建筑物理热学重点
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建筑物理知识点建筑物理是建筑工程领域中一个重要的学科,涉及建筑结构、建筑材料、建筑热学、建筑声学等多个方面的知识。
本文将介绍建筑物理知识中的一些重要内容,以帮助读者更好地了解建筑物理。
1. 建筑结构建筑结构是建筑物理中的核心内容之一,包括梁、柱、墙等承重结构的设计和施工。
建筑结构的稳定性和安全性是建筑物理工程中最基本的要求,工程师需要对建筑结构的荷载、强度、刚度等参数进行精确计算,确保建筑物能够经受住各种外力的作用。
2. 建筑材料建筑材料是建筑物理中另一个重要的方面,主要包括混凝土、钢结构、玻璃等材料。
不同的建筑材料具有不同的性能和用途,工程师需要根据建筑设计的要求选择合适的材料,并进行材料的施工和检测,以确保建筑物的质量和耐久性。
3. 建筑热学建筑热学是建筑物理中一个重要的分支学科,主要研究建筑物体内外的热传导、传热和保温问题。
在建筑工程中,建筑热学可以帮助工程师设计合理的采暖、通风和空调系统,提高建筑物的能源利用效率,减少能源消耗和环境污染。
4. 建筑声学建筑声学是建筑物理中另一个重要的分支学科,研究建筑物体内外的声音传播和噪音控制问题。
在建筑工程中,工程师需要考虑建筑物的声学设计,包括吸声材料的选择、隔音结构的设计等,以提供舒适的室内环境和避免噪音对人体健康的影响。
5. 结语建筑物理知识点涉及多个方面,包括建筑结构、建筑材料、建筑热学和建筑声学等内容。
通过了解建筑物理知识,可以帮助工程师设计和施工更加安全、绿色、舒适的建筑物,为人们提供更好的生活环境。
希望本文介绍的建筑物理知识点能够对读者有所帮助,谢谢!。
建筑物理重点知识一、概述建筑物理是研究建筑环境中物理现象的一门学科,主要包括建筑热学、建筑光学和建筑声学等方面的知识。
这些知识对于建筑设计、施工和运行管理等方面都具有重要的指导意义。
二、建筑热学重点知识1. 传热方式:导热、对流、辐射是三种主要的传热方式。
导热是指物体内部或不同物体之间直接的热传递;对流是指气体或液体的流动过程中热量的传递;辐射是指物体通过电磁波传递能量的过程。
2. 传热系数:传热系数是表示材料传热性能的一个重要参数,它反映了材料在单位时间内通过单位面积传递的热量。
对于建筑物的围护结构,传热系数越大,说明材料的保温性能越差。
3. 隔热设计:在建筑设计过程中,为了减少室内外的热量传递,需要进行隔热设计。
常见的隔热设计方法包括设置隔热层、采用高反射材料等。
三、建筑光学重点知识1. 光的性质:光具有直线传播、反射、折射等性质。
在建筑设计过程中,光的性质对室内光线分布、采光效果等具有重要影响。
2. 光的反射和折射:在建筑设计过程中,利用光的反射和折射可以创造出丰富的光影效果。
例如,利用镜面反射可以增强室内的光线效果,利用玻璃的折射可以创造出梦幻般的光影效果。
3. 采光设计:在建筑设计过程中,合理的采光设计可以提高室内光线的质量和舒适度。
常见的采光设计方法包括设置天窗、利用窗户等。
四、建筑声学重点知识1. 声音的传播:声音是通过空气、固体和液体等介质传播的。
在建筑设计过程中,需要考虑声音的传播方式和传播距离,以避免噪音干扰和回声等问题。
2. 吸声材料:吸声材料可以吸收声音的能量,减少声音的反射和传播。
在建筑设计过程中,可以利用吸声材料来改善室内音质和减少噪音干扰。
3. 隔声设计:在建筑设计过程中,为了减少室内外的声音传递,需要进行隔声设计。
常见的隔声设计方法包括设置隔声墙、采用隔声门窗等。
五、总结建筑物理是建筑设计过程中不可或缺的一门学科,它涉及到建筑环境的各个方面。
掌握建筑物理的重点知识,对于提高建筑设计的质量和舒适度具有重要意义。
建筑材料热物理性能计算参数
建筑材料的热物理性能是指材料在热力学条件下的热传导、热导率、
热膨胀系数、比热容和热阻等性能参数。
这些参数的计算对于建筑材料的
选择、施工设计和能源消耗的评估都具有重要意义。
以下是几个常用的建
筑材料热物理性能计算参数。
1.热传导率:热传导率是材料传导热量的能力,是一个物质对热量传
