Xem mẫu
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
Ch ¬ng I
KhÝ hËu, vi khÝ hËu kiÕn tróc v con ng êi
PhÇn I: kh¸I qu¸t khÝ hËu
* C¸c yÕu tè khÝ hËu liªn quan ®Õn c«ng tr×nh kiÕn tróc:
- MÆt trêi vμ Bøc x¹ mÆt trêi,
- NhiÖt ®é vμ §é Èm kh«ng khÝ,
- Giã, M a.
* Khi gi¶i c¸c bμi to¸n kiÕn tróc - khÝ hËu, chóng ta cÇn tÝnh ®Õn gi¸ trÞ cña Bøc x¹ mÆt trêi
(BXMT) trùc tiÕp hoÆc tæng céng chiÕu tíi c¸c bÒ mÆt cña kÕt cÊu c«ng tr×nh. C êng ®é cña
BXMT thay ®æi tuú thuéc vμo vÞ trÝ cña bÒ mÆt kh¶o s¸t so víi tia n¾ng mÆt trêi nh : c¸c t êng
bao quang (mÆt ®øng), m¸i nhμ (mÆt ngang). HoÆc xÐt cïng mét vÞ trÝ th× ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c
nhau trong ngμy vÞ trÝ cña mÆt trêi thay ®æi do vËy BXMT còng kh¸c nhau. §Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ
cña mÆt trêi chóng ta cÇn nghiªn cøu “ChuyÓn ®éng biÓu kiÕn cña mÆt trêi”.
I.1. MÆt trêi vμ chuyÓn ®éng biÓu kiÕn cña mÆt trêi:
Tr¸i ®Êt ngμy 22/6 - H¹ ChÝ
M« h×nh bÇu trêi biÓu kiÕn
Quy luËt chuyÓn ®éng cña tr¸i ®Êt quay xung quanh mÆt trêi
(PP’ lμ trôc cña mÆt quü ®¹o chuyÓn ®éng cña tr¸i ® t)
(tr17, s¸ch C¸c gi¶i ph¸p kiÕn tróc khÝ hËu ViÖt nam cña P Gs.TS.Ph¹m §øc Nguyªn).
- MÆt hoμng ®¹o (tÊt c¶ vÞ trÝ cña MÆt trêi trong mét n¨m) nghiªng víi MÆt ph¼ng xÝch
®¹o hay (XDBT-xÝch ®¹o bÇu trêi) mét gãc - xÝch ®é(gãc lÖch cña mÆt trêi). Giao
Trang 1/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
tuyÕn cña hai mÆt ph¼ng nμy trïng víi ® êng th¼ng nèi hai ngμy Xu©n ph©n vμ Thu
ph©n.
+ Ngμy Xu©n ph©n vμ Thu ph©n: =O0 – mÆt trêi mäc chÝnh §«ng vμ lÆn chÝnh
T©y => quü ®¹o mÆt trêi trªn biÓu ®å ë chÝnh §«ng-T©y.
+ Ngμy §«ng chÝ : = -23,50 – quü ®¹o mÆt trêi dÞch chuyÓn vÒ phÝa Nam.
+ Ngμy H¹ chÝ : =+23,50 - quü ®¹o mÆt trêi dÞch chuyÓn vÒ phÝa B¾c.
=> -23,50 +23,50
- Theo ®Þnh luËt chuyÓn ®éng t ¬ng ®èi, trong mét ngμy ®ªm, mÆt trêi quay mét vßng
trßn quanh tr¸i ®Êt.
- §øng ë ®iÓm A(®iÓm quan s¸t) trªn mÆt ®Êt cã vÜ ®é V(vÜ ®é cña ®iÓm quan s¸t)
quan s¸t mÆt trêi chuyÓn ®éng, mÆt ph¼ng di chuyÓn cña mÆt trêi trong mét ngμy kÕt hîp víi
mÆt ph¼ng th¼ng ®øng ®i qua h íng chÝnh §«ng - T©y t¹o thμnh mét gãc V: MÆt trêi ë trªn
mÆt ph¼ng ch©n trêi lμ ban ngμy vμ khi xuèng thÊp d íi ch©n trêi lμ ban ®ªm.
BÇu trêi biÓu kiÕn(h×nh kh«ng gian vμ h×nh chiÕu ®øng) .
(tr18, s¸ch C¸c gi¶i ph¸p kiÕn tróc khÝ hËu ViÖt nam cña P Gs.TS.Ph¹m §øc Nguyªn)
* Hai C¸ch x¸c ®Þnh vÞ trÝ mÆt trêi:
VÞ trÝ cña mÆt trêi trªn bÇu trêi vμo mét
thêi ®iÓn bÊt k× ® îc x¸c ®Þnh b»ng hai
to¹ ®é cÇu lμ gãc ®é cao “h” vμ gãc
ph ¬ng vÞ “A”
C¸ch x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña mÆt trêi
(tr20, s¸ch C¸c gi¶i ph¸p kiÕn tróc khÝ
hËu ViÖt nam cña P Gs.TS.Ph¹m §øc
Nguyªn).
a. C¸ch 1: Dïng c«ng thøc tÝnh to¸n:
Trang 2/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
cos sinZ
Sinh = sin .sinV + cos .cosV.cosZ
sin A (I.2)
cos h
(I.1)
sinh 0 sinV sin
S®g=S . cos h .cos(A - a)
cos A0
cos h 0 cosV
Trong ®ã:
(I.3a)
h - gãc ®é cao mÆt trêi.
