第一篇 建筑热工学
第1章 建筑热工学基础知识
1.室内热环境构成要素：
室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成。
2.人体的热舒适
①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量。
m q ——人体新陈代谢产热量
e q ——人体蒸发散热量
r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量
②充分条件：所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30% ，辐射散热约为45-50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%。处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。 （注意与“负热平衡区分”）
③影响人体热舒适感觉的因素：
1.温度；
2.湿度；
3.速度；
4.平均辐射温度；
5.人体新陈代谢产热率；
6.人体衣着状况。
3.湿空气的物理性质
①湿空气组成：干空气+水蒸气=
湿空气
②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。 ⑴未饱和湿空气的总压力：
w P ——湿空气的总压力（Pa ） d P ——干空气的分压力（Pa ） P ——水蒸气的分压力（Pa ）
⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力
注：标准大气压下，s P 随着温度的升高而变大（见本篇附录2）。表明在一定的大气压下，湿空气温度越高，其一定容积中所能容纳的水蒸气越少，因而水蒸气呈现出的压力越大。 ③空气湿度：表明空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法。
⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量，用f 表示（g/m 3
）。
饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f （g/m 3
）表示。
⑵相对湿度：一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度
f ，与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比：
⑶同一温度（T
相对湿度又可表示为空气中
P ——空气的实际水蒸气分压力 （Pa s P ——同温下的饱和水蒸气分压力 （Pa ）。
（注：研究表明，对室内热湿环境而言，正常湿度范围大概在30%~60%。）
④露点温度：露点温度是在大气压力一定，空气含湿量不变的情况下，未饱和空气因冷却而达到饱和状态的温度。用d t （℃）表示。
4.室外热湿环境
是指作用在建筑物外围护结构上的一切热湿物理量的总称。构成要素：空气温度、空气湿度、太阳辐射、风、降水等。
5.建筑围护结构传热的基本知识
热量传递的三种基本方式：导热、对流和辐射。
①导热：指物体中温差时，由于直接接触的物质质点作热运动而引起的热能传递过程。
⑴热流密度：单位时间内，通过等温面上单位面积的热量。设单位时间内通过等温面上微元面积d F 的热量为d Q ，则热流密度q 表示为：
（W/m 2） 积分形式为：d d Q q F = 或者 d F
Q q F =? （W ）
如果热流密度在面积F 上均匀分布，单位时间内通过导热面积F 的热量Q （或称热流量）为：
Q q F =
⑵傅里叶定律：1822年，法国物理学家Fourier 发现，均质物体内各点的热流密度与温度梯度的大小成正比，即
（W/m 2） 式中的λ成为导热系数，恒为正值。沿n 方向温度增加，
t
n
??为正，则q 为负值，表示热流沿n 的反方向。 ⑶影响导热系数λ的因素：物质种类、结构成分、密度、湿度、压力、温度等。
②对流换热：空气沿围护结构表面流动时，与壁面之间所产生的热交换过程。这种过程既包括由空气流动所引
起的对流传热过程，同时也包括空气分子间和空气分子与壁面分子间的导热过程。 注意：对流传热只发生在流体之中，它是因温度不同各部分流体之间发生相对运动互相掺合而传递热能的。
⑴表面的对流换热量可以利用
其中，c q ——对流换热强度，（W/m 2）
c α——对流换热系数，W/(m 2·K)
t ——流体的温度，（℃）
θ——固体表面的温度，
（℃） ⑵影响因素：对流换热的强弱主要取决于层流边界层热量交换情况。还与流体运动的原因及运动情况、流
体与固体间温差、流体的物理性质、固体壁面的形状、大小及位置等因素有关。
③辐射传热：辐射传热指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著热效应的电磁波）来传递能量的现象。与
导热和对流在机理上有本质区别，它是以电磁波传递热能的。
⑴特点：①发射体热能变为电磁波辐射能，被辐射体将所接收的辐射能转换成热能。
凡温度高于绝对零度（0K ）的物体，都能发射辐射热。
②由于电磁波能在真空中传播，所以物体依靠辐射传热时，不需要与其他物体直接接触，也无需任何中间媒介。
⑵辐射换热量计算：（牛顿公式）
其中，r q ——对流换热强度，（W/m ）
r α——对流换热系数，W/(m 2·K)
1θ、2θ——两辐射换热物体的表面温度（℃）
⑶物体辐射分类：按物体辐射光谱特性，可分为黑体、灰体和选择辐射体（或称非灰体）三大类。
6.围护结构的传热过程
围护结构的传热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。 1.表面吸热：内表面从室内吸热（冬季），或外表从室外空间吸热（夏季。） 2.结构本身传热：热量由高温表面传向低温表面。
3.表面放热：外表面向室外空间散发热量（冬季），或内表面向室内散热（夏季）。
第2章 建筑围护结构的传热计算与应用
根据建筑保温与隔热设计中所考虑的室内外热作用的特点，可将室内外温度计算模型归纳为如下两种： 恒定热作用：室内和室外温度在计算期间不随时间而变化。
这种计算模型通常用于采暖房间冬季条件下的保温与节能。
周期热作用：根据室内外温度波动的情况，又可分为单向周期热作用和双向周期热作用两类。
前者通常用于空调房间的隔热与节能设计，后者则用于自然通风房间的夏季隔热设计。
1.稳定传热过程
定义：温度场不随时间变化的传热过程。 一维稳定传热特征：
（1）通过平壁的热流强度q 处处相等。只有平壁内无蓄热现象，才能保证温度稳定，因此就平壁内任一截面
而言，流进与流出的热量必须相等。 （2）同一材质的平壁内部各界面温度分布呈直线关系。由x d q dx
θ
λ
=-知，当x q =常数时，若视λ不随温度而变，则有d dx
θ
=常数，各点温度梯度相等，即温度随距离的变化规律为直线。
2.平壁的热阻
建筑热工中的“平壁”不仅是指平直的墙体，还包括地板、平屋顶及曲率半径较大的穹顶、拱顶等结构。 热阻是表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量。同样的温差条件下，热阻越大，通过材料的热量越少，围护结构的保温性越好。要想增加热阻，可增加平壁厚度，或采用导热系数较小材料。 ①单层匀质平壁的导热和热阻：
n
λ+
结论：多层平壁的总热阻等于各层热阻之和，即＊③组合壁的导热和热阻：
组合壁的平均热阻应按下式计算：
n
R +
式中，R ——平均热阻；
0F ——与热流方向垂直的总传热面积；
12,,n F F F ——按平行于热流方向划分的各个传热面积； 0,10,20,,,
n R R R ——各个传热面部位的传热阻；
i R ——内表面换热阻，取0.11 （m 2·K ）/W ；
e R ——外表面换热阻，取0.04 （m 2·K ）/W ；
?——修正系数，见表2-1。
④封闭空气间层的热阻
建筑设计中常用封闭空气层作为围护结构的保温层。 空气层中的传热方式有：导热、对流和辐射。其中：主要是对流换热和辐射换热。 封闭空气层的热阻取决于间层两个界面上的边界层厚度和界面之间的辐射换热强度。与间层厚度不成正比例增长关系。
（1）结论：普通空气间层的传热量中辐射换热占很大比例，要提高空气间层的热
阻须减少辐射传热量。 （2）减少辐射换热量的方法：
①将空气间层布置在围护结构的冷侧，降低间层的平均温度。 ②在间层壁面涂贴辐射系数小的反射材料（铝箔等） ③实际设计计算中可查表2-4得空气间层的热阻R ag