递的导热性能的描述。
它用λ表示,单位为W/(m·K)。
热传导率的计算
需要考虑材料的组成、密度、热导率等因素。
2.热膨胀系数:热膨胀系数是描述材料热胀冷缩特性的参数,它衡量
了材料在温度变化下的尺寸变化能力。
它用α表示,单位为1/°C。
热
膨胀系数可以通过实验或者理论计算来得到。
3. 比热容:比热容是指单位质量材料温度升高1度所需吸收的热量,也可以理解为材料储存热量的能力。
比热容用C表示,单位为J/(kg·K)。
比热容可以通过实验测量或者计算得到。
4.热阻:热阻描述了材料阻碍热量流动的能力,是材料的导热性能与
厚度的比值。
热阻用R表示,单位为m^2·K/W。
热阻的计算需要考虑材
料的热传导系数和厚度。
以上是几个常用的建筑材料热物理性能计算参数,这些参数的准确计
算对于建筑能源消耗的评估和选择合适的建筑材料具有重要意义。
在研究
和设计中,可以通过实验、理论计算和模拟等方式来获取这些参数的数值。
计算参数的准确性将有助于提高建筑材料的性能,并降低热能损失。
建筑知识:建筑物理学的基础知识建筑物理学是建筑学中一个非常重要的领域,它的目的是研究建筑物的物理特性和行为,以及建筑物与周围环境的交互作用。
建筑物理学的基础知识包括建筑物的热、声、光、湿气等方面,以下将对这些方面进行详细的介绍。
热学建筑物的热学是指热量的传递、保留和分配等,与建筑物的热性能有关。
建筑物表面的热特性是衡量一座建筑物热特性的重要指标之一。
热传递有三种方式:传导、对流和辐射。
建筑物的热性能可以通过建筑外壳的绝缘材料来优化。
声学建筑物的声学研究涉及声波在材料和空气中传播的物理过程。
建筑单位的声学特性是系统的重要方面。
建筑物内部声学的表现无论是传播还是隔音的方面,都与建筑的建材与建造等方面的决定性关系。
光学建筑物的光学性能是指室内和室外的光学环境,以及如何通过天窗、双层玻璃等设计以改善环境。
建筑物的窗户设计可允许进入光线,在室内产生相应的影响。
建筑物内的照明系统也是非常重要的。
湿气建筑物的潮湿度是指空气中的水汽含量。
建筑物内部的潮湿度通常会影响建筑物的木材和墙体材料,导致它们变脆和腐烂。
水分还会促进霉菌和细菌的生长。
在设计与建造过程中,建筑物理学是门非常重要的目标科学,它关注建筑与环境的交互作用。
它是一个多领域、跨学科的知识领域,包括物理学、工程学、材料科学、机器学习等学科。
总而言之,建筑物理学对于设计师、建筑师和工程师来说,其主要任务是为建筑物提供更好的物理性能,在同时考量室内舒适度、功能、美感等不同因素下设计。
这是一个复杂而重要的过程,必须结合建筑现实情况与科学理论的基础知识,以保证每个项目的实现。
建筑考研 l 这套建筑物理复习框架帮你少走弯路建筑物理课分为三个部分:建筑热学、建筑光学、建筑声学。
分别由宋德萱、郝洛西、莫方朔三个老师做主讲老师。
相较于构造与特构的书而言,物理的知识点更需要先理解再记忆。
无论是大综合还是技术方向考试的时候不会考计算题,这一点大家可以放心。
接下来就带大家梳理一遍建筑物理的知识点。
建筑热工学建筑热工学是建筑物理三章中最为重要的一章,也是出题最多、分值最高的一章。
主要讲述了建筑的传热过程、保温隔热原理以及建筑遮阳的原理。
热工学的内容有很多与之前构造、特构中的内容相互重叠,复习的时候建议把书相互对着看。
第一章:室内外热环境室内热环境要求掌握4点室内热环境组成要素、人体热平衡和热舒适方程、室内热环境综合评价指标三部分。
考察题型大多为填空题,同时17年技术卷考察了人体热平衡与热舒适方程每个物理量的含义及单位,技术方向的同学需要注意。
室外气候部分主要引入了一些物理定义,在大综合的考察中不会考察物理定义的具体含义,而经常出现使用这些物理量来解释基本现象,如玻璃产生温室效应的原理。
其余主要以填空题的形式考察。
热工分区题目在大综合中经常出现并且考的比较灵活,要求掌握我国有5个热工分区、每个热工分区的代表城市、分区指标以及设计要求。
城市气候与微气候要求掌握热岛效应的形成过程及原理,在大综合中以填空题的考察形式为主。
第二章:建筑的传热与传湿建筑的传热方式要求掌握三种传热方式分别为:导热、对流、辐射,以及每种方式的定义、及相关物理单位的定义。