- xÝch ®é: (T6=+23.27’; T5,7=+20.12’; Z - gãc giê, tÝnh nh sau: lóc 12 giê
(giê trung b×nh mÆt trêi) th× Z = 0, cø
T4,8=+12.06’; T3,9=+0; T12=-23.27’).
tr íc hay sau ®ã mét giê lÊy Z = 15o.
V - vÜ ®é cña ®Þa ®iÓm quan s¸t.
VÝ dô lóc 14 giê 20’.
A - gãc ph ¬ng vÞ cña mÆt trêi.
20' o
35 o
2 15 0
Z .15
60'
Tõ c¸c c«ng thøc trªn, cã thÓ suy ra c«ng thøc ®Ó tÝnh ®é dμi cña ngμy, gãc ph ¬ng
vÞ cña mÆt trêi lóc mäc vμ lÆn, còng nh ®é cao cña mÆt trêi lóc 12 giê tr a nh
sau:
- Gãc ph ¬ng vÞ cña mÆt trêi khi mäc (hay lÆn) khi ®ã h = 0, tõ c«ng thøc (I.3a):
sin
cos Ao (I.3b)
cosV
- §é cao mÆt trêi lóc 12 giê tr a khi ®ã cos Z = 0: tõ c«ng thøc (I.1):
h = 90o - V + (I.4)
- Giê mÆt trêi mäc hay lÆn: tõ c«ng thøc (I.2) cã:
sin h - sin sin V
cos Z
cos cosV
Giê mÆt trêi mäc hay lÆn: h = 0 -> Cos Z = - tgV tg
b. C¸ch 2: Dïng biÓu ®å chuyÓn ®éng biÓu kiÕn cña mÆt trêi:
* Nguyªn t¾c x©y dùng biÓu ®å:
Trang 3/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
Ph ¬ng ph¸p dùng biÓu ®å quü ®¹o chuyÒn ®éng biÓu kiÕn cña mÆt trêi
(tr20,22, s¸ch C¸c gi¶i ph¸p kiÕn tróc khÝ hËu ViÖt nam cña P Gs.TS.Ph¹m §øc Nguyªn)
Trang 4/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
BiÓu ®å quü ®¹o chuyÒn ®éng biÓu kiÕn cña mÆt trêi t¹i Hμ Néi, vÜ ®é V=210B,
cã thÓ ¸p dông cho: Hμ t©y, Hoμ B×nh, H¶i D ¬ng, H ng Yªn, Qu¶ng Ninh, B¾c Ninh,
B¾c Giang. VÜnh Phóc, S¬n La, H¶i Phßng, Hμ Nam, Nam §Þnh, Ninh B×nh, Th¸i B×nh.
(trÝch phô lôc 1, tr293, s¸ch NhiÖt vμ khÝ hËu kiÕn tróc cña Gs.TSKH.Ph¹m Ngäc §¨ng)
Trang 5/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
I.2. Bøc x¹ mÆt trêi:
S¬ ®å bøc x¹ nhiÖt cña mÆt trêi chiÕu xuèng mÆt ®Êt.
C êng ®é nhiÖt bøc x¹ mÆt trêi t¸c dông lªn bÒ mÆt c«ng tr×nh kiÕn tróc ® îc biÓu thÞ
th«ng qua tæng l îng bøc x¹ mÆt trêi (I) chiÕu xuèng ®Õn mÆt ®Êt gåm 2 thμnh phÇn:
trùc x¹ (S) do tia n¾ng trùc tiÕp chiÕu tíi vμ t¸n x¹ (D) do bÇu trêi khuyÕch t¸n tíi:
(kCal/m2.h) (I.6)
I=S+D
*Chó ý:
§Ó tÝnh ® îc c¸c thμnh phÇn S vμ D ph¶i dùa vμo:
- S : Trùc x¹ chiÕu lªn mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi tia n¾ng mÆt trêi.
- Dng : T¸n x¹ trªn mÆt ngang.
S¬ ®å x¸c ®Þnh trùc x¹ chiÕu lªn mÆt ghiªng
S¬ ®å x¸c ®Þnh trùc x¹
TÝnh trùc x¹ S(kCal/m2.h)trªn c¸c mÆt c«ng tr×nh:
+ Trùc x¹ trªn mÆt ngang(m¸i b»ng):
Sng = S . sin h0 (I.7)
+ Trùc x¹ trªn mÆt ®øng h íng a:
S® = S . cos h0 . cos(A0 - a) (I.8)
0
+ Trùc x¹ trªn mÆt nghiªng h íng a:
Trang 6/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
S = Sng . cos + S® . sin = S . sin h0 . cos + S . cos h0 . cos(A0 - a) sin (I.9)
TÝnh t¸n x¹ D(kCal/m2.h):
+ Trªn mÆt ®øng: D® = 1/2Dng (I.10)
+ Trªn mÆt nghiªng : D = Dng - (Dng - D®) .