3.平壁内部温度的计算
①平壁的稳定传热过程：
根据稳定传热条件：i e q q q q λ===得出： 1.内表面温度：
2.多层平壁内任一层的内表面温度m θ：
3. 外表面层的温度e θ可写成：
或
注：
（1）稳定传热条件下，当各层材料的导热系数为定值时，每一层材料内的温度
分布是一条直线。这样，多层平壁内温度的分布成一条连续的折线。 （2）材料的热阻越大，温度降落越大。
＊4.建筑保温与节能计算（了解）
建筑物耗热量计算 建筑采暖耗煤量
5.周期性不稳定传热
①谐波热作用下的传热特征：
（1）室外温度、平壁表面温度、内部任一截面处的温度都是都是周期相同的谐波动； （2）从室外到平壁的内部，温度波动的振幅逐渐减小，即e ef if A A A >>。
建筑热工学中，把室外温度振幅e A 与由外侧温度谐波热作用引起的平壁内表面温度振幅之比称为温度波的穿透衰减度，也称为平壁的衰减倍数，用0ν
（3）从室外空间到平壁内部，温度波动的相位逐渐向后推延，即
ef if φ<。
壁体的热惰性。衰减和滞后的程度取②谐波热作用下材料和围护结构的热特性指标 (1)材料的蓄热系数
意义：动越小。密度大的重型材料或结构蓄热性能好、热稳定性好。
当围护结构中某层是由
n
(2)材料层的热惰性指标:
表征材料层受到波动热作用后，背波面上温度波动剧烈程度的一个指标，也是说明材料层抵抗温度波动能力的一个特性指标，用D 表示。其大小取决于材料层迎波面的抗波能力和波动作用传至背波面时所受到阻力。
D 值为0。 S
③D
③材料层表面的蓄热系数
它与材料蓄热系数的物理意义是相同的，一般两者在数值上也可视为相等。
计算方法：沿着与热流相反的方向，依照围护结构的材料分层，逐层计算（如图）。 各层内表面蓄热系数计算式采用如下通式：
注：如某层厚度较大（ 1.0D ≥），则该层的Y S =，内表面的蓄热可从该层算起，后面各层就可不再计算。
6.建筑隔热设计控制指标计算
①隔热设计标准：应满足下式要求：
内表面最高温度max
i θ?直接反映围护结构的隔热性能，关系着人体辐射散热。
②室外综合温度：围护结构隔热主要隔的是室外综合温度。围护结构外表面受到3种不
同方式热作用： 1．太阳短波辐射；2．室外空气换热；3．围护结构外表面有效长波辐射的自然散热。 可将三者对外围护的共同作用综合成一个单一的室外气象参数——“室外综合温度”sa t ：
max e t ?max e θ?夏季室外
计算温度
s ρ——围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数（表2-8）
；
I ——太阳辐射强度； 1r
t ——外表面有效长波辐射温度，粗略计算可取：屋面——3.5℃，外墙——1.80℃。
（注：一般围护结构隔热设计中仅考虑前两项） 式中
s e I
ρα值又叫做太阳辐射的“等效高温”或“当量温度”
。表示围护结构外表面所吸收的太阳辐射
热对室外热作用提高的程度。它对室外综合温度影响很大。
第三章建筑保温与节能
1. 围护结构的保温构造类型
保温构造分类：单设保温层、封闭空气间层、保温与承重合二为一、混合型构造。
①单设保温层
用导热系数很小的材料做保温层而起保温作用。由于不要求保温承重，选择的灵活性较大。
②封闭空气间层
围护结构中的空气层厚度，一般以4~5厘米为宜。间层表面最好采用强反射材料（如铝箔）。
为了提高反射材料的耐久性，还应采取涂塑处理等保护措施。
③保温与承重相结合
材料的导热系数小，机械强度满足承重要求。
保温与承重相结合：空心板、空心砌块、轻质实心砌块等，既能载重又能保温。
④混合型构造
当单独用某一种方式不能满足保温要求，或为达到保温要求而造成技术经济上不合理时，采用复合构造。
例如，既有实体保温层，又有空气层和承重层的外墙或屋顶结构。
第四章 建筑围护结构的传湿与防潮
1.建筑围护结构的传湿
①等温吸湿曲线：呈“S
低湿度时为单分子吸湿；中湿度时为多分子吸湿；高湿度时为毛细吸湿。 可见，材料中的水分主要以液态形式存在。
材料的吸湿湿度在相对湿度相同的条件下，随温度的降低而增加 ②围护结构中的水分转移： (1)水分转移的动力：
当材料内部存在压力差（分压力或总压力）、湿度（材料含湿量）差和温度差时，均能引发材料内部所含水分的迁移。
(2)材料中包含的水分可以三种状态存在：气态（水蒸气）、液态（液态水）和固态（冰）。 (3)材料内部可迁移的水的两种状态：
1.以气态的扩散方式迁移；
2.以液态水分的毛细渗透方式迁移。 (4)稳态下水蒸气渗透过程的计算（与稳定传热的计算方法完全相似）： 如图：在稳态条件下通过围护结构的水蒸气渗透量（渗透强度），与室
（1） ω——0H ——围护结构的总水蒸气渗透阻，（m 2.h.Pa ）/g ；
i P ——室内空气的水蒸气分压力，Pa ； e P ——室外空气的水蒸气分压力，Pa 。
（2）
式中，m d ——任一分层的厚度；
m μ——任一分层材料的水蒸气渗透系数g/（m.h.Pa ）。水蒸气的渗透系数是1m 厚的物体，两侧
水蒸气分压力差为1Pa ，
1h 内通过1m 2面积渗透的水蒸气量。
意义：水蒸气的渗透系数μ表明了材料的透气能力，与材料的密实程度有关，材料的孔隙率越大，透气
性就越强。
水蒸气的渗透阻H 是围护结构或某一材料层，两侧水蒸气分压力差为1Pa ，通过1m2面积渗透1g 水蒸
气所需要的时间。
注：由于围护结构内（外）表面的湿转移阻i H （e H ），与结构材料层的蒸汽渗透阻本身相比是很微小
的，所以在计算总的蒸汽渗透阻时可以忽略不计。这样围护结构内外表面的水蒸气分压力可以近似
取为i P 和e P 。围护结构内任一层内界面的水蒸气分压力可由下式计算：
（其中m=2,3,4……n ） （3）
式中，
1
j
j H
=∑——从室内一侧算起，由第一层至第m-1层的水蒸气渗透阻之和。
③围护结构内部冷凝的检验:
冷凝危害：
①当水蒸气接触结构表面时，若表面温度低于露点温度，水汽会在表面冷凝成水。表面冷凝水将有碍室内卫生，某些情况下还将直接影响生产和房间的使用。
②水蒸气通过围护结构时，
在结构内部材料的孔隙中冷凝成水珠或冻结成冰，这种内部冷凝现象危害更大，是一种看不见的隐患。
③内部出现冷凝水，会使保温材料受潮，材料受潮后，导热系数增大，保温能力降低；此外，由于内部冷凝水的冻融交替作用，抗冻性差的保温材料便遭到破坏，从而降低结构的使用质量和耐久性。 辨别围护结构内部是否会出现冷凝现象，可按以下步骤进行： (1)根据室内外空气的温湿度（t 和?），确定水蒸气分压力i P 和e P ，然后按照上节（3）式计算围护结构各
层的水蒸气分压力，并作出“P ”分布线。对于采暖房屋，设计中取当地采暖期的室外空气平均温度
和平均相对湿度作为室外计算参数。
(2)根据室内外空气温度i t 和e t ，确定各层温度，并按照附录2作出相应的饱和水蒸气分压力“s P ”的分布线。
(3)根据“P ”和“s P ”线是否相交来判断围护结构内部是否出现冷凝现象，如图。
注：实践和理论表明，在水蒸气渗透的途径中，如材料的水蒸气渗透系数出现由大变小的界面，因水蒸气至此遇到较大的阻力，最易发生冷凝现象，习惯上把这个最易出现冷凝，而且凝结最严重的界面，称为围护结构内部的“冷凝界面”。
冷凝强度：当出现内部冷凝时，冷凝界面处的水蒸气分压力已经达到该界面温度下的饱和水蒸气分压力,s c P 。
设由水蒸气分压力较高一侧空气进到冷凝界面的水蒸气渗透强度为1ω，从界面渗透分压力较低一侧空气的水蒸气渗透强度为ω，两者之差即是界面处的冷凝强度c ω，如图。
2.建筑围护结构的防潮
①防止和控制表面冷凝
一、正常湿度的采暖房间
尽可能使围护结构内表面附近的气流畅通，家具，壁柜等不宜紧靠外墙；
供热设备放热不均，引起围护结构内表面温度波动，出现周期性冷凝时，应该在围护结构内表面采用蓄热特性系数较大材料。
二、高湿房间（一般指冬季相对湿度高于75%的房间）
间歇性高湿条件的房屋，内表面设防水层（SWA 高吸水树脂）；
连续性高湿条件房屋，设置吊顶将水引走；加强屋顶内表面附近通风。
三、防止地面泛潮
②防止和控制内部冷凝
一、合理布置材料层的相对位置
原则：材料层次的布局应尽量在水蒸气渗透的通路上做到“进难出易”。
如中图。前面提到的USD屋面，也是进难出易的原则设计的，如图。
二、设置隔汽层
针对具体构造方案中，材料层的布置往往很难完全符合“进难出易”原则的要求。可在保温层蒸汽流进入一侧设置隔汽层（如图）。
三、设置通风间层或泄气沟道
针对设置隔汽层虽然能改善围护结构内部的湿状况，但其质量在施工和使用过程中不易保证，且会影响房屋建成后结构的干燥程度。对高湿度房间可采用设置通风间层和泄气沟道的方法（如图）。