其中需要注意影响导热系数的3个因素。
平壁的稳态传热要求掌握平壁的传热过程、封闭空气间层的传热过程以及平壁内部温度的确定,复习时注意传热过程中的物理量如热阻、传热系数的定义、符号、单位。
平壁的周期性传热讲述了半无限厚壁体在简谐热作用下的传热特征,复习时同样注意在这个过程中的引入的物理量的定义、单位、符号,如:材料蓄热系数、热惰性指标。
考题中常考不同物理量之间单位的区分。
物理热力学第二定律知识点整理归纳物理热力学第二定律知识点整理归纳物理是高中生学好高中的重要组成部分,学好直接影响着高中三年的成绩。
下面是店铺收集整理的物理热力学第二定律知识点整理归纳,希望大家喜欢!一、热力学第二定律建立的历史过程19世纪初,巴本、纽可门等发明的蒸汽机经过许多人特别是瓦特的重大改进,已广泛应用于工厂、矿山、交通运输,但当时人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。
热力学第二定律就是在研究如何提高热机效率问题的推动下,逐步被发现的,并用于解决与热现象有关的过程进行方向的问题。
1824年,法国陆军工程师卡诺在他发表的论文论火的动力中提出了著名的卡诺定理,找到了提高热机效率的根本途径。
但卡诺在当时是采用热质说的错误观点来研究问题的。
从1840年到1847年间,在迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的努力下,热力学第一定律以及更普遍的能量守恒定律建立起来了。
热动说的正确观点也普遍为人们所接受。
1848年,开尔文爵士(威廉汤姆生)根据卡诺定理,建立了热力学温标(绝对温标)。
它完全不依赖于任何特殊物质的物理特性,从理论上解决了各种经验温标不相一致的缺点。
这些为热力学第二定律的建立准备了条件。
1850年,克劳修斯从热动说出发重新审查了卡诺的工作,考虑到热传导总是自发地将热量从高温物体传给低温物体这一事实,得出了热力学第二定律的初次表述。
后来历经多次简练和修改,逐渐演变为现行物理教科书中公认的克劳修斯表述。
与此同时,开尔文也独立地从卡诺的工作中得出了热力学第二定律的另一种表述,后来演变为更精炼的现行物理教科书中公认的开尔文表述。
上述对热力学第二定律的两种表述是等价的,由一种表述的正确性完全可以推导出另一种表述的正确性。
二、热力学第二定律的实质1、可逆过程与不可逆过程一个热力学系统,从某一状态出发,经过某一过程达到另一状态。
若存在另一过程,能使系统与外界完全复原(即系统回到原来的状态,同时消除了原来过程对外界的一切影响),则原来的过程称为可逆过程。
建筑热学一、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。
中国建筑涉及的物理知识有:
1、古代建筑中光学知识的应用
曹溪寺是云南有名的禅宗佛寺,它的设计就体现出了古人在建筑行业对光学知识的运用。
曹溪寺的天窗加大了对月光的透过率,其结构外圆内方,在园内开凿成空洞。
每逢天气晴朗,明月皎洁的日子,月光就会由圆圈内照射到矗立在大雄宝殿的三圣像上,仿佛一面镜子照在佛像的肚子上,并逐渐上移,到达佛像的胸部时又开始渐渐消失,十分有趣。
不得不叹服,曹溪寺的巧妙设计,体现了我国古代劳动人民运用建筑光学的智慧,是我国宝贵的历史文化遗产。
2、古代建筑中热学知识的应用
窑洞是我国建筑文化中又一宝贵的财富,它一般存在于我国的黄土高坡地区,无论是古代还是现代都是当地居民最常见的居住方式。
我们都知道,窑洞的保温效果特别好,冬暖夏凉,十分舒适。
可这又是出于什么原因呢?原来,窑洞一般都处在山体中间,墙壁非常厚,山体对热的传导性差导致既不能对山体外传热,也不能从外界环境中吸热,所以窑洞内的温度通常相差不大,从而才有了冬暖夏凉的效果。
这种建筑设计,因地制宜,又是古代能工巧匠们从实践中总结经验,对热学知识的巧妙应用。
3、古代建筑中声学知识的应用
说到古代建筑中的声学知识,就不得不提到闻名中外的北京天坛了。
天坛的回音壁有着令人惊叹的“回音”现象,它是我国古代建筑师利用声音的反射原理所设计出的。