90
Sè liÖu tÝnh to¸n cña c êng ®é tæng x¹ (I) ë Hμ néi trong mïa nãng
(hμng trªn lμ kcal/m2h, hμng d íi W/m2)
Trªn Trªn c¸c mÆt ph¼ng th¼ng ®øng ë c¸c h íng
mÆt §«ng §«ng
Nam §«ng B¾c
n»m
§¹i l îng Nam hoÆc B¾c
hoÆc t©y
ngang T©y Nam hoÆc
T©y B¾c
TrÞ sè trung b×nh ngμy 366 75 157 124 152 115
425 87 182 144 176 133
Itb
Biªn ®é dao ®éng ngμy 741 180 565 426 507 153
860 210 660 495 590 176
AI
Thêi ®iÓm xuÊt hiÖn trÞ sè cøc 8 vμ
12 12 8 hay 16 9 hay 15 8 hay 16
®¹i (giê) 16
TrÞ sè tÝnh to¸n cña bøc x¹ mÆt trêi (HÖ sè b¶o ®¶m Kb®):
HÖ sè b¶o ®¶m Kb® lμ hÖ sè xÐt ®Õn tÝnh bÒn v÷ng cña c«ng tr×nh d íi t¸c ®éng cña c¸c yÕu tè
khÝ hËu (bøc x¹, nhiÖt, Èm, giã). C«ng tr×nh yªu cÇu chÊt l îng sö dông cμng cao th× hÖ sè b¶o
®¶m thiÕt kÕ cμng lín. HÖ sè b¶o ®¶m cña c«ng tr×nh chÝnh lμ hÖ sè b¶o ®¶m cña c¸c yÕu tè khÝ
hËu cÇn ®¹t ® îc khi thiÕt kÕ.
B¶ng hÖ sè b¶o ®¶m vi khÝ hËu trong nhμ d©n dông vμo mïa nãng
§Æc tÝnh sö dông c«ng tr×nh HÖ sè b¶o ®¶m Kb®
Nhμ cã yªu cÇu vÖ sinh cao 1,0
Nhμ th êng xuyªn cã ng êi ë, hay chÕ ®é nhiÖt Èm æn ®Þnh 0,9
Nhμ cã ng êi sö dông trong mét kho¶ng thêi gian trong 0,7
ngμy
Nhμ cã ng êi sö dông trong mét kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n 0,5
trong ngμy
I.3 C¸c th«ng sè vËt lý cña kh«ng khÝ vμ biÓu ®å kh«ng khÝ Èm:
1. C¸c th«ng sè vËt lý cña kh«ng khÝ:
M«i tr êng sèng cña chóng ta hiÖn nay chÝnh lμ kh«ng khÝ Èm nã bao gåm kh«ng khÝ kh«
vμ h¬i n íc (KKÈm = KKkh« + H¬i n íc).
Trang 7/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
a. Dung Èm cña kh«ng khÝ: ký hiÖu d (g/kg k.k.kh«) ®o b»ng sè gam h¬i n íc chøa trong 1
kg kh«ng khÝ kh«. VD: nÕu trong 1,018 kg kh«ng khÝ Èm cã 18g h¬i n íc => k.k ®ã cã d = 18
(g/kg k.k.kh«). ë tr¹ng th¸i b·o hoμ ký hiÖu: D.
b. ¸p suÊt h¬i n íc: (vapour pressure) hay lμ ¸p suÊt phÇn h¬i n íc trong kh«ng khÝ, ký hiÖu e
(mmHg) hay Pa(N/m2), 1mmHg = 1,333*102 N/m2. ë tr¹ng th¸i b·o hoμ ký hiÖu: E.
c. §é Èm kh«ng khÝ:
+ §é Èm tuyÖt ®èi (absolute humidity): ký hiÖu f (g/m3): lμ sè gam h¬i n íc chøa trong 1m3
kh«ng khÝ. ë tr¹ng th¸i b·o hoμ ký hiÖu: F.
+ §é Èm t ¬ng ®èi (relative humidity): ký hiÖu (%), tû sè gi÷a ®é Èm cña kh«ng khÝ ë
tr¹ng th¸i kh¶o s¸t so víi tr¹ng th¸i b·o hoμ h¬i n íc cña kh«ng khÝ ®ã (ë cïng mét nhiÖt ®é):
= f/ F*100% = d/D*100% = e/E*100% .
d. NhiÖt ®é:
* Quy ®æi nhiÖt ®é:
0
C = (1.80C + 32)0F
0
F = {(0F – 32)/1.8}0C
0
K = 0C + 273
ThiÕt bÞ ®o nhiÖt ®é (nhiÖt kÕ kh« ít-Asman):
+ NhiÖt ®é kh«- dry temperature (tk , 0C): nhiÖt ®é cña kk ® îc ®o
b»ng nhiÖt kÕ thuû ng©n th«ng th êng(bÇu thuû ng©n ®Ó kh«)
+ NhiÖt ®é ít – wet-bult temperature (t , 0C): nhiÖt ®é cña kk
® îc ®o b»ng nhiÖt kÕ thuû ng©n víi bÇu thuû ng©n ® îc bäc b«ng hay
v¶i lu«n Èm ít.