四、冷侧设置密封空气层
在冷侧设一空气层，可使处于较高温度侧的保温层经常干燥，此空气层也叫做引湿空气层，其作用称为收汗效应。
第五章建筑防热与节能
★在防热设计中，隔热和通风是主要的、同时也必须将窗口遮阳、环境绿化一起加以综合考虑。
1.屋顶与外墙的隔热设计
一、屋顶隔热——（南方炎热地区，日晒时数和太阳辐射强度以水平面为最大），基本上分为实体材料层和带有
封闭空气层的隔热屋顶、通风间层隔热屋顶、阁楼屋顶三类。此外还有植被隔热屋顶、蓄水屋顶、加气混凝土蒸发屋面、淋水玻璃屋顶、成品隔热板屋顶等。
1.实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶
如图,（实体材料层屋顶a-c）, （空气间层隔热屋顶d-f）
为提高材料的隔热能力，最好选用λ和α的值都比较小的材料，同时还要注意材料的层次排列（排列次序不同也影响结构衰减的大小（实体材料层屋顶a-c）。为了减轻屋顶自重，可采用空心大板屋面，利用封闭空气间层隔热。
为减少屋顶外表面太阳辐射热的吸收，还应选择浅色屋顶外饰面（f涂了层无水石膏）。
2.通风屋顶
优点：有利于隔热和散热(下图为其几种构造方式)。
3.阁楼屋顶
这种屋顶通常在檐口、屋脊或山墙等处开通气孔，有助于透气、排湿和散热。
提高阁楼屋顶隔热能力措施：加强阁楼空间的通风是一种经济而有效的方法(如加大通风口面积，合理布置通风口位置等)。
通风阁楼的通风形式常有（如图）：（a）山墙上开口通风；（b）檐口下进气屋脊排气；（c）屋顶设置老虎窗户通风等。
4.植被隔热屋顶
特别适合于夏热冬冷地区的城镇建筑。
原因：植物的光合作用将热能转化为生化能；蒸腾作用增加蒸发散热；培植基质材料的热阻与热惰性。
无土种植，有土种植。
无土种植是采用膨胀蛭石作培植基质，它是一种密度小、保水性强、不腐烂、无异味的矿物材料。
宜于选用浅根植物；种植草被要简单得多。无土种植草被屋顶的内表面最高温度低；内表面温度波幅小，热稳定性较好；内表面大部分时间低于人体表面温度，是良好的散热面；屋顶外表面辐射吸收率低，外表面温度低，对环境的长波辐射热少。
5.蓄水屋顶
在南方地区使用较多，有蓄水屋顶、淋水屋顶和喷水屋顶等不同形式。
原理：利用水在太阳光的照射下蒸发时需要大量的汽化热，从而大量消耗到达屋面的太阳辐射热，有效地减弱了经屋顶传入室内的热量，相应地降低了屋顶内表面的温度。隔热性能与蓄水深度密切相关。
蓄水屋顶的水层深度，从白天隔热和夜间散热的作用综合考虑，宜3-5cm。水面上敷设铝箔或浅色漂浮物，或种植漂浮植物水浮莲、水葫芦等。
优点：a屋顶外表面温度、内表面温度、传热量大幅度下降；
b随蓄水深度增加，内表面温度最大值愈低，15cm水深为宜；
c在夏热冬暖地区，不增加环境辐射反射。
缺点：a夜间不能利用屋顶散热；b增大了屋顶静荷载；c一年四季都不能没有水。
6.加气混凝土蒸发屋面
原理：在建筑屋面上铺设一层多孔材料。运用自然降温原理，通过积蓄雨水并使雨水逐渐蒸发，达到降低建筑物面环境温度、缓解环境热岛效应的目的。
7.淋水玻璃屋顶
8.成品隔热板屋顶
二、外墙隔热
1．空心砌块墙
可做成单排孔和双排孔（如图a）。
2．钢筋混凝土空心大板墙（如图b）。
3．轻骨料混凝土砌块墙（如图：加气和陶粒混凝土砌块墙）。
4．复合墙体（如图）。
2.窗口遮阳
①遮阳的形式
1．水平式遮阳：能有效遮挡高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光，适用于接近南向的窗口，或北回归线以南低纬地区的北向附近的窗口。
2．垂直式遮阳：能有效遮挡高度角较小的、从窗侧斜射的阳光，但对于高度角较大的、从窗口上方投射的阳光，或接近日出、日没时平射窗口的阳光不起遮挡作用；主要适用于东北、北和西北向附近的窗口。
3．综合式遮阳：能有效遮挡高度角中等的、从窗前斜射下来的阳光，遮阳效果比较均匀；主要适用于东南或西南向附近的窗口。
4．挡板式遮阳：能有效遮挡高度角较小、正射窗口的阳光；主要适用于东、西向附近的窗口。
＊②遮阳构件尺寸的计算
3.房间的自然通风
自然通风：是由于建筑物的开口处（门、窗、过道等）存在着空气压力差而产生的空气流动。
（特点:不需动力, 经济; 但进风不能预处理, 排风不能净化, 污染周围环境;通风效果不稳定。）造成空气压力差的原因：1.热压作用；2.风压作用
热压作用取决于室内外空气温差所导致的空气密度差和进出气口的高度差（烟囱效应）。
风压作用是风作用在建筑物上产生的风压差。
建筑群布局：
一般而言，建筑群的平面布场有行列式、错列式、斜列式、周边式等（如图）。
从通风的角度来看，以错列、斜列较行列、周边为好。
第六章 建筑日照
1.太阳高度角和方位角的确定
目的：为了进行日照时数、日照面积、房屋朝向和间距以及 周围阴影区范围等问题的设计。 影响太阳高度角s h 和方位角s A 的因素有三： ① 赤纬角δ——表明季节（即日期）的变化； ② 时角Ω——表明时间的变化； ③
④ 地理纬度?——表明观察点所在地方的差异。
太阳高度角和方位角的计算公式：
1．求太阳高度角s h ：
s sin sin sin cos cos cos h ?δ?δ=+Ω （1）
2．求太阳方位角s A ：
s s s sin sin sin cos cos cos h A h ?δ
?-=
（2）
举例：6-1, 6-2, 6-3.
3．求日出、日落的时刻和方位角：
日出或日落时，太阳高度角s 0h =，带入式（1）和（2）得：
cos tan tan ?δΩ=- （3）
s sin cos cos A δ
?-=
（4）
4．中午的太阳高度角：
以0Ω=带入式（1）得： s sin sin sin cos cos sin(90||)h ?δ?δ?δ?=+=--
故 s 90()h ?δ=-- 当?δ>时 （5）
s 90()h δ?=-- 当?δ<时 （6）
第一篇 建筑热工学 第1章 建筑热工学基础知识 1.室内热环境构成要素： 室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成。 2.人体的热舒适 ①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量。 m q ——人体新陈代谢产热量 e q ——人体蒸发散热量 r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量 ②充分条件：所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30% ，辐射散热约为45-50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%。处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。 （注意与“负热平衡区分”） ③影响人体热舒适感觉的因素： 1.温度； 2.湿度； 3.速度； 4.平均辐射温度； 5.人体新陈代谢产热率； 6.人体衣着状况。 3.湿空气的物理性质 ①湿空气组成：干空气+水蒸气=湿空气 ②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。 ⑴未饱和湿空气的总压力： w P ——湿空气的总压力（Pa ） d P ——干空气的分压力（Pa ） P ——水蒸气的分压力（Pa ） ⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力 注：标准大气压下，s P 随着温度的升高而变大（见本篇附录2）。表明在一定的大气压下，湿空气温度越高，其一定容积中所能容纳的水蒸气越少，因而水蒸气呈现出的压力越大。 ③空气湿度：表明空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法。 ⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量，用f 表示（g/m 3）。 饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f （g/m 3）表示。 ⑵相对湿度：一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f ，与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比： ⑶同一温度（T 相对湿度又可表示为空气中 P ——空气的实际水蒸气分压力 （Pa