回音壁的“回音”是由圆形墙壁
连续反射音波形成的,因为回音壁的围墙构造砖体之间严丝合缝,极大地降低了声音反射回来的损失率,所以达到了保持音效的目的。
建筑材料热物理性能计算参数建筑材料的热物理性能计算参数是指用来描述建筑材料在热学方面的性能的一组参数。
这些参数可以帮助我们评估建筑材料的隔热性能、导热性能、热传递系数等重要的热学性能。
1.热导率(λ):热导率是指单位时间内通过单位面积的材料厚度上的热流量,它可以反映材料的导热性能。
热导率越低,表示材料的隔热性能越好。
2.导热系数(k):导热系数是指单位时间通过单位面积与单位温度差的热流量,它是导热率与材料密度和比热容的乘积。
导热系数也可以反映材料的导热性能,其计算公式为k=λ/(ρ×c),其中λ为热导率,ρ为密度,c为比热容。
3.热扩散系数(α):热扩散系数是指材料在温度差下的热扩散速率,它可以反映材料的热稳定性和热传导性能。
热扩散系数一般通过测量材料的热导率和比热容来计算得到。
4.导热浸渍系数(EI):导热浸渍系数是指材料的导热性能与环境温度和湿度变化之间的关系。
它可以表示材料的导热性能是否随着温度和湿度的变化而发生变化。
5.导热性能指数(Φ):导热性能指数是指材料抗热流传导能力的量化指标,它可以通过实验测量方法来获取。
导热性能指数越高,表示材料的隔热能力越强。
6.蓄热系数(C):蓄热系数是指材料单位体积的热容量,它可以反映材料的热惯性和储热性能。
蓄热系数越大,表示材料的储热能力越强。
7.热传递系数(U):热传递系数是指单位时间内通过材料单位面积的热流量与温差之比,它可以用来评估材料的隔热性能。
热传递系数越低,表示材料的隔热性能越好。
8.阻燃性能:阻燃性能是指材料在受到火源热作用下的燃烧表现。
阻燃性能好的材料在燃烧时产生的烟气和有害物质含量较低,对人体健康和环境影响小。
以上是建筑材料热物理性能计算参数的一些常见指标,通过这些参数的计算和评估,可以帮助我们选择合适的建筑材料,提高建筑的能源效益和舒适性。
建筑物理复习知识点建筑物理是指建筑设计与施工中涉及到的物理理论和原理,它包括建筑物的结构力学、建筑材料与构件的物理性能、建筑环境工程等方面的知识。
下面是建筑物理的一些重要知识点:1.结构力学:结构力学是研究建筑物的静力学、动力学和变形分析的学科。
建筑物的结构力学分析通常包括荷载分析、受力分析、应力分析、变形分析等。
在建筑设计中,需要根据建筑物的使用功能、地理位置及环境条件等因素,选择适当的结构体系,并进行力学分析。
结构力学的知识点包括力的平衡、弹性力学、应力与应变、刚度与变形、力的传递与分配等。
2.建筑材料与构件:建筑材料是建筑物中所使用的材料,包括水泥、砖块、钢筋、木材等。
建筑材料的物理性能对建筑物的安全性和可靠性有重要影响。
建筑材料的物理性能包括强度、刚度、耐久性、隔热性、防水性等。
建筑构件是由建筑材料组合而成的各种部件,如墙体、楼板、梁柱等。
建筑材料与构件的知识点包括材料的物理性能、构件的力学性能、材料与构件的相互作用等。
3.建筑环境工程:建筑环境工程主要研究建筑物内外环境的热、湿、光、声、气体等因素对人体舒适性和健康的影响,以及如何通过调节建筑物内部环境条件,提供舒适、健康的居住和工作环境。
建筑环境工程的知识点包括热传导、空气传热、热辐射、建筑隔热、通风与空调、室内采光与照明、室内噪声与隔声等。
4.建筑物节能技术:建筑物节能技术是指通过优化建筑设计、选择合适的材料和技术手段,减少能源的消耗,提高建筑物的节能性能。
建筑物节能技术的知识点包括建筑能量平衡、建筑外墙的保温与节能、建筑窗户的热工性能、建筑照明与采光、太阳能利用等。
5.建筑物防水技术:建筑物防水技术是指通过采用合适的材料和技术手段,防止水分渗透、渗漏到建筑物内部,保证建筑物结构的安全和耐久。
建筑物防水技术的知识点包括水的渗透与渗漏机理、地下室防水、屋面防水、外墙防水等。
6.建筑物抗震技术:建筑物抗震技术是指通过合理的设计和施工措施,提高建筑物对地震力的抵抗能力和耐震性能,减少人员伤亡和财产损失。
建筑中的建筑物理学原理与应用建筑物理学是研究建筑环境与建筑物相互作用的学科,它运用物理学原理和技术手段来解决建筑环境中的问题。