NhiÖt kÕ kh« ít
+ NhiÖt ®é ®iÓm s ¬ng (tS , 0C): Lμ nhiÖt ®é t¹i ®ã h¬i n íc cã trong kh«ng khÝ ®¹t tíi tr¹ng
th¸i b·o hoμ (h¬i n íc d trong kh«ng khÝ ®äng thμnh tõng h¹t n íc nhá nh h¹t s ¬ng) mμ
dung Èm d = const (kh«ng ®æi).
* T¹i tS : e = E(tS) hoÆc = 100% (t¹i ®©y tk = t ).
(tS)
* HiÖn t îng trong thùc tÕ: Mïa §«ng cã HT s ¬ng mï th¸ng 3, 6(chuyÓn §«ng => HÌ). do
t0kk tS ; HT ®æ må h«i nÒn nhμ do t0bÒ mÆt nÒn nhμ tS
‘’Kh¶ n¨ng chøa h¬i n íc cùc ®¹i cña mét khèi kh«ng khÝ phô thuéc vμo nhiÖt ®é cña nã.
NhiÖt ®é cμng cao kh«ng khÝ cμng chøa ® îc nhiÒu h¬i n íc’’.
TrÞ sè tÝnh to¸n cña nhiÖt ®é vμ ®é Èm kh«ng khÝ vÒ mïa nãng ë Hμ Néi
Trang 8/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
HÖ sè b¶o Biªn ®é dao NhiÖt ®é vμ ®é Èm NhiÖt ®é cùc ®¹i vμ NhiÖt ®é cùc tiÓu vμ
®¶m cña ®éng nhiÖt ®é trung b×nh trong ®é Èm cùc tiÓu ®é Èm cùc ®¹i
nhiÖt ®é trong ngμy ngμy t ¬ng øng t ¬ng øng
Kb®(tn) A(tn) = tn,tb tn,tb (0C) tnmax (0C) tnmin (0C)
min max
(%)
n,tb n n
(0C) (%) (%)
0,99 5,8 32,3 65 38 45 28,7 94
0,9 4,1 30,3 85 34,4 65 27,2 96
0,7 3,7 29 90 32,7 75 26,3 96
0,5 3,6 28 90 31,7 80 25,5 96
e. ThÓ tÝch riªng cña kh«ng khÝ (specific volume): ký hiÖu V(m3/kg).
f. NhiÖt dung hay Enthaphy cña kh«ng khÝ: ký hiÖu H(kJ/kg), lμ l îng nhiÖt chøa trong mét
®¬n vÞ khèi l îng kh«ng khÝ, so víi l îng nhiÖt cña kh«ng khÝ kh« ë 00C. Gåm hai thμnh phÇn:
+ NhiÖt hiÖn (sensible heat): ký hiÖu HS lμ l îng nhiÖt lμm t¨ng nhiÖt ®é cña phÇn
kh«ng khÝ kh«.
HS = 1,005*tK ; (kJ/kg.k.k.kh«)
Trong ®ã : 1,005 kJ/kg - nhiÖt dung riªng cña kh«ng khÝ kh«.
+ NhiÖt Èn (latent heat): ký hiÖu Hl lμ l îng nhiÖt do sù cã mÆt cña h¬i n íc trong
kh«ng khÝ. §ã lμ l îng nhiÖt cÇn thiÕt ®Ó lμm bay h¬I toμn bé l îng h¬i Èm trong kh«ng khÝ
(nhiÖt Èm bay h¬i).
Hl = d*hl ; (kJ/kg.k.k.kh«)
Trong ®ã : hl - nhiÖt dung riªng cña h¬i n íc ë nhiÖt ®é kh«ng khÝ kh«.
+ Do vËy: H = HS + Hl = 1,005*tK + d*hl ; (kJ/kg.k.k)
g. Träng l îng riªng cña kh«ng khÝ: k
Träng l îng riªng cña kh«ng khÝ lμ träng l îng tÝnh b»ng kg cña 1m3 kh«ng khÝ. Träng
l îng riªng cña kh«ng khÝ kh« phô thuéc vμo ¸p suÊt khÝ quyÓn vμ nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ. øng
víi ¸p suÊt khÝ quyÓn lμ Pkq = 760 mmHg vμ nhiÖt ®é kh«ng khÝ tK = 00C th× khèi l îng riªng
= 1,293 kg/m3.
cña kh«ng khÝ kh« 0
Träng l îng riªng cña kh«ng khÝ kh« ë nhiÖt ®é t0C ® îc x¸c ®Þng theo c«ng thøc sau:
1 , 293
0
, kg/m3
t , kho
t t
1 1
273 273
- t – nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ (0C).
Träng l îng riªng cña kh«ng khÝ Èm (trong kk cã chøa h¬i n íc):
e
0,176 , kg/m3
t .am t , kho
T
- e: ¸p suÊt riªng cña h¬i n íc cã trong kh«ng khÝ, mmHg.
Trang 9/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
- T: nhiÖt ®é tuyÖt ®èi cña kh«ng khÝ – T = t + 273, 0K.
Nh vËy, träng l îng riªng cña kh«ng khÝ Èm (kh«ng khÝ th«ng th êng) nhá h¬n träng l îng
riªng cña kh«ng khÝ kh«.
