供热通风及空调发展史

建筑环境学李安桂2008BuiltEnvironment第一章绪论第一节建筑与环境的关系第二节建筑环境学主要内容第一节建筑与环境的关系建筑环境/过去/现在/未来HistoryofBuiltEnvironment建筑与环境建筑与环境的关系目前建筑环境发展中存在的问题高纬度地区，人类活动遗址热带雨林：建筑？建筑的出现：逐渐向两极移动现代技术的发展：人类活动遍布全球人类活动的发展人类漫长的发展史，从为了躲避自然环境对自身的伤害栖树、岩洞而居到创造出各式各样的建筑物。河南偃师汤泉沟穴居遗址巢居建筑的起源创造适宜环境的建筑与人类文明的发展进步密切相关世界上古文明的发源地都位于南北纬20－40之间古代文明与气候的关系用干雪沏成，厚度500ｍｍ的墙体可以提供较好的保温性能。当室外平均温度－30℃时可维持室内温度－5℃以上。爱斯基摩人的冰屋寒冷地区建筑屋顶表面温度室外空气温度室内空气温度埃及的民居巴格达地区的传统建筑干热地区建筑墙厚340-450mm，屋面厚度460mm，利用土坯热惯。室外日夜温差24℃，室内波动不到6℃。土窑洞借助土壤大热惯性，达到冬暖夏凉的目的气候与中国民居陕北土窑洞陕西绥德靠崖窑中国四合院四合院建筑冬季有效地利用了太阳能采暖和抵御北风侵袭，屋顶设计避免了夏季室内过热。草原建筑蒙古包用木料、毛毡建造，造型独特，可抵御沙暴和雨雪侵袭，冬暖夏凉。湿热地区民居干阑竹楼（云南）防雨，防湿和防热。布依族石屋（贵州）就地取材，冬暖夏凉，不怕火灾，隔音性能好。以八卦五行、河图洛书等易学文化为基础；注意建筑布局、空间分割、方位调整、色彩运用认为不好的住宅物理环境对人的心理有影响，导致影响人的命运；涉及环境心理学、地理学、气象学、生态学、规划学、建筑学等；对自然现象解释不清的地方，陷入巫术、迷信对建筑环的认识——中国的风水说将现代科学手段和顺应自然的风水理论完美结合，创造良好的居住与生存环境。世界上唯一的一家七星级酒店——迪拜的柏兹酒店设计也运用了中国古代建筑哲学的金木水火土的五行理论。“天人合一”思想运用建筑环境发展中的问题空调采暖的普及使人们不再关心建筑的性能遍布全球的玻璃和钢筋盒子建筑建筑能耗现状美国社会能耗比例世界能耗比例中国社会能耗比例环境污染大量耗能＝污染环境HVAC发展史供暖发展史通风发展史空调发展史（制冷发展史）采暖在很早的时候，用烧火来御寒，以此来加热室内的空气。但这只局限于室内空气温度的改变，只是对室内空气温度这单一参数的调控。通风从古代的手摇扇手动通风发展到了机械通风，这也给空气调节系统的发展奠定了基本的条件，而后通风从机械通风到多元通风，进而又开始自然通风在建筑的中的利用，近年来置换通风的研究及发展同样伴随着空气调节的进步。冷热源方面，制冷起先是用于对食物的储藏和保存，逐渐发展到了工业上的采用。在19世纪，第一次工业革命，蒸汽锅炉的产生及在西欧的发展与运用，给空气调节工程提供了热源和动力。HVAC概述供热发展史供热技术供暖就是用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活环境或工作环境的技术供热发展局部供暖集中供暖区域供暖供热发展史局部供热就是热媒制备、热媒输送和热媒利用三个主要部分在构造上都在一起的供暖系统。如烟气供暖，电热供暖和燃气供暖等。人类很早就开始以火的形式，获得热能来供暖。这种局部取暖装置，如火炉，火墙和火坑等。局部供热供热发展史集中供暖是以城市热网、区域热网或较大规模的集中供暖为热源的供暖方式。19世纪初期，在欧洲开始出现了以蒸汽或热水作为热媒的集中式供暖系统。集中式供热方式开始于1877年，在美国纽约建成了第一个区域锅炉房向附近14家用户供热。20世纪初期，一些发达国家利用内轮机的排气供热，其后发展成为热电厂。集中供暖瓦特发明的蒸气机城市热网各国集中供热发展史原苏联、东欧国家长期积极发展热电厂供热使得苏联的集中供热居世界首位。