建筑物理考试复习资料 ·试从隔热的观点来分析：（1）多层实体结构；（2）有封闭空气间层的结构；（3）带有通风间层的结构；它们的传热原理及隔热的处理原则。 答：（1）多层实体结构：多层实体材料的传热方式主要是导热。处理原则：1）为了提高材料层隔热的能力，最好选用λ和α都比较小的材料；2）采用粘土方砖或外饰面采用浅色，可使隔热效果良好。 （2）有封闭空气间层的结构：在封闭空气间层中的传热方式主要是辐射。处理原则：1）在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的材料如铝箔；2）外饰面的轻质隔热材料和浅色也很重要。 （3）带有通风间层的结构：是当室外空气流经间层时，带走部分从面层传下的热量，从而减少透过基层传入室内的热量。处理原则：1）增加进气口和排气口处的风压或热压；2）通风间层内表面不宜过分粗糙，进、出口的面积与间层横截面的面积比要大。 ·为提高封闭间层的隔热能力应采取什么措施？外围护结构中设置封闭间层其热阻值在冬季和夏季是否一样？试从外墙及屋顶的不同位置加以分析。 答：提高封闭间层的隔热能力采取措施：（1）在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的材料如铝箔；（2）把封闭间层放置在冷侧。 外围护结构中设置封闭间层，在冬季和夏季其热阻值情况： （1）空气间层的热阻主要取决于两个方面：（1）间层两个界面上的空气边界层厚度对流换热；（2）是界面之间的辐射换热强度辐射换热。 （2）在有限空间的对流换热强度，与间层的厚度，间层的位置、形状，间层的密闭性等因素有关，所以，对流换热不同，屋顶和外墙的热阻不同。 （3）由于冬、夏空气间层所处的环境温度，其间层中的辐射和对流换热量都随环境温度的不同而有较大变化，其辐射传热不同，在低温环境中辐射换热量比高温环境少，热阻较大。 ·试从降温与防止地面泛潮的角度来分析南方地区几种室内地面（木地板、水泥地面、磨石子地面或其它地面）中，在春季和夏季哪一种地面较好？该地面处于底层或楼层时有无区别？ 答：从降温与防止地面泛潮的角度来看，在春季和夏季用选用:木地板.因为，在南方湿热气候区，在春夏季节，为了要避免“差迟凝结”现象（室外空气温度和湿度骤然增加时，室内物体表面由于热容量的影响而上升缓慢，滞后若干时间而低于室外空气的露点温度，当高温高湿的室外空气流过室内低温表面时必然发生大强度的表面凝结），用热容量小的材料装饰地板表面，提高表面温度，减小夏季结露的可能性，效果较好。若用木地板，处于底层时，由于地层土地的热惰性大，表面温度较低，结露更为严重，所以，用木地板时要架空地面，用空气层防结露。 ·采暖房屋与冷库建筑在蒸汽渗透过程和隔汽处理原则上有何差异？ 答：采暖房屋：水蒸汽是由室内向室外渗透，隔汽层应设置在室内高温高湿的一侧 冷库建筑：水蒸气是由室外向室内渗透，隔汽层应设置在室外高温高湿的一侧 ·试说明一般轻质材料保温性能都比较好的道理，并解释为什么并非总是越轻越好？ 答：轻质材料一般空隙率较大，导热系数随空隙率的增加而减小，所以材料的热阻比较大，保温性能比较好。但是，当材料轻（密度小）到一定的地步，太大的空隙率，会使对流传热显著增加，孔壁温差变大，辐射传热加大，这样会使大量的热量散失掉，保温性能降低。 ·试详述外保温构造方法的优缺点。 答：外保温的优点： （1）使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低温度应力的起伏。 （2）由于承重层材料的热容量一般都远大于保温层，所以，外保温对结构及房间的热稳定性有利。 （3）外保温对防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结十分有利 （4）外保温法使热桥处的热损失减少并能防止热桥内表面局部结露。 （5）对于旧房的节能改造，外保温处理的效果最好。
2016年建筑物理热工学复习题 一、选择题（20分） 1、太阳辐射的可见光，其波长围是（B ）微米。 A．0.28~3.0 B．0.40~ 0.70 C．0.5~1.0 D．0.5~2.0 2、对于热带地区常有的拱顶和穹顶建筑的优点叙述中，（B ）是错误的？ A 室高度有所增加，可使热空气聚集在远离人体的位置 B 拱顶和穹顶建筑是为了建筑的美观需要 C 屋顶的表面积有所增加，室的辐射强度有所减少 D 一部分屋顶处于阴影区，可以吸收室部分热量 3、下列的叙述，（D ）不是属于太阳的短波辐射。 A 天空和云层的散射 B 混凝土对太阳辐射的反射 C 水面、玻璃对太阳辐射的反射 D 建筑物之间通常传递的辐射能 4、避免或减弱热岛现象的措施，描述错误是（C ）。 A 在城市中增加水面设置 B 扩大绿化面积 C 采用方形、圆形城市面积的设计 D 多采用带形城市设计 5、对于影响室外气温的主要因素的叙述中，（D ）是不正确的。 A 空气温度取决于地球表面温度 B 室外气温与太阳辐射照度有关 C 室外气温与空气气流状况有关 D 室外气温与地面覆盖情况及地形无关 6、冬季室外墙表面结露的原因（D ）。 A 室温度低 B 室相对湿度大 C 外墙的热阻小 D 墙体表面温度低于露点温度 7、在热量的传递过程中，物体温度不同部分相邻分子发生碰撞和自由电子迁移所引起的能量传递称为（C ）。 A.辐射 B.对流 C.导热 D.传热 8、绝热材料的导热系数λ为（B ）。 A.小于0.4W/(m*K) B.小于0.3W/(m*K) C.小于0.2W/(m*K) D.小于0.1W/(m*K) 9、把下列材料的导热系数从低到高顺序排列，哪一组是正确的（B ）？
采光窗种类、特性及使用范围 二、采光窗种类、特性及使用范围 (一)侧窗：侧窗构造简单，布置方便，造价低，光线的方向性好，有利于形成阴影，适于观看立体感强的物体，并可通过窗看到室外景观，扩大视野，在大量的民用建筑和工业建筑中得到广泛的应用。侧窗的主要缺点是照度分布不均匀，近窗处照度高，往里走，水平照度下降速度很快，到内墙处，照度很低，离内墙lm处照度最低。侧窗采光房间进深不要超过窗口上沿高度的2倍，否则需要人工照明补充。 侧窗分单侧窗、双侧窗和高侧窗三种，高侧窗主要用于仓库和博览建筑。 (二)天窗：随着建筑物室内面积的增大，只用侧窗不能达到采光要求，需要设计天窗。天窗分为以下几种类型： 1.矩形天窗：这种天窗的突出特点是采光比侧窗均匀，即工作面照度比较均匀，天窗位置较高，不易形成眩光，在大量的工业建筑，如需要通风的热加工车间和机加工车间应用普遍。为了避免直射阳光射入室内，天窗的玻璃最好朝向南北，这样阳光射人的时间少，也易于遮挡。天窗宽度一般为跨度的一半左右，天窗下沿至工作面的高度为跨度的0.35-0.7倍。 2.横向天窗(横向矩形天窗)：这种天窗比避风天窗采光系数高，均匀性好，省去天窗架，造价低，能降低建筑高度。设计时，车间长轴应为南北向，即天窗玻璃朝向南北。 3.锯齿形天窗：这种天窗有倾斜的顶棚作反射面，增加了反射光分量，采光效率比矩形天窗高，窗口一般朝北，以防止直射阳光进入室内，而不影响室内温度和湿度的调节，光线均匀，方向性强，在纺织厂大量使用这种天窗，轻工业厂房、超级市场、体育馆也常采用这种天窗。 4.平天窗：这种天窗的特点是采光效率高，是矩形天窗的2-3倍。从照度和亮度之间的关系式召E=L.Ω.cosa看出，对计算点处于相同位置的矩形天窗和平天窗，如果面积相等，平天窗对计算点形成的立体角大，所以其照度值就高。另外乎天窗采光均匀性好，布置灵活，不需要天窗架，能降低建筑高度，在大面积车间和中庭常使用平天窗。设计时应注意采取防止污染、防直射阳光影响和防止结露措施。 5.井式天窗：采光系数较小，这种窗主要用于通风兼采光，适用于热处理车间。 设计时，可用以上某一种采光窗，也可同时使用几种窗，即混合采光方式。 天然采光基本知识 二、采光窗种类、特性及使用范围 (一)侧窗：侧窗构造简单，布置方便，造价低，光线的方向性好，有利于形成阴影，适于观看立体感强的物体，并可通过窗看到室外景观，扩大视野，在大量的民用建筑和工业建筑中得到广泛的应用。侧窗的主要缺点是照度分布不均匀，近窗处照度高，往里走，水平照度下降速度很快，到内墙处，照度很低，离内墙lm处照度最低。侧窗采光房间进深不要超过窗