Träng l îng cña kh«ng khÝ kh« cã trong 1m3 kh«ng khÝ Èm:
Pkq e
0,465 , kg/m3 kk.Èm
kho / kk .am
T
- t – nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ (0C).
- Pkq - ¸p suÊt khÝ quyÓn =760 mmHg.
h. BiÓu ®å kh«ng khÝ Èm, biÓu ®å t - d:
TÊt c¶ c¸c ®¹i l îng vËt lý cña mét tr¹ng th¸i m«i tr êng kh«ng khÝ cã thÓ biÓu diÔn trªn mét
biÓu ®å kh«ng khÝ Èm (Psychrometric Chart) hay cßn gäi lμ biÓu ®å nhiÖt – Èm, biÓu ®å t - d.
BiÓu ®å nhiÖt – Èm, biÓu ®å t - d.
i. Ph©n tÝch c¸c sù biÕn ®æi tr¹ng th¸i kh«ng khÝ theo biÓu ®å t - d:
- Tr¹ng th¸i cña kh«ng khÝ ® îc x¸c ®Þnh b»ng mét ®iÓm trªn BiÓu ®å t-d (biÓu ®å nhiÖt
- Èm) t¹i ®iÓm ®ã cho biÕt c¸c gi¸ trÞ: tK, t , d, , e, V. NÕu biÕt hai gi¸ trÞ bÊt kú trong
s¸u gi¸ trÞ trªn th× hoμn toμn cã thÓ x¸c ®Þnh ® îc c¸c gi¸ trÞ cßn l¹i.
Trang 10/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
Qóa tr×nh hót Èm ®Æc biÖt Gi¶m tK , gi÷ cè ®Þnh d
T¨ng Èm ®o¹n nhiÖt
Gi¶m tK , dung Èm d
Gi¶m Èm ng ng tô
Gi¶m Èm ®o¹n nhiÖt
Dung Èm, g/kg
Enthalpy, kJ/kg
HA
HC
HB A dA
=100
C dC
A C
dB
B
B
tA
tB tC
NhiÖt ®é kh«, oC
Gi¶m Èm ng ng tô ® a m«i tr êng
Qu¸ tr×nh trén khÝ
VKH vÒ vïng tiÖn nghi
*Qu¸ tr×nh trén khÝ:
Kh«ng khÝ ë tr¹ng th¸i A (®iÓm A ) cã nhiÖt ®é kh« b»ng tA , dung Èm dA, khèi l îng
kh«ng khÝ kh« lμ mA, kh«ng khÝ ë tr¹ng th¸i B (®iÓm B ) cã nhiÖt ®é kh« b»ng tB , dung Èm dB,
khèi l îng kh«ng khÝ kh« lμ mB. NÕu ®em hßa trén hai khèi khÝ nμy sÏ cã ® îc hçn hîp khÝ ë
tr¹ng th¸i C. §iÓm C n»m trªn ® êng th¼ng AB chia AB thμnh 2 ®o¹n tØ lÖ nghÞch víi khèi
l îng kh«ng khÝ kh« cña 2 tr¹ng th¸i A vμ B, tøc lμ:
mB
CA
CB mA
Trang 11/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
trong ®ã: mA lμ khèi l îng kh«ng khÝ kh« ë tr¹ng th¸i A, mB lμ khèi l îng kh«ng khÝ kh« ë
tr¹ng th¸i B.
Dùa vμo h×nh vÏ, ¸p dông quy t¾c tam gi¸c ®ång d¹ng cã thÓ t×m ® îc c¸c biÓu thøc sau:
m A .t A m B .t B
NhiÖt ®é cña hçn hîp khÝ: t C
mA mB
m A .H A m B .H B
Enthalpy cña hçn hîp khÝ: H C
mA mB
m A .d A m B .d B
Dung Èm cña hçn hîp khÝ: d C
mA mB
I.4. §Æc ®iÓm khÝ hËu ViÖt Nam:
- N íc ta thuéc lo¹i khÝ hËu nhiÖt ®íi Èm - giã mïa, víi sù t¸c ®éng cña nhiÒu lo¹i giã kh¸c
nhau:
+ Giã mïa: Mïa hÌ lôc ®Þa nãng nªn giã thæi tõ ®¹i d ¬ng vμo lôc ®Þa theo h íng T©y Nam,
Mïa §«ng thæi ng îc l¹i tõ lôc ®Þa ra ®¹i d ¬ng theo h íng §«ng B¾c.
+ Giã Ph¬n:
H×nh 18. HiÖu øng Ph¬n (Foehn)
+ Giã Brid¬: giã thæi ven bê ®¹i d ¬ng, ven biÓn, c¸c hå lín: ban ngμy thæi tõ biÓn vμo, ban
®ªm thæi tõ ®Êt liÒn ra.
+ Giã nói - thung lòng: vïng nói cao ban ngμy nhiÖt ®é ®Ønh nói cao h¬n thung lòng giã thæi tõ
thung lòng lªn ®Ønh nói, ban ®ªm nhiÖt ®é ®Ønh nói h¹ thÊp do mÊt nhiÖt nhanh h¬n thung lòng
nªn giã thæi tõ ®Ønh nói xuèng.
