建筑热工学基本知识

建筑热工一、名词解释围护结构的传热过程：室内空气通过围护结构与室外空气进行热量传递的过程。

传热：传热是包括各种方式热能传递现象的总称，传热的三种基本方式为导热、对流和热辐射。

温度场：一般情况下，构造与两侧空间上各点的温度是不同的，它是时间和空间的函数，某一时刻所有各点的温度分布叫做温度场。

温度场也是时间和空间的函数。

稳定温度场：如果温度场不随时间和空间变化，则称为稳定温度场。

在稳定温度场中发生的传热过程称为稳定传热过程。

不稳定温度场：温度场随时间变化时，称为不稳定温度场，在不稳定温度场中发生的传热过程称为不稳定传热过程。

导热：当物体各部分之间不发生相对位移或不同的物体直接接触时，依靠物质的分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为导热（或热传导），所以理论上讲导热可以在固体、液体和气体中发生。

热阻：热流通过平壁是所受到的阻力，即平壁抵抗热流通过的能力。

R=d/λ(㎡·K/W)对流:对流是指流体个部分之间发生相对位移，依靠冷热流体互相掺混和移动所引起的热量传递方式。

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。

对流换热：壁面和流体之间在对流和导热同时作用下进行的热量传递。

自然对流：自然对流是由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的。

强制对流：如果流体的流动是再水泵或风机等的驱动下造成的。

对流速度取决于外力的大小。

外力愈大，对流愈强。

边界层（区）：由于壁面摩擦力和流体粘滞力的作用，在壁面上会形成一个流态平稳、体积很薄的流动层，称之为层流区或层流边界层。

层流区以外，则是一个液态紊乱、体积较薄的流动层，称之为紊流层或紊流边界层，层流边界层和紊流边界层就构成了壁面与流体对流换热的边界层或边界层区。

对流换热热阻：它是热流通过避免边界层是所受到的阻力，即边界层抵抗热流通过的能力。

c R =1/c α(㎡·K/W)对流换热系数:它是一个用来概括边界层对流换热能力大小的系数，具体的物理意义可以表述为：当壁面和流体主流区之间的温差为1℃时，单位时间通过单位表面积的换热量。

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。

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%。

第一篇建筑热工学第一章建筑热工学根本知识习题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：外表吸热、结构本身传热、外表放热。

严格地说，每一传热过程部是三种根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局部流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。

1-4、外表的颜色、光滑程度，对外围护结构的外外表和对结构内空气间层的外表，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。

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 （Pas 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%。

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，人体得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%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(以及降水) 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。

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。