室内热环境： 室内热环境的组成要素：空气温度、空气湿度、空气流速、平均辐射温度 影响因素（重点掌握人体热舒适及其影响因素）:空气温度、空气湿度、空气流速、壁面温度、新陈代谢率、衣服热阻。 室内热环境的评价方法和标准：单因素评价：空气温度：居住建筑室内舒适性标准：夏季26—28度，冬季18—20度；可居住性标准：夏季不高于30度，冬季不低于12度 多因素综合评价方法：有利于发挥各种热环境改善措施的作用，降低能源消耗和经济成本。有效温度（ET*） 热应力指数（HSI） 预计热感觉指数（PMV-PPD） 生物气候图 采暖期度日数：室内基准温度（18度）与当地采暖期室外平均温度的差值乘以采暖期天数得出的数值，单位度*天。 “制冷期度日数”（空调期度日数）：当地空调期室外平均温度与室内基准温度（26度）的差值乘以空调期天数得出的数值，单位度*天。 室外热环境 室外热环境主要因素（重点）：太阳辐射、空气温度、空气湿度、风、降水 太阳辐射：地球基本热量来源，决定地球气候的主要因素，直接决定建筑的得热状况…… 辐射量表征：太阳辐射照度（强度）和日照时数 直接辐射照度、间接辐射照度、总辐射照度 太阳辐射照度影响因素：太阳高度角、空气质量、云量云状，地理纬度海拔高度、朝向…… 太阳辐射特点：直接辐射：太阳高度角、大气透明度成正比关系 云量少的地方日总量和年总量都较大 海拔越高，直接辐射越强 低纬度地区照度高于高纬度地区 城市区域比郊区弱 间接辐射：与太阳高度角成正比，与大气透明度成反比 高层云的散射辐射照度高于低层云 有云天的散射辐射照度大于无云天 日照时数：可照时数、实照时数 日照百分率：实照时数/可照时数*100% 我国日照特点：日照时数由西北向东南逐步减少 四川盆地日照时数最低 一般在太阳能资源区划中有丰富区、欠丰富区、贫乏区 空气温度：气温是常用的气候评价指标，单位摄氏度、华氏度（F=32+1.8C） 气象学中所指的空气温度是距离地面1.5m高，背阴处空气的温度。测量空气温度必须避免太阳辐射的影响。 空气温度的主要影响因素：太阳辐射（迟滞效应） 地表状况（下垫面）大气对流作用
一、名词解释 1. 室内热环境：主要是由室内气温湿度气流及壁面热辐射等因素综合而成的室内微气候 2. 室外热环境：是指作用在建筑外围护结构上的一切热湿物理因素的总称，是影响室内热环境的首要因素 3. 热舒适：指人们对所处室内气候环境满意程度的感受 4. 城市气候：在不同区域气候的条件下，在人类活动特别是城市化的影响下形成的一种特殊气候。 5. 热岛效应：由于城市的人为热及下垫面向地面近处大气层散发的热量比郊区多，气温也就不同程度的比郊区高，而且由市区中心地带向郊区方向逐渐降低的现象 6. 传热：指物体内部或者物体与物体之间热能转移的现象 7. 热阻：指热流通过壁体时遇到的阻力，或者说它反映了壁体抵抗热流通过的能力。 8. 露点温度：某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度达到100%时所对应的温度 9. 材料的传湿：当材料内部或外界的热湿状况发生改变导致材料内部水分产生迁移的现象 10. 建筑物采暖耗热量指标：指按照冬季或采暖期室内热环境设计标准和设定的室外计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需由室内采暖设备提供的热量 11. 建筑通风：一般是指将新鲜空气导入人们停留的空间，以提供呼吸所需要的空气，除去过量的湿气，稀释室内污染物，提供燃烧所需的空气以及调节气温 12. 室内空气污染：指在室内空气正常成分之外，又增加了新的成分，或原有的成分增加，其数量浓度和持续时间超过了室内空气的自净能力，而使空气质量发生恶化，对人们的健康和精神状态工作生活等方面产生影响的现象。 13. 日照时间：以建筑向阳房间在规定的日照标准日受到的日照时数 14. 日照间距：指前后两排房屋之间，为保证后排房屋在规定的时日获得所需日照量而保持的一定间隔距离 15. 外遮阳系数:在阳光直射的时间里，透进有遮阳设施窗口的太阳辐射量与透进没有遮阳设施窗口的太阳辐射量的比值 16. 窗口综合遮阳系数：（Sw）指窗玻璃遮阳系数SC与窗口的外遮阳系数SD的乘机 二、填空及选择 1、室内热环境的影响因素有室外气候因素、热环境设备的影响、家用电器等设备的影响和人体活动的影响。 2、人的冷热感觉不仅取决于室内气候，还与人体本身的条件（健康状况、种族、性别、年龄、体形等）、活动量、衣着状况等诸多因素有关。 3、当达到热平衡状态时，对流换热约占总散热量的25％～30％，辐射散热量占45％～50％，呼吸和无感觉蒸发散热量占25％～30％时，人体才能达到热舒适状态。 4、城市与郊区相比，郊区得到的太阳直接辐射多，城市的平均风速低，郊区的湿度大，城市的气温高，城市气候的特点表现为热岛效应。 5、按照我国《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93，将我国划分成严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区及温和地区五个区。 6、风向和风速是描述风特性的两个要素。 7、对流换热系数α 的单位是W/m2·K，热阻R的单位是m2·K/W 8、围护结构保温构造可分为：保温、承重合二为一构造；保温层、结构层复合构造以及单一轻质保温构造三种。 9、建筑物的通风中，产生压力的原因有：风压作用和热压作用。 10、外围护结构由于冷凝而受潮可分为表面凝结和内部冷凝两种。
热工部分 一、基本概念 1?导热系数（2）：反映了材料的导热能力。在数值上等于单位厚度材料层两而温差为1K, 在lh内通过2 of截面积的热量。单位：（金属>非金属和液体〉气体） 影响因素：1）材质；2）材料干密度（正）；3）材料含湿量（正）；4）温度（正） 2 ?对流换热系数（久）：表示物体对流换热能力，数值上等于温差为1K,在lh内通过inf 截面积的热量。 影响因素：气流状况（是自然对流还是受迫对流）；构件位置（是处于垂直的、水平的或是倾斜的）；壁面状况（是有利于气流流动还是不利于流动）；传热方向（由下而上（快）或是由上而下（慢））等主要影响因素。 3?辐射换热系数（乞）：表示物体辐射换热能力。数值上等于温差为1K,在lh内通过inf 截面积的热量。 影响因素：各物体的表面温度、发射和吸收辐射热的能力（E、T）以及它们之间的相对位置。 4?平壁的表面换热系数（匕、aj：是表面对流换热系数和辐射换热系数的和。 5?辐射热的吸收系数、反射系数、黑度 Ph = — .r h =厶分别称为吸收系数和反射系数。 * 黑度（￡）：灰体的全辐射本领与同温下绝对黑体的全辐射本领的比值。 对于任意特定波长，物体对辐射热的吸收系数在数值上与其黑度￡是相等的。这就是说，物 体辐射能力愈大,它对外来辐射的吸收能力也愈大；反乙若辐射能力愈,则吸收能力也愈小。 6?材料蓄热系数（S）：半无限厚物体表面热流波动的振幅与温度波动振幅力广的比值称为物体在谐波热作用下的材料蓄热系数。 单位为：W/ （m2?K）影响因素：谐波周期；材料基本物理指标入c、口等。 物理意义：半无限厚物体在谐波热作用下，表面对谐波热作用的敏感程度。 7?材料层表面蓄热系数（Y）：材料层表面的热流波动振幅爲与表面温度波动振幅勺的比值。 8.热惰性指标：D = R』S称为厚度为x的材料层的热惰性指标，表示围护结构在谐波热作用下反抗温度波动的能力。当D>1.0时，Y = S；当D< 1 .0时，则材料层另侧表面的边界条件对表面温度的波动有不可忽略的影响，此吋YHS。 9?饱和蒸汽压（最大水蒸气分压力）［Ps］：处于饱和状态的湿空气中的水蒸汽分压力。 10?绝对湿度（/）：单位体积空气中所含水蒸汽的重量（g/m3）o饱和时用人疵表示。 相对湿度（0）：—定温度，一定大气压下，湿空气的绝对湿度与同温同压下饱和蒸汽量的百分比。 G）=-^-X100%=—xlOO% 几x Ps
建筑物理（光学）复习 一、填空题 1.可见度概念是用来定量表示人眼看物体的清楚程度，以前又把它称为。一个物体之所以能够被看见，主要有一定的、和。 2. 从颜色的分类看，颜色分为色和色两大类。 3. 由视网膜的锥体细胞起作用的视觉称为，由视网膜的杆状细胞起作用的视觉称为。 4.所谓光气候，是由、和形成的天然光平均状况。 5. 室内工作照明方式一般分为、、和 4种。 6.可以认为灯具是所需的灯罩的总称。 7.人工电光源按发光原理分类，可分为光源、光源及光源三类。 8.明视觉曲线V（ ）的最大值在波长nm处。即在部位最亮。 9. 对被照面而言，常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它被照射的程度，就是常用的，符号为。 10. 建筑光学中，常用光通量表示一个光源发出的多少。光通量是成为光源的一个。 11.任何颜色的光均能以不超过纯光谱波长的光来正确模拟。 12.在色度学中将、、三色称为加色法的三原色。 13.在辐射作用下既不反射也不透射，而能把落在它上面的辐射全部吸收的物体称为 或称为。 二、名词解释 1.光谱光视效率 2.光反射比