- H íng, vËn tèc vμ tÇn xuÊt giã:
Trang 12/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
BiÓu thÞ hoa giã
- Do l·nh thæ kÐo dμi 15 vÜ tuyÕn: tõ 8030’ B¾c (Cμ Mau) ®Õn 23022’ B¾c (§ång v¨n), khÝ hËu
VN cã thÓ chia lμm hai miÒn B¾c vμ Nam cã ranh giíi ®Ìo H¶i V©n (vÜ ®é 160 B).
1.Vïng khÝ hËu phÝa B¾c:
- KhÝ hËu nhiÖt ®íi Èm giã mïa cã mïa ®«ng l¹nh.
- Kh«ng cã khÝ hËu bèn mïa theo mÆt trêi, chØ cã hai mïa theo mïa giã lμ Mïa §«ng l¹nh m a
Ýt vμ Mïa hÌ nãng m a nhiÒu; cã mét thêi gian chuyÓn tiÕp ng¾n (T4 vμ T10-11).
- KhÝ hËu kh«ng æn ®Þnh, diÔn biÕn phøc t¹p.
- ChÞu t¸c ®éng giã ph¬n t©y nam (tån t¹i d¶i ven biÓn phÝa §«ng Tr êng S¬n)
2. Vïng khÝ hËu phÝa Nam: KhÝ hËu nhiÖt ®íi giã mïa ®iÓn h×nh
- NhiÖt ®é cao vμ æn ®Þnh Ýt thay ®æi t0tb =26 - 270C.
Trang 13/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
- Mét n¨m ph©n hai mïa theo m a Èm: mïa kh« trïng mïa ®«ng ®é Èm 85%, mïa m a trïng
mïa hÌ ®é Èm 75%.
- KhÝ hËu Ýt biÕn ®éng.
3. Ph©n vïng khÝ hËu x©y dung:
Ph©n vïng khÝ hËu ViÖt Nam
Trang 14/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
PhÇn iI: vi khÝ hËu kiÕn tróc v con ng êi
II.1. Vi khÝ hËu (VKH) trong phßng:
- KhÝ hËu ngoμi nhμ do khÝ hËu cña mét vïng t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh kiÕn tróc.
- KhÝ hËu ngoμi nhμ (bøc x¹ mÆt trêi, nhiÖt ®é, ®é Èm, giã, m a…)t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh
th«ng qua c¸c kÕt c¸u bao che bªn ngoμi (m¸i. t êng, cöa ®I, cöa sæ, nÒn) vμ t¹o nªn m«i
tr êng VKH trong nhμ hay trong phßng.
KhÝ hËu ngoμi nhμ vμ VKH trong phßng
- Con ng êi sèng trong nhμ sÏ cã c¶m gi¸c nhiÖt kh¸c nhau phô thuéc vμo c¸c yÕu tè:
+ 4 yÕu tè khÝ hËu: tK, (m/s), ti - nhiÖt ®é cña c¸c bÒ
%, tèc ®é giã g
mÆt trong phßng.
+ 1 yÕu tè sinh lý : sù tù s¶n nhiÖt cña c¬ thÓ ng êi M (kCal/h).
1. NhiÖt ®é kh«ng khÝ trong phßng tK , 0C
- NhiÖt ®é k.k trong phßng kh«ng gièng nhau ë c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau => dïng trÞ sè trung b×nh
t¹i c¸c ®iÓm kh¸c nhau.
- NhiÖt ®é còng thay ®æi trong ngμy, thÓ hiÖn sù thay ®æi th«ng qua biªn ®ä dao ®éng nhiÖt ®é:
AtK = tKmax – tKtb
- AtK : biªn ®é dao ®éng nhiÖt ®é, 0C
Trong ®ã:
- tKmax : nhiÖt ®é cùc ®¹i cña k.k trong phßng, 0C
- tKtb : nhiÖt ®é trung b×nh cña k.k trong phßng, 0C
2. §é Èm kh«ng khÝ trong phßng , %
- § îc x¸c ®Þnh theo dung Èm, ®é Èm t ¬ng ®èi hay chªnh lÖch tK vμ t .
3. VËn tèc chuyÓn ®éng cña kh«ng khÝ trong phßng hay vËn tèc giã , m/s
g
- Còng gièng nh nhiÖt ®é, ®é Èm vËn tèc k.k kh«ng ®Òu => xÐt trÞ sè trung b×nh.
4. NhiÖt ®é c¸c bÒ mÆt trong phßng ti , 0C
- NhiÖt ®é c¸c bÒ mÆt trong phßng kh¸c nhau vμ kh¸c nhau ngay trªn cïng mét bÒ mÆt => cã
thÓ x¸c ®Þnh b»ng trÞ sè trung b×nh:
ti Si
t tb
Si
Trang 15/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
Trong ®ã: ti : nhiÖt ®é trung b×nh cña bÒ mÆt diÖn tÝch Si, 0C.