到现在为止莫斯科的集中供热系统是世界上规模最大的供热系统。城市集中供热普及率达到了100%。地处寒冷气候的北欧国家，如瑞典，丹麦，芬兰等国家，在第二次世界大战以后，集中供热事业发展迅速，这三个国家以集中热水供暖为主；挪威石油、电资源丰富,主要采用集中热水供暖、电采暖;冰岛地热资源丰富,主要采用地热采暖;瑞典则主要为热泵供暖。西欧的英国主要采取集中供热；法国以电采暖为主。南欧的意大利、葡萄牙夏季炎热、冬季相对温暖,一般采用空调供暖。亚洲如日本、韩国只有公用建筑使用集中热水供暖。大量采用地板辐射热采暖是这两个国家室内采暖的主要特点。集中供暖锅炉家庭集中供暖与生活热水系统我国集中供热发展史我国能源相对匮乏，且利用率（32%）与世界发达国家（52%）差距很大，正大力发展城市集中供热，开展节约能源工作，并提供了相关法律保障实施到2003年，我国有315个城市建设了集中供热设施，已形成很大规模，并正向大型化发展。区域供暖区域供暖一般是指单台容量在7~14MW（10~20t/h）以上的锅炉，热效率都在75%~80%左右，并配备有较完备的水处理装置和消烟除尘装置。城市建筑较为密集的区域可优先选用。区域供暖以北欧的丹麦和芬兰为主。丹麦70%的区域供热是由热电同供的热电厂(CHP)提供的,其生产效率约为90%。丹麦积极发展区域供热为采暖热源。芬兰的区域供热比例分别为47%,占供热的主导地位，在大城市接近90%。区域供热系统示意图热电机组的流程图区域供热厂中的总能系统现代制冷技术作为一门科学，是19世纪中期和后期发展起来的。1834年，美国人波尔金斯(Perkins)试制成功了第一台以乙醚为制冷剂的蒸气压缩式制冷机。1844年高里(Gorrie)在美国费城用封闭循环的空气制冷机建立了一座空调站。1859年法国人卡列(Carre)制成了氨水吸收式制冷机。1875年卡列和林德(Linde)用氨作制冷剂，制成了氨蒸气压缩式制冷机，从此蒸气压缩式制冷机一直占据统治地位。1910年左右，马利斯·莱兰克(MauriceL.ehlanc)在巴黎发明了蒸气喷射式制冷机，制冷发展史制冷技术发展制冷剂问题1930年以后，氟利昂制冷剂的出现和大量应用，曾使压缩式制冷技术及其应用范围得到极大的发展。由于氟利昂具有良好的热力性质，使制冷技术的发展进入了一个新的阶段。1974年以后，人类发现氟利昂簇中的氯、氟碳化物(简称CFC)，能严重地破坏臭氧层，危害人类的健康和破坏地球上的生态环境，是公害物质。因此减少和禁止CFC的生产和使用，已成为国际社会共同面临的紧迫任务，研究和寻求CFC制冷剂的替代物，以及面对由于更换制冷剂所涉及到的一系列工作，也成为急需解决的问题。十多年来，世界各国都投入了大量的人力和财力，开始使用混合溶液作为制冷剂，使蒸气压缩式制冷的发展有了重大的技术突破。1987年，联合国环境署7月组织制订“关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书”。1995年，美国氟利昂CFC制冷剂停产，空调技术的发展逐渐走向了健康环保。制冷发展史制冷发展史中国人很早就知道利用天然冰进行食品的冷藏和防暑降温，在《诗经》和《周礼》中就有了“凌人”和“凌阴”的记载。我国的制冷机制造工业起源于20世纪50年代末期，是在几个安装、修理厂的基础上发展起来的。从开始仿制生产活塞式制冷机，到自行设计和制造，并制定了有关的系列标准。目前已有活塞式、螺杆式、离心式、涡旋式、吸收式、热电式及蒸汽喷射式等类型的制冷装置，许多产品的质量和性能已接近和达到世界先进水平。我国的制冷装置主要用于工业生产和大型建筑的空调中。制冷装置用于生活中的比例迅速提高，到20世纪末期，我国冷藏库的总库容量超过500万t；已分别拥有年生产1500万台电冰箱和房间空调器的生产能力，电冰箱和空调器的产量均居世界第一。我国制冷的发展通风发展史通风就是用自然通风或者是机械通风的方法，为某一房间或空间提供室外新鲜空气以满足室内人员和生产过程的需要。