建筑物理(热工学) 1+2

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%。

理论篇第一章：建筑热工学基本知识（第1周～第2周）共8学时1、了解人体感觉特性和热环境评价方法。

·人体感觉特性生理：皮肤温度、出汗主观：活动、衣着·热平衡：人体内产生的热量与向环境散发的热量相等·热环境评价方法1）有效温度：是依据半裸的人和穿夏季薄衫的人，在一定条件的环境中所反映的瞬时热感觉。

2）热应力指数：人体所需的蒸发散热量与室内环境条件下最大可能的蒸发散热量之比3）预计热感觉指数（PMV）：受试对象在实验中对某种环境因数组合的人感觉的投票值2、了解气候参数的变化规律及相互关系，掌握空气湿度及露点温度的概念和计算。

气候参数：太阳辐射P25-26、气温、湿度、风、降水等·太阳辐射P25-26（日照时数）总辐射：射程长短（太阳在大气中位置、海拔）、大气质量直接辐射：太阳高度角、大气透明度成正比散射辐射：太阳高度角成正比、大气透明度成反比·气温：主要靠吸收地面的长波辐射（3-120微米）而增温。

有日变化（最高：午后2h；最低：日出前后）、年变化（7,8&1,2）：各月平均气温最高最低值影响因素：太阳辐射热量（决定性）、大气对流作用（影响最大）、下垫面、海拔、地形地貌·空气湿度：相对湿度：日变化与气温日变化相反。

一年中变化与绝对湿度相反。

湿空气基本概念：含有水蒸气的空气水蒸气分压力：饱和蒸汽压、饱和空气相对湿度：一定温度及大气压力下。

空气的绝对湿度（单位容积空气所含水蒸气的重量）与同温同压下饱和蒸气量的比值空气增湿、减湿原理：蒸发量随温度的变化而变化·风：成因：地表增温不同引起大气压力差；分类：大气环流、地方风·降水：从大地正发出来的水汽进入大气层，经过凝结后又降到地面上的液态火固态水分。

与气温呈正相关etc城市气候影响：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，能见度差掌握P68-69空气湿度：空气中水蒸气含量露点温度：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。

建筑物理热工学习题答案建筑物理热工学习题答案建筑物理热工学是研究建筑物热传递、热舒适性和能源利用的学科，它涉及到建筑材料的热性能、建筑物的热工性能以及建筑热工系统的设计与优化等方面。

在学习过程中，我们常常会遇到一些习题，下面就来解答一些典型的建筑物理热工学习题。

1. 什么是热传导？如何计算热传导的传热速率？热传导是指热量通过物质内部的传递方式。

它的传热速率可以通过傅里叶热传导定律来计算，即传热速率等于热传导系数乘以温度梯度。

热传导系数是物质本身的性质，它与物质的导热能力有关。

温度梯度是指物体两侧温度的差值除以两侧的距离。

2. 什么是热辐射？如何计算热辐射的传热速率？热辐射是指物体由于其温度而发射出的电磁波。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的传热速率正比于物体表面的辐射功率，且与物体的表面温度的四次方成正比。