在建筑设计和施工过程中,建筑物理学起着至关重要的作用,它能帮助我们创建舒适、高效且可持续的建筑环境。
一、热学原理与应用建筑物理学中的热学是研究建筑物热传导、热辐射和热对流等现象的科学。
热学原理的应用可以有效地控制建筑物的温度、湿度和能耗。
首先,建筑物热传导现象的分析可以帮助我们选择合适的建筑材料,以提高建筑物的隔热性能。
例如,研究材料的导热系数可以帮助我们选择适当的隔热材料,减少外界热量进入建筑物内部的损失。
其次,热辐射与建筑物的采光和遮阳也密切相关。
通过了解材料的热辐射特性,我们可以选择合适的窗户材料和遮阳设施,优化建筑物的自然采光和遮阳效果,减少能源的消耗。
最后,热对流现象也对建筑物的通风和空调系统有重要影响。
通过研究空气的流动规律,我们可以设计出高效的通风和空调系统,保证室内空气的质量和舒适度。
二、声学原理与应用建筑物理学中的声学研究建筑物内部和周围环境中声音的传播和控制。
合理的声学设计可以提高建筑物的舒适度和功能性。
在建筑物内部,声学原理的应用可以帮助我们设计出良好的音质和声场效果。
例如,在音乐厅的设计中,研究声波的反射、吸收和散射特性,可以确保音乐在演出过程中具有适宜的音质和音量。
在建筑物外部,声学原理的应用可以帮助我们减少建筑物周围的噪音。
通过研究声音在空气、墙体和地面中的传播规律,我们可以选择合适的隔音材料和结构设计,减少建筑物内部和周围环境中的噪音污染。
三、光学原理与应用建筑物理学中的光学是研究光的传播、反射和折射等现象的科学。
光学原理的应用可以提高建筑物的采光效果、节约能源和创造舒适的视觉环境。
建筑物的采光设计需要考虑室内光照的均匀性和光质的舒适度。
通过研究材料的透光性和反射率,我们可以设计出适宜的窗户和采光设备,最大限度地利用自然光资源,减少对人工照明的依赖。
建筑工程中的建筑物理学与热力学建筑物理学和热力学是建筑工程中不可或缺的两个重要学科。
建筑物理学研究建筑物的热、湿、声、光等物理性能,而热力学研究能量转换和传递规律。
本文将探讨建筑物理学和热力学在建筑工程中的应用和意义。
1. 简介建筑物理学是研究建筑物的物理性能、室内外环境等的学科。
它研究建筑物的热、湿、声、光等性能,以及建筑与环境的相互作用。
建筑物理学的研究内容包括建筑材料的热工性能、建筑构件的传热传质特性和防火性能、建筑结构的声学性能等。
2. 建筑物理学在建筑设计中的应用建筑物理学在建筑设计中起着重要的作用。
通过建筑物理学的研究,可以评估建筑物的节能性能、隔音性能、采光性能等,为建筑设计提供科学依据。
例如,通过对建筑材料的热工性能研究,可以选择合适的材料,提高建筑物的节能性能;通过对建筑结构的声学性能研究,可以设计出具有良好隔音效果的建筑。
建筑物理学的应用可以优化建筑环境,提高人们的居住、办公、学习等活动的舒适度和健康性。
3. 热力学在建筑工程中的应用热力学是研究能量转换和传递规律的学科,对于建筑工程中的能量利用和节能措施具有重要意义。
在建筑工程中,热力学应用的典型领域包括建筑热环境的设计与改善、能源利用与节能措施、暖通空调系统的设计与运行等。
通过热力学的研究,可以评估建筑的能量消耗和热工性能,为建筑节能提供科学依据。
4. 建筑物理学与热力学的综合应用建筑物理学和热力学在建筑工程中有着密切的联系与相互影响。
建筑物理学的研究可以为热力学提供必要的物理参数,而热力学的分析可以为建筑物理学提供能量转换和传递的规律。
综合应用建筑物理学和热力学的研究成果,可以进一步改善建筑的热环境、提高能源利用效率,实现建筑节能。
5. 结束语建筑物理学和热力学在建筑工程中起着重要的作用。
它们研究建筑物的物理性能和能量转换规律,为建筑设计和节能提供科学依据。
在未来的建筑工程中,建筑物理学和热力学将继续发挥重要作用,推动建筑行业朝着更加绿色、环保和可持续发展的方向发展。
引言建筑物理是建筑工程中的重要学科之一,通过对建筑材料、结构、热力学、声学等的研究,提供有关建筑设计、施工、维护等方面的技术支持。
本文将对建筑物理学的主要内容进行总结,并探讨其在现代建筑中的应用。