3.采光系数 4.平天窗 5. 光气候分区 6. 眩光 7.光源的色温 8.规则反射 9.亮度对比 三、计算题 1. 房间的平面尺寸为7m×15m，净空高3.6m，在顶棚正中布置一个亮度为500cd/m2的均匀扩散光源（发光顶棚），其尺寸为5m×13 m，求房间正中和四角处的地面照度（不考虑室内反射光）。 2. 在侧墙和屋顶上各有一个1㎡的窗洞，它们与室内桌子的相对位置如图，设通过窗洞看见的天空亮度均为10000cd/㎡,试分别求出各个窗洞在桌面上形成的照度（桌面与侧窗窗台等高）。 四、简答题 1.简述我国光气候概况。 2.简述侧窗采光的优缺点。 3.简述室内环境照明设计的空间亮度分布及照明技术与照明艺术。 4.简述建筑物夜景照明 5.简述绿色照明工程 6.简述室外照明的光污染
1、在热量的传递过程中，物体温度不同部分相邻分子发生碰撞和自由电子迁移所引起的能量传递称为（C）。a.辐射； b.对流； c.导热； d.传热。 2、绝热材料的导热系数λ为（C）。 a.小于0.45W/(m.K)； b.小于0.35W/(m.K)； c.小于0.25W/(m.K)； d.小于0.15W/(m.K)。 3、把下列材料的导热系数从低到高顺序排列，哪一组是正确的？Ⅰ、钢筋混凝土；Ⅱ、水泥膨胀珍珠岩；Ⅲ、平板玻璃；Ⅳ、重沙浆砌筑粘土砖砌体；Ⅴ、胶合板（ B ）。 a. Ⅱ、Ⅴ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ； b. Ⅴ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ； c. Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅴ； d. Ⅴ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ。 4、下列陈述哪些是不正确的？（ B ） a.铝箔的反射率大、黑度小； b.玻璃是透明体； c.浅色物体的吸收率不一定小于深颜色物体的吸收率； d.光滑平整物体的反射率大于粗糙凹凸物体的反射率。 5、白色物体表面与黑色物体表面对于长波热辐射的吸收能力。（ D ） a.白色物体表面比黑色物体表面弱； c.相差极大； b.白色物体表面比黑色物体表面强； d.相差极小。 6、在稳定传热状态下当材料厚度为1m两表面的温差为1℃时，在一小时内通过1m2截面积的导热量，称为（ D ）。 a.热流密度b.热流强度c.传热量；d.导热系数 7、当空气中实际含湿量不变，即实际水蒸气分压力p不变，下列叙述错误的是（BD ） a.空气温度降低时，相对湿度将逐渐增高； b.空气温度降低时，相对湿度将逐渐降低； c.空气温度升高时，相对湿度将降低； d.空气温度降低时，相对湿度不变。 8、人感觉最适宜的相对湿度应为：（ C ） a. 30~70 % ； c. 50~60% ； b. 40~70% ； d. 40~50% 。 10．空气的绝对湿度 B 反映空气的潮湿程度。（a.能；b.不能） 11．下列各量的单位是：对流换热系数αB ；热阻R A 。（a.m2K/W；b.W/m2K）12．人体正常热平衡是指对流换热约25%-30；辐射换热约占45%-50%，蒸发散热约占25%-30% 。
1．建筑物理是研究建筑与环境中的声、光、热等物理现象以及这些物理现象与建筑相互作用的一门学科。 2．建筑热工学的主要任务是：通过建筑上的规划，有效的防护或利用室内外热作用，经济、合理地解决房屋的保温、防热、防潮、日照等问题。 3．处于室内人体的散热量取决于：室内空气温度、室内风速、围护结构内表面温度三个主要因素。 室内热湿环境影响人体舒适度的主要因素有：室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境之间的辐射换热。 4．室内热湿环境影响人体舒适度的主要因素有：室内空气温度、湿度、气流速度和室内热辐射。适宜的室内热环境可以使人体易于保持热平衡从而感到舒适的室内环境条件。 5．一般情况下，人体正常散热的指标为：对流散热约占总散热量的25～30％，辐射散热约占45～50％，呼吸和无感觉蒸发散热约占25～30％。 6．在自然界中，只要存在温差就会有传热现象，热量能由高温部位传至低温部位，传热的方式有辐射、对流和导热三种形式，建筑物的传热大多是三种方式综合作用的结果。 7．影响湿空气物理性质的主要因素有：空气温度、水蒸气分压值、相对湿度、露点温度等。 8．结合建筑设计的需要，影响室外热气候的的五大要素：空气温度、太阳辐射、大气湿度、气压与风、凝结与降水。 9．太阳辐射是房屋外部的主要热源。影响太阳辐射强度的因素：太阳高度角、大气透明度、地理纬度、云量和海拔高度等。 10．简述城市小气候的特点 11．简述城市热岛的成因 12．简述玻璃温室效应的基本原理 13．通过维护结构的传热有3个基本过程，即：表面感热、构件传热、表面散热。14．材料对热辐射的吸收和反射性能，主要取决于表面的颜色、材料性质和光滑平整程度。（并能举例说明） 15．建筑围护结构传热设计计算中，常将传热过程简化为一维稳定传热，请说明一维稳定传热的概念和传热特征。 16．在空气间层中，热阻主要取决于间层的空气层厚度和间层中界面间的辐射换热强度。
建筑热工学第一章：室内热环境 1.室内热环境的组成要素：室内气温、湿度、气流、壁面热辐射。 2.人体热舒适的充分必要条件，人体的热平衡是达到人体热舒适的必要条件。人体按正常比例散热是达到人体热舒适的充分条件。 对流换热约占总散热量的25%-30%， 辐射散热量占45%-50%， 蒸发散热量占25%-30% 3.影响人体热感的因素为：空气温度、空气湿度、气流速度、环境平均辐射温度、人体新陈代谢产热率和人体衣着状况。 4.室内热环境的影响因素： 1）室外气候因素 太阳辐射 以太阳直射辐射照度、散射辐射照度及用两者之和的太阳总辐射照度表示。水平面上太阳直射照度与太阳高度角、大气透明度成正比关系。散射辐射照度与太阳高度角成正比， 与大气透明度成反比。太阳总辐射受太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度和地理纬度等因素的影响。 空气温度 地面与空气的热交换是空气温度升降的直接原因，大气的对流作用也以最强的方式影响气温，下垫面的状况，海拔高度、地形地貌都对气温及其变化有一定影响。 空气湿度 指空气中水蒸气的含量。一年中相对湿度的大小和绝对湿度相反。 风 地表增温不同是引起大气压力差的主要原因 降水 2）室内的影响因素： 热环境设备的影响；其他设备的影响；人体活动的影响 5.人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种。 6.气流速度对人体的对流换热影响很大，至于人体是散热还是得热，则取决于空气温度的高低。 7.影响人体蒸发散热的主要因素是作用于人体的气流速度和环境的水蒸气分压力。 8..热环境的综合评价： 1）有效温度：ET 依据半裸的人与穿夏季薄衫的人在一定条件的环境中所反应的瞬时热感觉作为决定各项因素综合作用的评价标准。 2）热应力指数：HSI 根据在给定的热环境中作用于人体的外部热应力、 不同活动量下的新陈代谢产热率及环境蒸发率等的理论计算 而提出的。当已知环境的空气温度、空气湿度、气流速度和平均辐射温度以及人体新陈代谢产热率便可按相关线解图求得热应力指标。 3）预计热感指数：PMV 人体蓄热量是空气温度、空气相对湿度、气流速度和平均辐射温度4个环境参数及人体新陈代谢产热率、皮肤平均温度、肌体蒸发率、所着衣热阻的函数。 9、城市区域气候特点： 1）大气透明度较小，削弱了太阳辐射；
一、选择题（在每道题的被选答案中，选择一个正确的答案）（共40分） 1.以下哪种措施会导致加气混凝土墙体导热量的增加？（D ）（4分） A.增加墙体的厚度 B.减小墙体内外表面的温差 C.减小墙体的表面面积 D.向墙体淋水增加墙体含湿量 2.华工27号楼屋面为佛甲草种植屋面，下面哪项不是种植屋面的隔热原理（C ）？（4 分） A.水份蒸腾 B.植物光合作用 C.促进通风 D.遮挡阳光 3.以下广州地区常见的墙体材料中，导热系数最小的是（B ）。（4分） A.灰沙砖砌体 B.加气混凝土 C.钢筋混凝土 D.红砖砌体 4.档案馆要求墙体室内侧表面的温度波动小，稳定性强，一般选择（A ）的材料放于室 内侧。（4分） A.蓄热系数大 B.热惰性指标大 C.蓄热系数小 D.热惰性指标小 5.下述关于建筑物自然通风设计的说法，不正确的一项是（A ）。（4分） A.岭南传统民居的庭院与天井设计符合风压通风原理 B.为促进自然通风，广州地区建筑物的朝向应为南向或偏南向 C.错列式的建筑群布局方式优于行列式 D.房间进出风的开口位置应使气流经过房间的主要使用区域 6.以下关于广州气候的说法，不正确的一项为（C ）。（4分） A.气温年较差和日较差较小 B.大气透明度和日照百分率不高 C.风向随季节发生规律性变化，夏季的主导风向为东风 D.降雨较为丰富 7.冬季赤脚接触大理石地板和木地板，热感觉会有明显不同，其原因在于二者的（C ）不