- Trong thùc nghiÖm ng êi ta hay dïng nhiÖt kÕ cÇu ®en ®Ó ®¸nh gi¸ nhiÖt ®é c¸c bÒ mÆt trong
phßng => x¸c ®Þnh ® îc trÞ sè nhiÖt ®é bøc x¹ trong phßng:
tb = tc® + 2,8 v (tc® - tK)
Trong ®ã:
tc® - nhiÖt ®é cÇu ®en; 0C
tK - nhiÖt ®é kh«ng khÝ trong phßng;
0
C
- vËn tèc giã trong phßng; m/s
g
NhiÖt kÕ cÇu ®en
*** 4 yÕu tè cña VKH ®ång thêi t¸c ®éng lªn con ng êi => cã c¶m gi¸c nãng l¹nh kh¸c
nhau. Khi cã c¶m gi¸c dÔ chÞu gäi lμ ®¹t ® îc ®iÒu kiÖn tiÖn nghi VKH (hay tiÖn nghi
nhiÖt).
II.2. Sù trao ®æi nhiÖt cña c¬ thÓ ng êi víi m«i tr êng
1. Sù trao s¶n nhiÖt cña c¬ thÓ ng êi:
- Con ng êi lao ®éng => s¶n nhiÖt M, kCal/h (metabolism).
-M tÝnh chÊt lao ®éng, ®Æc ®iÓm sinh lý c¬ thÓ, løa tuæi.
Trang 16/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
(Víi trÎ em nh©n hÖ sè 0,8)
- Sù s¶n nhiÖt tèc ®é th¶i nhiÖt ra m«i tr êng(mÊt nhiÖt do l¹nh nhiÒu th× ph¶i s¶n nhiÖt
nhiÒu).
2. Sù trao ®æi nhiÖt cña c¬ thÓ víi m«i tr êng:
- C¸c d¹ng trao ®æi nhiÖt: ®èi l u, bøc x¹, dÉn nhiÖt, to¸t må h«i…
- L îng nhiÖt trao ®æi vμo: quÇn ¸o mÆc, t thÕ con ng êi vμ ®iÒu kiÖn vi khÝ hËu.
- §iÒu kiÖn cã ® îc sù tho¶i m¸i (tiÖn nghi nhiÖt):
QH = Q L
- QH :L îng nhiÖt do c¬ thÓ sinh ra M kCal/h.
- QL :L îng nhiÖt trao ®æi víi m«i tr êng xung quanh.
a. L îng nhiÖt trao ®æi b»ng ®èi l u (ký hiÖu q®):
qd 8,87 v (35 t K ) , kCal/h
b. L îng nhiÖt trao ®æi b»ng bøc x¹ (ký hiÖu qb):
qb = 2,16 (35 – tb) kCal/h
c. L îng nhiÖt trao ®æi b»ng dÉn nhiÖt (ký hiÖu qdn): x¶y ra khi c¬ thÓ tiÕp xóc trùc tiÕp víi c¸c
kÕt cÊu c«ng tr×nh (ch a co c«ng thøc x¸c ®Þnh)
d. L îng nhiÖt ®o bøc x¹ mÆt trêi chiÕu trùc tiÕp vμong êi (ký hiÖu qmt).
qmt = (1 - a)*Fmt *I
Trong ®ã:
- a: hÖ sè ph¶n bøc x¹ cña mÆt da hay quÇn ¸o
Da Tr¾ng Vμng §en Ên ®é §en Ch©u
phi
a 0.45 0.4 0.22 0.16
QuÇn ¸o Tr¾ng Hång Xanh CN §en
a 0.75 0.33 0.21 - 0.33 0.07 - 0.14
- Fmt (m2) : diÖn tÝch bÒ mÆt c¬ thÓ bÞ n¾ng chiÕu
+ Ngåi: Fmt = 0.25 m2.
+ §øng: Fmt = 0.6 m2.
e. L îng nhiÖt mÊt do bay h¬i må h«i (ký hiÖu qmh):
0.8
qmh = 29,1 * kCal/h
*(42 - e)
g
Trong ®ã: e - ¸p lùc riªng cña h¬i n íc chøa trong k.k (mmHg)
f. L îng nhiÖt mÊt hay hÊp thô theo ® êng h« hÊp (ký hiÖu qhh):
qhh = 0,24 * GK(36,5 – tK) kCal/h
Trong ®ã: GK – l îng k.k h« hÊp trong mét giê cña ng êi (kg/h).
Trang 17/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
*** Qua sù ph©n tÝch c¸c l îng nhiÖt trao ®æi trªn, chóng ta cã Ph ¬ng tr×nh c©n b»ng
nhiÖt gi÷a c¬ thÓ víi m«i tr êng:
M ± q® ± qb + qmt - qmh - qlv ± qdn ± qhh ± q= 0
Trong ®ã: - q: l îng nhiÖt thõa hay thiÕu cña ng êi liªn quan ®Õn c¶m gi¸c nhiÖt.
- qlv : l îng nhiÖt tæn hao cho lμm viÖc c¬ häc cña con ng êi, chiÕm kho¶ng 5-35%
l îng nhiÖt s¶n sinh cña ng ¬id do lao ®éng ch©n tay vμ trÝ ãc g©y ra.