一、建筑材料(一)建筑材料的分类建筑材料主要分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
金属材料包括钢材、铝材、铜材等,广泛应用于建筑结构中;非金属材料包括水泥、硅酸盐、玻璃等,用于楼板、墙体和外墙装饰等;复合材料结合了金属和非金属的特点,具有高强度和轻质化的优势。
(二)建筑材料的力学性能建筑材料的力学性能直接影响到建筑结构的稳定性和安全性。
例如,钢材具有高强度和较大的屈服点,适合用于承受大荷载的部位;水泥具有较高的抗压强度,适合用于制作混凝土;玻璃具有较高的抗拉强度和抗冲击性能,常用于建筑幕墙。
二、建筑结构(一)建筑结构的分类建筑结构主要分为框架结构、悬挑结构、拉杆结构、壳体结构等。
框架结构是最常见的一种结构形式,可以承受垂直荷载和水平力。
悬挑结构利用悬挑原理,将悬臂部分的荷载传递到主体结构上。
拉杆结构主要由拉杆构件和节点组成,适用于大跨度的建筑。
壳体结构主要由曲面构件组成,具有良好的荷载分布性能。
(二)建筑结构的设计原则建筑结构设计应遵循安全性、经济性、美观性和施工可行性等原则。
其中,安全性是最重要的原则,包括承载能力、抗震性和防火性。
经济性是指在满足安全要求的基础上,以最小的成本实现预定的功能。
美观性则考虑建筑结构的形式与外观,以满足人们对于美的追求。
三、建筑热力学(一)建筑热传导建筑热传导是指通过固体物体内部的分子和原子之间的热传递。
热传导系数是评价建筑材料导热性能的重要指标,常用于确定建筑墙体和屋顶的保温效果。
降低热传导可以通过增加材料的导热阻力或采用隔热材料实现。
建筑热辐射是指通过红外线的辐射传递热能。
建筑物的热辐射主要来自太阳辐射和室内设备的散热。
合理设计建筑的朝向和窗户的布置,可以最大程度地减少夏季的热辐射。
室内热环境: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感到热舒适的必要条件:人体内产生的热量与向环境散发的热量相等,即保持人体的热平衡达到热平衡时:对流:25%-30% 辐射45%-50% 呼吸和无感蒸发25%-30%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热环境的综合评价:1)有效温度:2)热应力指数:3)预测热感指数:室内热环境的影响因素:室外气候因素、热环境设备影响、其他设备影响、人体活动影响与建筑密切相关的气候要素:太阳辐射、气温、湿度、风及降水热工设计分区:严寒地区必须充分满足冬季保温要求,一般可以不考虑夏季隔热;寒冷地区应满足冬季保温要求,部分地区兼顾夏季防热;夏热冬冷地区必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温;夏热冬暖地区必须充分满足夏季防热要求,一般不考虑冬季保温;温和地区部分地区应考虑冬季保温,一般可不考虑夏季防热。
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。
热岛效应:在建筑物与人口密集的大城市,由于地面覆盖物吸收的辐射较多,发热体较多,形成城市中心的温度高于郊区。
改善:在城市中增加水面设置,扩大绿地面积;避免形成方形圆形城市面积设计,多采用带型城市。
建筑保温设计的综合处理原则:充分利用可再生资源;防止冷风渗透的不良影响;合理进行建筑规划设计;提高围护结构的保温性能;是房间具有良好的热特性。
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λ:当材料层单位厚度的温差为1K时,在单位时间里通过1㎡表面积的热量。
(W/(m*k) <0.3的为绝热材料)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。
热流强度q:单位面积、单位时间内通过该壁体的导热热量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。
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绝对白体:凡能将辐射热全部反射的物体称为,绝对黑体:能全部吸收的称为,吸收系数接近于1的物体近似地当作黑体。