同。（4分） A.导热系数 B.密度 C.蓄热系数 D.热惰性指标 8.夏天雨后潮湿闷热的感觉主要与人体的（D ）有关。（4分） A.产热量 B.对流换热量 C.辐射换热量 D.蒸发散热量 9.下面城市对气候影响的描述中哪项是不正确的？（D ）（4分） A.大气透明度小，削弱了太阳辐射 B.热岛效应 C.降水增多 D.市区风速变大 10.广州地区夏季空调室内设计计算温度为（C ）。（4分） A.16℃ B.18℃ C.26℃ D.30℃ 二、简述题（共60分） 1.绿化遮阳、结合建筑构件处理的遮阳和遮阳板遮阳为建筑遮阳常见的3种形式，试各举 一例，简要说明其遮阳原理。（15分） 评分依据：各给出一例合理遮阳的设计作品，并阐明其原理即给满分。
柳孝图版建筑物理复习资料 第一份 建筑热工篇第一章室内热环境 1、人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种。 2、人体热平衡的影响因素：人体新陈代谢产热量qm，对流换热量qc，辐射换热量qr，人体的蒸发散热量qw 8、室内热环境的影响因素： 1）室外气候因素太阳辐射空气温度空气湿度（指空气中水蒸气的含量）风降水 2）室内的影响因素：热环境设备的影响；其他设备的影响；人体活动的影响 9、城市区域气候特点： 1）大气透明度较小，削弱了太阳辐射；2）气温较高，形成“热岛效应”；3）风速减小，风向随地而异；4）蒸发减弱、湿度变小；5）雾多、能见度差。 10、建筑热工设计分区：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区 11、微气候影响因素：地段下垫面，建筑群布局、选用的建筑材料等第二章传热基本知识 1、导热是由温度不同的质点（分子、原子、自由电子）在热运动中引起的热能传递现象。导热系数：在稳定条件下，1m厚的物体，两侧表面温差为1℃，1h内通过1㎡面积传递的热量。导热系数的影响因素：材质的影响、材料干密度的影响、材料含湿量的影响。 2、对流是由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能。 对流换热的强弱主要取决于：层流边界层内的换热与流体运动发生的原因、流体运动状况、流体与固体壁面温度差、流体的物性、固体壁面的形状、大小及位置等因素。自然对流换热受迫对流换热 3、辐射热射线的传播过程叫做热辐射，通过热射线传播热能就称为辐射传热。辐射传热特点： 1）在辐射传热过程中伴随着能量形式的转化； 2）电磁波的传播不需要任何中间介质； 3）凡是温度高于绝对零度的一切物体，不论它们的温度高低都在不间断地想外辐射不同波长的电磁波，辐射传热是物体之间相互辐射的结果，不受温度高低的影响。 凡能将辐射热全部反射的物体称为绝对白体，能全部吸收的称为绝对黑体，能全部透过的则称为绝对透明体或透热体。吸收系数接近于1的物体近似地当作黑体。 单位时间内在物体单位表面积上辐射的波长从0到∞范围的总能量，称作物体的全辐射本领，通常用E表示，单位为W/㎡。单位时间内在物体单位表面积上辐射的某一波长的能量称为单色辐射本领。 灰体：辐射光谱曲线的形状与黑体辐射光谱曲线的形状相似，且单色辐射本领不仅小鱼黑体同波长的单色辐射本领，两者的比例为不大于1的常数。 选择性辐射体：只能吸收和发射某些波长的辐射能，并且其单色辐射本领总小于同温度黑体同波长的单色辐射本领。 4、平壁稳态传热过程：平壁内表面吸热，平壁材料层导热，平壁外表面散热 5、简谐作用下，材料和维护结构的热性指标：材料蓄热系数，材料层的热惰性指标，材料层表面蓄热系数 6、封闭空气间层的传热特性（1）在建筑维护结构中采用封闭空气间层可以增加热阻，并且材料省，重量轻，是经济技术措施（2）如果构造技术可行，在维护结构中用多个薄的空气间层（3）为了减少空气间层的辐射传热量，可在温度较高一侧的表面涂贴，防止间层结露。 7、建筑传湿，凡是含有水蒸气的空气就是湿空气。湿空气的压力pw等于干空气的分压力pd和水蒸气的分压力p之和第三章建筑保温 1、建筑保温的途径： 1）建筑体形的设计，应尽量减少外围护结构的总面积。2）围护结构应具有足够的保温性
一、传热的基本方式 0.按正常比例散热：指的是对流换热约占总散热量的25-30，辐射散热约为45-50，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30，处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。 1.传热的特点：传热发生在有温度差的地方，并且总是自发地由高温处向低温处传递。 3.导热：定义：指温度不同的物体直接接触时，靠物质微观粒子（分子、原子、自由电子等）的热运动引起的热能转移现象。导热可在固体、液体、和气体中发生，但只有在密实的固体中才存在单纯的导热过程。 4.对流：定义：对流只发生在流体中，是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。促使流体产生对流的原因:1.本来温度相同的流体，因其中某一部分受热（或冷却）而产生温度差，形成对流运动，称为“自然对流”.2. 因受外力作用（如风吹、泵压等）迫使流体产生对流，称为“受迫对流”。工程上遇到的一般是流体流过一个固体壁面时发生的热量交换过程，称为“对流换热”。单纯的对流换热不存在，总伴随有导热发生。 5.辐射：定义：辐射指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著效应的电磁波）来传递能量的现象。自然界中凡温度高于绝对零度（0K ）的物体，都能发射辐射热，同时，也不断吸收其它物体投射来的辐射热。特点：辐射换热时有能量转化：热能--辐射能--热能。参与换热的物体无须接触。 6.温度场：热量传递的动力是温度差，研究传热时必须知道物体的温度分布。对某一物体或某一空间来说，某一瞬时，物体内各点的温度总计叫温度场。物体内各点温度不随时间变化，称为稳定温度场；反之，则为不稳定温度场。 二、围护结构的传热过程 1.平壁导热:定义：指通过围护结构材料传热。 2.经过单层平壁导热：单位时间内通过单位面积的热流量，称为热流强度。热阻：导热过程的阻力。为导热体两侧温差与热流密度之比。在同样温差条件下，热阻越大，通过材料层的热量越少；增加热阻的方法：加大平壁厚度或选用导热系数小的材料。 4.对流换热：体与温度不同的物体表面接触时，对流和导热联合起作用的传热。对流换热系数：物理意义是：当流体与固体表面之间的温度差为1K 时， 1m*1m 壁面面积在每秒所能传递的热量。 5.辐射换热：本质：物体表面向外辐射出的电磁波在空间传播；电磁波的波长可从10-6M 到数公里；不同波长的电磁波落到物体上可产生各种不同的效应.特点：（1）辐射换热中伴随有能量形式的转化：一物体内能→电磁波→另一物体内能；（2）电磁波可在真空中传播，故辐射换热不需有任何中间介质，也不需冷热物体直接接触；（3）一切物体，不论温度高低都在不停地对外辐射电磁波，辐射换热是两物体互相辐射的结果。 三、湿空气的物理性质 1.水蒸气分压力：湿空气：指干空气与水蒸气的混合物。水蒸气的含量未达到限度的湿空气，叫未饱和湿空气；达到限度时则叫饱和湿空气。饱和蒸汽压（或最大水蒸气分压力）：处于饱和状态的湿空气中水蒸气所呈现的压力。标准大气压下，饱和蒸汽压随温度的升高而增大。 2.空气湿度：湿度：空气的干湿程度。绝对湿度：每立方米空气中所含水蒸气的重量。绝对湿度一般用f 表示；饱和空气的绝对湿度用饱和蒸气量 fmax 表示。相对湿度：一定温度和大气压下， 湿空气的绝对湿度与同温同压下的饱和蒸气量的百分比。表示为 e/E.100% 3.露点温度：（设不人为地增加或减少空气含湿量，而只用干法加热或降温空气） 某一状态的空 气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度时所对应的温度，称为该状态下空气 的露点温度，用 tc 表示。 四、稳定传热 1.平壁的稳定传热:传热过程：室内、外热环境通过围护结构而进行的热量交换过程，包含导热、对流及辐射方式的换热，是一种复杂的换热过程稳定传热过程：温度场不随时间而变的传热过程。c a 00100=?
