物理热工学复习资料.doc

构成室内热湿环境的四要素：室内空气温度，湿度，气流速度，环境辐射温度
建筑热环境设计包括哪些？l建筑热环境设计目标是什么？ 
答：建筑热环境设计包括：建筑保温设计、防潮设计、隔热设计、建筑节能设计等。建筑热环境设计目标：舒服，健康，高效。从生态建筑开始。
一．室内热湿环境
绝对湿度：单位体积空气中所含水蒸气的重量。用f表示
相对湿度：在一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f，与同温同压下的饱和水蒸气量fmax 的百分比，以 表示。
露点温度：相对湿度达到100％，即空气达到饱和状态时所对应的温度
室外热湿环境：指作用在建筑外围护结构上的一切热湿物理量的总称。
对室内热环境，建筑物耐久性和建筑整体能耗影响的因素：
1. 空气温度 2.太阳辐射 3.空气湿度 4.风（气流）
建筑气候分区以及对建筑设计的基本要求：7个主气候区和20个子气候区 p11
建筑围护结构传热基础知识
传热三种基本方式：导热，对流，辐射。
**导热系数：物理意义是，在稳定传热状态下当材料层厚度为1m、两表面的温差为1℃时，在1小时内通过1m2截面积的导热量。
影响导热系数的因素：1.密度：密度越小导热系数越小。
2.湿度：湿度变大，导热系数也增大。
3.温度：温度越高，导热系数越大。
4.热流方向
金属最大，非金属和液体次之，气体最小。
导热系数<0.25的材料作为保温材料。
空气的导热系数很小。绝热材料都制成多孔性的或松散的。材料湿度大，导热系数显著增大，保温系数明显降低。
围护结构的传热过程：表面吸热，结构本身传热，表面防热。
表面吸热----冬季内表面从室内吸热，夏季外表面从室外空间吸热； 结构传热----热量由高温表面传向低温表面 ； 
表面放热----冬季外表面向室外空间散发热量，夏季内表面向室内散热。 每一个传热过程都是三种基本传热方式的综合过程。 
反射系数γ 吸收系数ρ 透过系数τ
二．建筑围护结构的传热计算与应用
建筑外围护结构：建筑物及房间各面的围挡物总称。
室内外温度计算模型：
1.恒定的热作用：用于采暖房间冬季条件下的保温与节能设计。
2.周期热作用：单向周期热作用：用于空调房间的隔热与节能设计
双向周期热作用：用于自然通风房间夏季隔热设计
稳定传热：当平壁各点温度均不随时间而变时，通过各截面的热流强度也不随时间而变，且都相等。
特点：温度和热流保持恒定不变，各点的温度梯度相等。
一维传热：通过平壁的热流只沿厚度一个方向
一维稳定传热：当平壁的内外表面温度保持稳定时，通过平壁的传热情况不会随时间变化。
特征：1.通过平壁的热流强度q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。
单层平壁的导热和热阻

热阻：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。
热阻越大，围护结构保温性能越好。

多层平壁的导热和热阻

平壁材料层的导热

减少辐射换热量的有效方法是在间层壁面上贴铝箔。

周期性不稳定传热：外界热作用随时间呈周期性变化。
在周期性波动的热作用中，最简单最基本的是谐波热作用，温度随时间的正弦或余弦函数而变化。
热特性指标：材料和材料层的蓄热系数；材料层的热惰性
材料的蓄热系数：足够厚度的单一材料层一侧收到谐波热作用时，迎波面（直接受到外界热作用的一侧表面）上接受的热流波幅Aq，与该表面的温度波幅Ao之比。其值越大，材料的热稳定性越好。

材料层的热惰性指标：表征材料层或围护结构受到波动热作用后，被波面上对温度波衰减快慢程度的无量纲指标。

三．建筑保温与节能——得热尽可能多，失热尽可能少。
设计策略：充分利用太阳能；防止冷风不利影响；
选择合理的建筑体形与平面形式—体形系数：建筑物与大气接触的外表面Fo与其体积Vo之比。S=Fo/Vo 建筑物的体形系数是控制建筑采暖能耗的一个重要参数。居住建筑<=0.3 公建0.4—0.45
房间具有良好的热工特性，建筑具有整体保温和蓄热能力
建筑保温与最小传热阻

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。
**围护结构最小阻热设计的依据：内表面不能结露
建筑节能：建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用效率。
保温材料：导热系数<0.3，并能用于绝热工程的。
四．建筑围护结构的传湿与防潮
水蒸气渗透：当室内、外空气的水蒸气含量不等时，在围护结构的两侧，就存在水蒸气分压力差，水蒸气分子将从压力较高的一侧通过围护结构向较低一侧渗透扩散，这种现象称为蒸汽渗透。
内部冷凝检验：P与Ps相交说明内部有冷凝。
防止内部冷凝：材料层次的布置应符合“难进易出”的原则；设置隔气层；设置通风间层或泄气沟道。
**设置隔汽层。隔汽层设置在常年高湿的一侧。双重隔汽层慎用。
夏季结露：首层地面最为明显。
**根据自己的经验，列举几个外墙内表面或地面产生表面结露现象的实例，并说明结露的原因 
答：1、淋浴房内表面有水析出：原因在于，在一定的温度下，空气中的水蒸气达到饱和状态，多余的水蒸气被析出变成水附着在墙壁表面。 2、冬天窗玻璃表面的水珠或冰花：原因在于：窗玻璃处的温度过低，低于室内的露点温度，多余的水蒸气变成水或结冰。
围护结构防潮：为避免围护结构内部受潮，高湿房间围护结构的内表面应设防水层。
建筑防热与节能
建筑防热：为了抵挡夏季室外热作用，防止室内过热所采取的建筑设计综合措施。
主要内容：1.在城市规划中，正确地选择建筑物的布局形式和朝向
2.在建筑设计中，选用适宜的有效的围护结构隔热方案
3.采用合理的窗户遮阳方式
4.充分利用自然通风
5.注意建筑环境的绿化等以创造舒适的室内生活，工作环境
防热被动式措施：渐弱室外热作用—选择房屋朝向和布局，绿化环境，外围护结构表面用浅颜色；外围护结构隔热；房间自然通风和电扇调风；窗口遮阳；利用自然能
主动式措施:机械通风降温，空调设备降温
围护结构隔热措施：
1）屋顶隔热最重要：采用浅色外饰面，减少当量温度；增大热阻与热惰性；通风隔热屋顶；水隔热屋顶；种植隔热屋顶。
2）墙体隔热：砌块；钢筋混凝土大板，钢筋混凝土空心板，复合大板；
遮阳：为了防止过多直射阳光直接照射到房间的一种建筑构件。
遮阳形式：1.水平式遮阳：在北回归线以北地区适用于南向附近窗口；在北回归线以南地区既适用于南向窗口又可用于北向窗口。
2.垂直式遮阳：适用于北向、东北向和西北向附近的窗口
3.综合式遮阳：适用于东南向或西南向附近窗口，适应范围较大
4.挡板式遮阳：适用于东向、西向附近窗口
自然通风的组织：
1）建筑朝向、间距及建筑群的布局：错列式、斜列式较行列式、周边式好
2）建筑的平面布置与剖面设计
**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。
建筑日照
日照：物体表面被太阳光直接照射的现象。
日照时数：太阳照射的时数
日照率：实际日照时数与同时间内的最大可照时数百分比
需要避免日照的建筑分两种：1.防止室内过热2.避免眩光和起化学反应的建筑
建筑日照设计的主要目的：根据建筑的不用使用要求，采取措施使房间内部获得是适当的而又不过量的太阳直射光。