绝对透明体或透热体:能全部透过的则称为。
全辐射本领: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,通常用E表示,单位为W/㎡。
单色辐射本领: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。
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。
黑度:灰体的全辐射本领与同温度下绝对黑体全辐射本领的比值称为灰体的黑度选择性辐射体: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。
温室效应:用平板玻璃制作的温室能透过大量的太阳辐射热,而阻止室内长波辐射向外透射,这种现象叫温室效应。
传热系数K:表示平壁的总传热能力。
是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1K,1小时内通过1平方米面积传递的热量。
热阻:R=厚度d/导热系数λ,热阻+内外表面换热阻=总热阻,总热阻的倒数就是总的传热系数。
封闭空气间层传热:辐射散热70%,对流和导热30%。
在建筑围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,是一项有效而经济的技术措施;如果技术可行,在围护结构中用一个厚的空气间层拨入用几个薄的空气间层;为了有效地减少空气间层的辐射热量,可以在间层(温度较高一侧)表面涂贴反射材料防止间层结露材料的蓄热系数S:在建筑热工中,把半无限厚物体表面热流波动振幅Aq0与温度波动振幅Af的比值称为物体在谐波热作用下的“材料的蓄热系数”材料层热惰性指标D:表示围护结构在谐波热作用下抵抗温度波动的能力。
=R*S绝对湿度:单位容积空气所含水蒸气重量称绝对湿度。
用f表示,单位g/m³。
相对湿度:指一定温度及大气压力作用下,空气绝对湿度与同温同压下饱和蒸汽量的比值,一般用 fai表示。
露点温度td: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,称为该状态的空气的露点温度。
结露(冷凝):由于温度降到露点温度以下,空气中水蒸气液化析出的现象冷凝界面:最易出现冷凝,而且凝结最严重的界面,叫做围护结构内部的冷凝建筑保温的途径: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能。
3)争取良好的朝向和适当的建筑物间距。
4)增强建筑物的密闭性,防止冷风渗透的不利影响。
5)避免潮湿、防止壁内产生冷凝。
..体形系数S=F/V:指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值建筑物采暖耗热量指标:计算采暖期室外平均温度条件下,为保持室内设计计算温度,单位建筑面积在单位时间内消耗的需由室内采暖设备供给的热量。
单位:W/㎡。
经济传热阻:指围护结构单位面积的建造费用与使用费之和达到最小值时的热围护结构保温构造形式:1保温、承重合二为一2单设保温层3复合构造减少窗户的传热损失:1)提高窗框的保温性能;2)控制各向墙面的开窗面积;3)提高气密性,减少冷凝渗透;4)提高窗户冬季太阳辐射得热(N0.25EW0.30 S0.35)热桥:在围护结构中,一般都有保温性能远低于主体部分的嵌入构件,这些构件的传热损失比相同面积的主体部分的热损失多,它们的表面温度也比主体部分低,在建筑热工学中,形象的将这些容易传热的构件或部分称为热桥。
防热途径:1)减弱室外热作用;2)窗口遮阳;3)围护结构的隔热与散热;4)合理组织自然通风;5)尽量减少室内余热室外综合温度:在一般围护结构的隔热设计中,仅考虑太阳辐射热作用和室外空气热作用的同时作用,并且将二者的作用综合起来以单一值来表示,即…相位差修正系数:temax与Imax的出现时间不一致,室外综合温度的振幅不能直接取两者的代数和,而应以其和乘以系数β予以修正太阳赤纬角δ:太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角。