《建筑物理热工学》作业 一、名词解释 1.太阳高度角与方位角太阳高度角是指太阳光线与地面间的夹角h。 太阳方位角是指太阳光线在地平面上的投射线与地平面正南线所夹的角A。 2.传热系数、导热系数与太阳辐射吸收系数导热系数是在稳定条件下1m宏的 物体，两侧表面温差为1℃时，在1h内通过的1㎡面积所传导的热量。传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度（K，℃），1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米·度。太阳辐射吸收系数围护结构外表面吸收的太阳辐射照度与其投射到的太阳辐射照度之比值 3.绝对湿度与相对湿度绝对湿度是单位体积空气中所含水蒸气的重量。相对湿 度是在一定温度、一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f，与同温同压下的饱 的百分比。 和水蒸气量f max 4.PMV-PPD 5.露点温度本来是不饱和的空气，终于因室温下降而达到饱和状态，这一特定 温度称为该空气的“露点温度” 6.P110风压与热压风压：气流受房屋阻挡后流向和流速改变，在房屋各个面上 造成了正负大小不同的静压。热压：渐层空气被加热后温度升高，密度变小。 7.室外综合温度室外综合温度是由室外空气温度、太阳辐射当量温度和建筑外 表面长波辐射温度三者叠加后综合效果的假想温 二、简答题 1.P98举例说明防止夏季结露的方法并说明原理。⑴架空层防结露。架空地板 对防止首层地面、墙面夏季结露有一定的作用。把住宅首层设为车库等公用设施，地板脱离土地，提高了住宅首层地面的温度，降低了居室地面夏季结露的强度。⑵空气层防结露。利用空气层防潮技术可以满意地解决首层地板的夏季结露问题。⑶材料层防结露。采用热容量小的材料装饰房间内表面特别是地板表面，如木地板、三合土、地毯等地面材料，提高表面温度，减小夏季结露的可能性。⑷呼吸防结露。利用多孔材料的对水分吸附冷凝原理和呼吸作用，不仅可以有限地调节室内空气的湿度。如陶土防潮砖和防潮缸砖就有这种呼吸防结露作用。⑸密闭防结露。在雷暴将至和久雨初晴之时，室外空气温湿度骤升，应尽量将门窗紧闭，避免室外高温高湿空气与室内低温表面接触；减少气流将大量水分带进室内，在温度较低的表面上结露。⑹通风防结露。梅雨时节，自然通风愈强，室内结露愈烈；但是。有控制的通风，仍然不失为防止夏季结露的有效方法之一。白天，夏季结露严重结露发生之前，应该把门窗紧闭，限制通风。在夜间，室外气温降低以后，门户开放，通风有减湿、干燥、降温、防潮作用。⑺空调防结露。近来，居民使用空调越来越多。利用空调器的抽湿降温作用，对防止夏季结露也十分有效。 2.节约建筑空调能耗的设计方法有哪些？⑴合理确定空调建筑的室内热环境标 准⑵合理设计建筑平面与形体⑶改善和强化维护结构的热工性能⑷窗户隔热和遮阳⑸空调房间热环境的联动控制（自然通风+电扇调风+空调器降温）⑹3.外围护结构的隔热重点在什么部位？重点是屋面，其次是西墙和东墙
第一章 1、建筑物内部环境：室内物理环境（生理环境）和室内心理环境。 2、按正常比例散热：对流换热25%~30%，辐射散热45%~50%，呼吸和无感觉蒸发换热25%~30%。 3、室内热环境构成要素：室内空气温度、湿度、气流速度和环境辐射温度。 ·室内热环境分为舒适的、可以忍受的、不能忍受的三种情况。 4、f绝对湿度：单位体积空气中所含水蒸气的重量。g/m3 5、相对湿度：在一定温度、大气压力下，湿空气的绝对湿度与同温同压下的饱和水蒸气量的百分比。 6、td露点温度：在大气压一定、空气含湿量不变的情况下，未饱和的空气因冷却而达到饱和状态的温度。（或相对湿度100%时的温度） ·按照的风的行程机理，风可以分为大气环流和地方风。地方风分为水陆风，山谷风，林原风。 ·建筑气候分区及对建筑设计的基本要求： 1.严寒地区必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热。 2.寒冷地区应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热。 3.夏热冬冷地区：必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温。 4.夏热冬暖地区：必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温。 5.温和地区：部分地区考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热。 ·城市气候的基本特征表现：1.空气温度和辐射温度2.城市风和絮流3.气温和降水 4.太阳辐射和日照。 ·城市气候的机制差异原因：1.高密度的建筑物改变了地表形态2.高密度的人口分布改变了能源资源消费结构。 7、导热系数：在稳定条件下，1m厚的物体，两侧表面温度差为1℃时，在1h内通过1㎡面积所传导的热量。导热系数越大，表明材料的导热能力越强。 8、影响导热系数的因素：物质的种类，结构成分，密度，湿度，压力，温度。 10、表面对流换热：空气沿维护结构表面流动时，与壁面之间所产生的热交换过程。这种过程，既包括空气流动所引起的对流传热过程，同时也包括空气分子间和空气分子与壁面分子之间的导热过程。这种对流与导热的综合过程称为表面的对流换热。 ·物体的辐射特性：按物体的辐射光谱特性，可分为黑体、灰体、选择辐射体（非灰体）。黑体的辐射能力最大，非灰体只能发射某些波长的辐射线。 黑体：能发生全波段的热辐射，在相同的温度条件下，辐射能力最大。 一般建筑材料都可以看做灰体。 11、围护结构的传热过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。 第二章 1、一维传热：有一厚度为d的单层均质材料，当其宽度与高度的尺寸远远大于厚度时，则通过平壁的热流可视为只有沿厚度一个方向。 2、一维稳定传热：当平壁的内、外表面温度保持稳定时，则通过平壁的传热情况亦不会随时间变化。 3：一维稳定传热特征：①通过平壁的热流强度处处相等；②同一材质的平壁内部各界面温度分布呈直线关系。 4、多层平壁：由几层不同材料组成的平壁。 5、多层平壁的总热阻等于各层热阻的总和。 ·热阻：热量由平壁内表面传至平壁外表面过程中的阻力，符号R，单位㎡·k/W 6、平壁的传热系数物理意义：在稳定的条件下，围护结构两侧空气温差为1K，1h内通过1㎡面积传递的热量，W/(㎡·K) 7、封闭空气间层的热阻：1.固体材料内是以导热方式传递热量的。而在空气间层中，导热、对流和辐射三种热传递方式都明显地存在着，其传热过程实际上是在一个有限空气间层的两个表面之间的热转移过程，包括对流换热和辐射换热。 8、提高空气间层的热阻的方法： 1）将空气间层布置在围护结构的冷侧，降低间层的平均温度。 2）在间层壁面涂贴辐射系数小的反射材料（铝箔）。 3）设置一个厚的空气间层不如设置多个薄的空气间层。 9、在有限空间内的对流换热强度，与间层的厚度，间层的位置、形状，间层的密闭性等因素有关。 10、当间层厚度较薄时，上升和下沉的气流相互干扰，此时气流速度虽小，但形成局部环流而使边界层减薄。当厚度增大时，上升气流与下沉气流相互干扰的程度越来越小，气流速度也随着增大，当厚度达到一定程度时，就与开
物理复习 1、我国建筑热工设计分区 （1）严寒地区:指累年最冷月平均温度低于或等于-10摄氏度的地区。设计要求：建筑满足冬季保温要求，加强建筑物的防寒措施，一般不考虑夏季防热。包括地区：内蒙古和东北部、新疆北部地区、西藏和青海北部地区。 （2）寒冷地区：指累年最冷门平均温度0^-10摄氏度的地区。设计要求：建筑满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热。包括地区：华北、新疆和西藏南部地区及东北南部地区。 （3）夏热冬冷地区：指累年最冷月平均温度（T10摄氏度的地区。设计要求：建筑满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温。包括地区；长江中卜游地区，即南岭以北，黄河以南的地区。 （4）夏热冬暖地区：指累年最冷月平均温度高于10摄氏度的地区。设计要求：建筑必须充分满足冬季保温要求，一般不考虑夏季防热。包括地区：南岭以南及南方沿海地区。 （5）温和地区：指累年最冷月平均温度为0?30摄氏度的地区。设计要求：部分建 筑满足冬季保温要求，加强建筑物的防寒措施，一般不考虑夏季防热。包括地区：云南、贵州西部及四川南部地区。 例：按《民用建筑热工设计规范》要求，卜?列哪一地区的热工设计必须满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热？C A、严寒地区 B、夏热多冷地区 C、寒冷地区 D、夏热冬暖地区 2、建筑的传热方式：导热、对流、辐射? 3、光气候是由太阳直射光、天空漫射光和地血反射光形成的天然光平均状况。 4、建筑光学的基本知识：主要掌握人的感觉波长（波长大于780nm的红外线、无线电波等，以及小于380nni的紫外线、X射线等，人眼都感觉不到。） 5、计算题 声压级差（Z^Lp二Lpl-Lp2）AL总声压级 0、13Lpl+3 2~32Lpl+2 4?91Lpl+1 》=100Lpl+O 总声压级应该两两从小到大计算 例：声压级为OdB的两个声音，叠加以后的声压级为：C A、没有声音 B、OdB C、3dB D、6dB 6、当墙体的单位面积重量m增加1倍，或者频率f增加一倍，即mf每增加一倍，隔声量增加6倍。（单独增加墙体的重量未必TF加强隔声量的效果）质量定律R = 20 lg（fm） +k 例：根据质量定律，当频率增加1倍时，隔声量增加（B） A 3d B B 6dB C WdB D 20dB 7、多孔材料的构造特征：是在材料中有许多微小间隙利连续气泡，因而具有一定的通气性。当声波入射到多孔材料时，引起小孔或间隙中空气的振动。小孔中心的空气质点可以自由地响应声波的压缩和稀疏，但是紧靠孔壁或材料纤维表ifli的空气质点振动速度较慢。由于摩擦和空气的黏滞阻力，使空气质点的动能不断转化为热能；此外，小孔中空气与孔壁之间还不断发生热交换，这些都使相当一部分声能因转化为热能而被吸收。多孔材料的吸声频响特性：中高频吸声较大，低频吸声较小。 例：I下面所列的材料，哪些属于多孔吸声材料？（B） A聚苯板B泡沫塑料C加气混凝土D拉毛水泥墙面