最早的通风可以追溯到几千年前，当人类把火引入住宅后，发现需要在屋顶开窗以便于排烟和给火的燃烧提供空气。这种对燃烧的控制给空间通风提供了最初的灵感（刺激）。原始的埃及人发现在室内从事石刻的工匠比在室外的工匠更容易患上呼吸系统疾病，对粉尘的控制成为了通风的第二大任务。大约两千年前，在古罗马、古希腊和中国，人们发明了手摇扇来使空气流动，帮助人们度过炎热的夏季。这些早期的通风都是未经过处理的，目的只在于满足人最基本的生理需要。空调发展史空调起源主要历史人物空调发展大事记空调发展综述空调起源空调的发明没有一个特定的日期，其发展，正如WillisCarrier所言，在相当长一段时间内“是自然的发展过程，是人类智慧力求改善的结果”。虽然原始的空调形式出现于几百年甚至上千年前，但是其作为一门艺术和科学真正开始于19世纪末期。空调发展史我们现在所定义的空调出现于从18世纪90年代到19世纪初的一次科学技术的急速发展。19世紀，英国科学家及发明家麦克·法拉第(MichaelFaraday)，发现压缩及液化某种气体可以將空气冷冻，此现象出現在液化亚摩尼亚蒸发时，当时其意念仍流于理论化。空调发展史JohnGorrie在1842年以压缩技术制造出冰块，并使用作冷冻空气以吹向患疟疾和黄热病的病人。为了拯救一些的渔民的生命而作的一次尝试，却改变了全世界人民的生活方式。LeonardoDaVinci在大约1500年制造了一台水动风扇用于他妻子闺房的通风；Dr.WilliamCullen在1775年发明了一台用于冷冻水的机器；JacrbPerkins在1834年取得了一台制冷机的专利权；Dr.JohnGorrie（1802～1855）在1851年，Grorrie因为他的“第一个用于医学制冷和空调的机器”得到了8080号专利权，获得了肯定。这台新机器给历史上第一个空调医院提供了冰和冷空气。这个过程是20世纪初广泛用于航海船只的压缩空气冰制冷机器的前身。正像瓦特兄弟发明蒸汽机改变了之前的陆地运输系统那样，JohnGorrie的成就改变了人类控制环境的能力。1972年，RaymondB.BeckerofGainesville,Fla.出版了《Gorrie,M.D.空气调节和医用制冷之父》。20年之后，美国最早的女工程师之一的MargaretIngels出版了《WillisHavilandCarrier，空调之父》空调发展史开利与空调1901年，StuartWillis.Carrier博士在美国建立世界上第一所空调试验研究室。1902年7月17日，开利博士为美国纽约市一家印刷厂设计了世界上公认的第一套科学空调系统——喷淋式热湿控制系统。空调行业将这项发明视为空调业诞生的标志。1906年，开利博士发明了世界上第一台喷淋式空气洗涤器，即喷水室。1906年，开利在Buffalo锻造公司风机手册上发表了第一个焓湿图。1911年12月，开利博士得出来空气干球、湿球和露点温度之间的关系，以及空气湿热、潜热和比焓值之间关系的计算公式。1911：开利向机械工程师美国分会发表论文《合理的温湿度公式》，成为空调行业最基本的理论。1922年，开利博士发明了世界上第一台离心式冷水机组。空调之父：WillisCarrier(1876-1950)1902年空调系统首次在印刷厂应用焓湿图科学空调的发明一套科学的空调系统必须具备四项功能，即控制温度、控制湿度、控制空气循环与通风和净化空气。——开利对空调的定义开利把技术命名为空气调节，并在同年将其用于专利申请中，作为“水调节”的代替品。1906年5月，美国的多面手工程师克勒谋(StuartW．Cramer)在一次美国棉业协会(ACMA)的会议上正式提出了“空气调节”(AirConditioning)术语，从而为空气调节命名。韦利士·加利亚将“空气调节”放进其1907年创办的公司名称：美国加利亚空气调节公司(今开利公司)。空调的发明已经列入20世纪全球十大发明之一，它首次向世界证明了