(+-23°27′范围)太阳高度角hs:指太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南向所夹的角南向为0°,东为负,西为正太阳方位角As:太阳光线在地平面上的投影与当地平面正南的夹角。
遮阳构件种类及适用方位:水平遮阳:南向窗;垂直遮阳:东北、北、西北;综合遮阳:东南、西南;挡板遮阳:东西向。
外遮阳系数SD:指在照射时间内,透过有遮阳窗口的太阳辐射热量与透过无遮阳窗口的太阳辐射量的比值。
外保温优点:可减小热桥部位的热损失,并防止内表面结露;防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结;对房屋的热稳定性有利;保护主体结构,大大减少温度应力变化,提高围护结构的耐久性;不占用建筑的使用面积;适用于既有建筑的改造。
缺点;对保温材料要求较高,要不受雨水冲刷和大气污染;构造复杂,施工技术要求高;限制外墙装修材料。
内保温优点:不受室外气候因素的影响,无须特殊防护;对间歇使用的建筑,室内供热温度上升快。
缺点:与外保温的优点相对,占用室内使用面积。
防止和控制围护结构内部冷凝的措施:合理布置材料层相对位置,保温材料应尽量布置在蒸汽渗透通路中围护结构的外侧,使水蒸气进难出易;在蒸汽流入一侧设置隔汽层;在围护结构内部设置通风间层或排泄通道;外墙内部设置封闭空气层。
围护结构的隔热措施:隔热重点是屋顶、西墙和东墙;外表面做浅色饰面;设置通风架空层,如通风屋顶、通风墙等;围护结构热工性能适应本地区的气候特点;利用水的蒸发作用和植物对光的转化降低建筑物温度。
自然通风的组织:建筑朝向、间距及建筑群的布局;房间的开口与房间通风;建筑体形与穿堂风的组织;导风构件的设置当量温度:当量温度反映了围护结构外表面吸收太阳辐射热使室外热作用提高的程度,而水平面接受的太阳辐射热量最大不稳定传热:通过围护结构的热流量及围护结构的内部温度分布随时间而变动,这种传热过程称为——。
稳态传热:指我们所研究的物体或体系,无论是整体还是局部都保持与时间无关的恒定温度状态或者说在传热过程中,各点的温度都不随时间而变。
平壁总热阻:为内表面换热阻、壁体传热阻及外表面换热阻之和。
最小总热阻:能够保证在采暖系统正常供热及室外实际空气温度不低于室外计算温度前提下,围护结构内表面不致低于室内空气的露点温度。
蒸汽渗透:当室内外空气的水蒸汽含量不等时,在围护结构的两侧就存在着水蒸汽分压力差,水蒸汽分子将从压力较高的一侧通过围护结构向较低的一侧渗透扩散,这种现象称为蒸汽渗透。
时角:指太阳所在的时圈与通过南点的时圈构成的夹1影响人体热感觉的因素包括空气温度、空气湿度、气流速度、环境平均辐射温度四个物理因素和人体新陈代谢产热率、人体衣着状况两个人为因素。
2与建筑物密切相关的气候因素为:太阳辐射、空气温度、空气湿度、风及降水。
4建筑物自然通风,形成空气压力差的原因包括热压作用、风压作用。
5建筑遮阳的基本形式包括水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳、挡板式遮阳6建筑防热的途径包括:减弱室外热作用、窗口遮阳、围护结构的隔热与散热、合理的组织自然通风、尽量减少室内余热。
1热环境的综合评价方法包括三种,即有效温度、热应力指标、预测热感指数。
3影响材料或物质的导热系数的主要因素有材质、干密度、含湿量。
4目前,保温构造可分为保温承重合二为一、单设保温层、复合构造三种类型。
5湿空气的压力等于干空气的分压力、水蒸气分压力之和。
6房间的通风包括自然通风、机械通风两种方式。
7太阳高度角与地理纬度、赤纬角、时角有关。
常见导热系数值钙塑板0.049 胶合板0.17油站防水层0.17 加气混凝土0.19水泥膨胀珍珠岩0.26 平板玻璃0.76石灰砂浆0.8重砂浆砌筑粘土砖砌体0.81水泥砂浆0.93 钢筋混凝土1.74D的分类一、>6.0 二、4.1~6.0 三、1.6~4.0四、《1.5。