循环水泵6.2集中供热系统直接连接热网在用户入口处的压力超过该户散热器的承受能力高层建筑直接连接使整个热水网路压力水平升高精品资料闭式热水(rèshuǐ)供热（暖）系统总结：1、无混合装置的连接方式适合用于外网压力、温度可以满足用户对压力、温度的要求2、装水喷射器的直接连接用于高温热水(rèshuǐ)系统的进户连接，且热网供回水管之间压差大。3、混合泵的连接用于热网压力不能满足要求时，由混合泵提供动力。4、间接连接一个小区或建筑的供暖或热水(rèshuǐ)是由热水(rèshuǐ)管网的水进入设置在换热站或用户入口的换热器进行高温热水(rèshuǐ)与冷水换热后，再将被加热的冷水送入用户的方式。（水-水换热、蒸汽-水换热）精品资料6.3热网系统(xìtǒng)形式二、热水供热系统供热范围大热网形式选择依据：可靠性，当部分(bùfen)管段出现故障后，热网应具有后备供热的可能性枝状管网(经济)环状管网(可靠)热源：热电厂、区域锅炉房精品资料6.5室外供热管道(guǎndào)的敷设方式供热管道的敷设形式(xíngshì)：地上敷设（架空）、地下敷设（一）地上架空敷设设在地面上或附墙支架上的敷设方式按支架的高度不同分：低支架敷设中支架敷设高支架敷设优点：不受地下水位、土质和其他管线的影响，构造简单，维修方便。缺点：占地面积较多，管道热损失大，在某些场合下不够美观。精品资料建筑设备工程(gōngchéng)第八讲室内给水工程第一节室内给水系统第二节室内给水方式(fāngshì)第三节给水量的计算及管路布置与敷设第四节管材、水箱、水池和水泵精品资料第一节室内给水系统(xìtǒng)的分类和组成一、室内给水系统的任务二、室内给水系统的分类（掌握）生活给水系统：供给人们饮用、盥[guàn]洗、淋浴、烹饪等生活用水水质必需符合国家规定的饮用水标准生产给水系统：供给生产设备冷却、原料和产品的洗涤，以及各类产品制造过程中所需的生产用水消防给水系统：供给各类消防设备灭火用水对水质要求不高，但必须(bìxū)满足足够的水量和水压精品资料第一节室内(shìnèi)给水系统的分类和组成三、室内(shìnèi)给水系统的组成（熟悉）1、引入管2、水表节点3、配水管道系统4、给水附件：调节和控制水量的阀门5、升压和贮存设备6、室内(shìnèi)配水设备。精品资料精品资料一、给水系统(xìtǒng)所需压力1、保证配水最不利点具有足够的流出水头■计算公式：H－建筑内给水系统所需的压力，kPa；H1－引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压，kPa；H2－引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程和局部(júbù)水头损失之和，kPa；H3－水流通过水表时的水头损失，kPa；H4－配水最不利点所需的流出水头，kPa.

流出水头：配水装置放出额定流量的水所需的最小压力第二节室内给水方式精品资料第二节室内给