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 吸收系数 透过系数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0.40.45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。