传热速率可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律的公式来计算。

3. 什么是对流传热？如何计算对流传热的传热速率？对流传热是指热量通过流体的传递方式。

对流传热的传热速率可以通过牛顿冷却定律来计算，即传热速率等于对流传热系数乘以温度差。

对流传热系数是与流体的性质以及流动状态有关的参数，温度差是指物体表面与流体之间的温度差值。

4. 什么是热容？如何计算物体的热容？热容是指物体单位质量或单位体积的热量变化与温度变化之间的比例关系。

热容可以通过物体的质量或体积乘以物质的比热容来计算。

比热容是物质本身的性质，它与物质的组成和结构有关。

5. 什么是热阻？如何计算物体的热阻？热阻是指物体对热量传递的阻碍程度。

热阻可以通过物体的厚度除以热传导系数来计算。

热传导系数越大，热阻越小，热量传递越快。

6. 什么是热工性能？如何评价建筑物的热工性能？热工性能是指建筑物在给定条件下的热传递特性和能源利用效率。

评价建筑物的热工性能可以通过计算建筑物的热阻、热容和传热系数等参数来进行。

同时，还可以通过模拟计算和实际测量来评价建筑物的热舒适性和能源利用情况。

建筑行业中的建筑物理与热工学在建筑行业中，建筑物理与热工学是两个不可忽视的重要领域。

它们对于建筑设计、能源效率以及居住者的舒适度等方面起着至关重要的作用。

本文将探讨建筑物理和热工学在建筑行业中的应用和重要性。

一、建筑物理的作用1. 空气流动与通风建筑物理研究空气流动和通风，以确保在建筑内部空气的质量和循环。

通过科学合理的通风系统设计，可以使室内的空气保持新鲜，有利于人体健康。

此外，合理的通风设计还能减少湿度和减轻热室内的热负荷。

2. 热传递建筑物理研究建筑中的热传递，包括传导、对流和辐射。

通过研究建筑材料的导热系数和热容量，设计出合适的隔热结构，以减少热传递和能源损失。

同时，有效的热传递设计也可以提高建筑的能源效率，降低供暖和冷却的成本。

3. 声学设计建筑物理还涉及声学设计，即研究建筑内部和外部声音的传播和吸收。

科学合理的声学设计能降低建筑中的噪音污染，提供一个安静、舒适的生活环境。

二、热工学的应用1. 建筑能源分析在建筑设计阶段，热工学可以通过建筑能源分析来估计建筑的能源消耗和热负荷。

通过考虑建筑的结构、朝向、隔热材料和设备等因素，可以优化建筑的能源效率，减少对外界能源的依赖。

2. 节能设计热工学还可以指导节能设计。

通过优化建筑外墙、窗户、屋顶等部分的隔热性能，减少冷热桥的影响，提高建筑的能源效率。

此外，热工学还可以为建筑选择合适的供暖、冷却和通风系统，实现能源的节约。

3. 室内温度调控热工学研究室内温度的调控，以保证居住者的舒适度。

通过考虑建筑的朝向、窗户的设计、遮阳措施等，可以减少夏季的热量输入，降低室内温度。

同时，通过合理的供暖系统设计，可以在冬季提供舒适的室内温度。

三、建筑物理与热工学的重要性1. 提高建筑的能源效率建筑物理与热工学的应用可以提高建筑的能源效率。

通过合理的设计和建筑材料的选择，可以降低能源的消耗和损失，减少对外界能源的依赖。

2. 保证居住者的舒适度建筑物理与热工学的研究不仅关乎建筑的能源效率，还关系到居住者的舒适度。

1-1热量传递有三种基本方式,它们是( )。

A.吸热、防热、蓄热B.导热、吸热、放热C.导热、对流、辐射D.吸热、蓄热、导热提示:热量传递的三种基本方式是导热、对流、辐射。

答案:C1-2热量传递有三种基本方式,他们是导热、对流和辐射。

关于热量传递下面哪个说法是不正确的?( )A.存在着温度差的地方,就发生热量传递B.两个相互不直接接触的物体间,不可能发生热量传递C.对流传热发生在流体之中D.密实的固体中的热量传递只有导热一种方式提示:两个相互不直接接触的物体间,可以辐射的方式发生热量传递。

答案:B1-3关于保温材料的导热系数的叙述,下述哪一项是正确的?( )A.保温材料的导热系数随材料厚度的增大而减小B.保温材料的导热系数不随材料使用地域的改变而改变C.保温材料的导热系数随湿度的增大而增大D.保温材料的导热系数随干密度的减小而减小提示:保温材料的导热系数随湿度的增加而增大,随温度的升高而增大,有些保温材料的导热系数随干密度减小,导热系数先减小,然后会增大。

答案:C1-4“导热系数”是指在稳态条件下,在以下哪种情况时,通过lm2截面积在lh内由导热方式传递的热量?()A.材料层厚度为1m,两侧空气温度差为1℃B.围护结构内外表面温度差为1℃C.围护结构两侧空气温度差为1℃D.材料层厚度为lm,两侧表面温度差为1℃提示:“导热系数”是指在稳态条件下,材料层厚度为1m,材料层两侧表面温度差为注:“建筑物理”模拟题均为一级注册建筑师使用。

1℃时,在1h内通过lm2截面积由导热方式传递的热量。

答案:D1-5下列物理量的单位,()是错误的。

A.导热系数[W/(m·K)]B.比热容[KJ/(Kg·K)]C.传热阻[(m·K)/W]D.传热系数[W/(m2·K)]提示:传热阻的单位应是m2·K/W。

答案:C1-6下列材料导热系数由大到小排列正确的是()。

A.钢材、加气混凝土、水泥砂浆B.加气混凝土、钢材、玻璃C.钢材、水泥砂浆、加气混凝土D.水泥砂浆、红砖、钢材提示:请查看《民用建筑热工设计规范》所列建筑材料热工指标。

建筑物理课后习题参考答案第一篇建筑热工学第一章建筑热工学基本知识习题1-1、构成室内热环境的四项气候要素是什么？简述各个要素在冬（或夏）季，在居室内，是怎样影响人体热舒适感的。

答：（1）室内空气温度：居住建筑冬季采暖设计温度为18℃，托幼建筑采暖设计温度为20℃，办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。

这些都是根据人体舒适度而定的要求。

（2）空气湿度：根据卫生工作者的研究，对室内热环境而言，正常的湿度范围是30-60%。

冬季，相对湿度较高的房间易出现结露现象。

（3）气流速度：当室内温度相同，气流速度不同时，人们热感觉也不相同。

如气流速度为0和3m/s时，3m/s的气流速度使人更感觉舒适。

（4）环境辐射温度：人体与环境都有不断发生辐射换热的现象。

1-2、为什么说，即使人们富裕了，也不应该把房子搞成完全的“人工空间”？答：我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境，它要求人有袍强的适应能力。

而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境，会导致人的生理功能的降低，使人逐渐丧失适应环境的能力，从而危害人的健康。

1-3、传热与导热（热传导）有什么区别？本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同？答：导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动，热量由高温向低温处转换的现象。

纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。

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。

严格地说，每一传热过程部是三种基本传热方式的综合过程。

本书所说的对流换热即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接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程。

对流换热是对流与导热的综合过程。

而对流传热只发生在流体之中，它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。

1-4、表面的颜色、光滑程度，对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面，在辐射传热方面，各有什么影响？答：对于短波辐射，颜色起主导作用；对于长波辐射，材性起主导作用。