3. §¸nh gi¸ chÕ ®é vi khÝ hËu vμ c«ng tr×nh:
- C¨n cø 3 chØ tiªu: t0 hiÖu qu¶ t ¬ng ® ¬ng (thq0C), chØ sè Z«ilen-Korencèp ( H), c êng ®é
nhiÖt Ben®inh-Hats (B%).
a. NhiÖt ®é hiÖu qu¶ t ¬ng ® ¬ng (thq0C):
thq = f(tK, , V) => chØ tiªu do héi th«ng giã Mü ® a ra 3 biÕn sè: tK, , V víi tK tR.
§Þnh nghÜa: thq lμ t0 KK trong ®iÒu kiÖn = 100% ; V = 0 m/s mμ nã khiÕn con ng êèic
c¶m gi¸c nãng l¹nh t ¬ng ® ¬ng c¸c m«i tr êng khÝ hËu cã t, , V kh¸c nhau trong ®iÒu kiÖn tK
tR , lao ®éng b×nh th êng.
X¸c ®Þnh thq: 2 c¸ch C«ng thøc vμ BiÓu ®å thq
+ C«ng thøc:
0,5.(t K t¦ ) 1,94. v
t hq
Ph¹m vi dÔ chÞu:
- Mïa hÌ: thq = 17,5 - 26,70C
- Mïa ®«ng: thq = 15,7 - 23,50C
BiÓu ®å nhÖt ®é hiÖu qu¶ thq:
Trang 18/21
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
B¶ng trÞ sè giíi h¹n cña c¶m gi¸c nhiÖt cña ng êi ViÖt Nam
x¸c ®Þnh theo nhiÖt ®é hiÒu qu¶ t ¬ng ® ¬ng - thq
b. chØ sè Z«ilen-Korencèp: ( H)
H = 0,24 (tK + tR) + 0,1d – 0,09(37,8 – tK) v )
Trong ®ã: - tR: t0 trung b×nh mÆt trong kÕt cÊu. - d: dung Èm
0
- tK: t KK trong phßng. - v : tèc ®é giã
H
C¶m gi¸c nhiÖt Mïa ®«ng Mïa hÌ
RÊt l¹nh 19,1
c. chØ sè c êng ®é nhiÖt: (B) hay do H.S.Bendinh vμ T.F.Hats (Mü) ®Ò xuÊt:
Qmhcanthai M Qbx Qdl
B 100% 100%
Qmh max Qmh max
Tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ theo B:
C¶m gi¸c nhiÖt ChØ sè B
L¹nh
- Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch ¬ng i: khÝ hËu, vkh kiÕn tróc&con ng êi GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
-
Khi xÐt ®iÒu kiÖn nμy tøc lμ con ng êi ®øng ë gi÷a phßng vμ chÞu t¸c ®éng ®ång thêi cña 4 yÕu
tè vi khÝ hËu. §iÒu kiÖn nμy lμm c¬ së thiÕt kÕ vμ kiÓm tra gi¶i ph¸p kÕt cÊu vμ kiÕn tróc toμn
phßng.
Theo ®ã nhiÖt ®é bÒ mÆt kÕt cÊu cho phÐp tÝnh theo c«ng thøc sau:
kv
cf
( 29,5 t K ) , 0C
29,5
bm
1 kv
b. §iÒu kiÖn tiÖn nghi côc bé:
§iÒu kiÖn nμy xÐt ®Õn khi con ng êi sèng vμ lμm viÖc gÇn mÆt kÕt cÊu nãng, l¹nh hoÆc c¹nh lß
nung nãng…§iÒu kiÖn nμy dïng lμm c¬ së thiÕt kÕ hoÆc kiÓm tra c¸c gi¶i ph¸p kÕt cÊu côc bé,
nh xÐt kh¶ n¨ng c¸ch nhiÖt cña tõng kÕt cÊu m¸i nhμ, c¸c mÆt t êng, ta cã c¸c c«ng thøc x¸c
®Þnh c¸c gi¸ trÞ nhiÖt ®é cho phÐp cña c¸c bÒ mÆt nh sau:
4
cf
29 , 0C
+ §èi víi mÆt nãng: n
ng x
8
cf
27 , 0C
+ §èi víi mÆt l¹nh: l
ng x
– hÖ sè gãc bøc x¹ gi÷a vi ph©n diÖn tÝch bÒ mÆt c¬ thÓ con ng êi vμ bÒ mÆt kÕt cÊu “x” ,
ng-x
x
1 0,8
x¸c ®Þnh b»ng: ng x
l
x – kho¶ng c¸ch vi ph©n diÖn tÝch bÒ mÆt c¬ thÓ ng êi vμ bÒ mÆt kÕt cÊu.
l – kÝch th íc ®Æc tr ng cña bÒ mÆt kÕt cÊu, l F (F – diÖn tÝch bÒ mÆt kÕt cÊu).
*VÝ Dô:
Cho mét phßng ë s¸t m¸i cã kÝch th íc R x D x C = 4m x 6m x 4m.
H·y x¸c ®Þnh nhiÖt ®é mÆt trÇn m¸i tèi ®a cho phÐp lμ bao nhiªu.
Gi¶i: TÝnh vãi chiÒu cao ng êi trung b×nh 1,6m , ta cã: x = 4m-1,6m=2,4m
4
cf
2,4 35,6 0 C .
29
1 0,8 0,608 suy ra: n
ng x
0,608
4 x6
Trang 20/21
nguon tai.lieu . vn
