建筑物理ppt課件

1、05 設備王寧 第一篇 建筑熱工學 第二篇 建筑光學 第三篇 建筑聲學建筑熱工學根本知識建筑保溫與防濕建筑防熱建筑日照back教學目的：掌握熱量傳送的三種根本方式：導熱、對流、輻射；教學目的：掌握熱量傳送的三種根本方式：導熱、對流、輻射； 掌握平壁穩(wěn)定傳熱的規(guī)律、傳熱過程、計算內(nèi)部溫度分布。掌握平壁穩(wěn)定傳熱的規(guī)律、傳熱過程、計算內(nèi)部溫度分布。1.1圍護構(gòu)造傳熱的根本方式圍護構(gòu)造傳熱的根本方式 熱量的傳送方式：導熱、對流、輻射。熱量的傳送方式：導熱、對流、輻射。1.1.1導熱導熱導熱機理：導熱機理： 同一物體內(nèi)各部分溫度不同、或溫度不同的物體直接接觸時，資料內(nèi)同一物體內(nèi)各部分溫度不同、或溫度不同

2、的物體直接接觸時，資料內(nèi)部發(fā)生的熱量轉(zhuǎn)移過程。部發(fā)生的熱量轉(zhuǎn)移過程。 在固體、液體和氣體中均存在導熱景象。在建筑熱工學中，遇到最多在固體、液體和氣體中均存在導熱景象。在建筑熱工學中，遇到最多的是平壁的導熱。的是平壁的導熱。平壁的導熱公式：平壁的導熱公式： ； backRqeidR qFQ 1.1.2對流定義 對流是指依托流體的宏觀運動，把熱量從一處傳送到另一處的景象。工程上遇到的是流體流過一個固體壁面時發(fā)生的熱量交換過程，稱為外表換熱或?qū)α鱾鳠?。分?對流按產(chǎn)生緣由可分為：自然對流、受迫對流。 自然對流是指本來溫度一樣的流體或流體與相鄰的固體外表，因其中某一部分受熱或遇冷產(chǎn)生溫差，構(gòu)成對流運動

3、而傳送熱能； 受迫對流是指因外力作用，如風力、水泵、風機等的擾動，迫使流體產(chǎn)生對流。對流傳熱過程的計算公式牛頓公式： 計算對流傳熱的面積熱流量，也就是如何確定外表傳熱系數(shù) 的問題。外表傳熱系數(shù)常用閱歷公式進展計算。)(tqccc1.1.3輻射輻射機理 任何物體只需熱力學溫度高于0K，外表就會不停的向周圍發(fā)射電磁波，同時又不斷的吸收其他物體投射來的電磁波。輻射傳熱特點 輻射傳熱不需求物質(zhì)間的相互接觸，也不需求任何中間媒介。 輻射過程中伴隨這能量的轉(zhuǎn)換。 凡是溫度高于絕對零度的一切物體，不論它們的溫度高低都在不延續(xù)地向外輻射不同波長的電磁波。輻射能的吸收、反射和透射 當物體外表遭到輻射強度為Io的

4、輻射時，其能量守恒定律有： 式中， 物體對輻射熱的光譜反射比， ； 物體對輻射熱的光譜吸收比， ； 物體對輻射熱的光譜透射比， 。IIIIo1oIIoIIoII 1.2圍護構(gòu)造的穩(wěn)定傳熱過程1.2.1圍護構(gòu)造一維穩(wěn)定傳熱的根本規(guī)律 穩(wěn)定傳熱是最簡單和最根本的傳熱過程，由于計算方便，建筑熱工設計中常采用此種模型進展估算。1一維穩(wěn)定傳熱假設： 假設圍護構(gòu)造的寬度和高度的尺寸比厚度大得多，那么經(jīng)過平壁的熱量流動可以為只需沿厚度一個方向，這就是一維穩(wěn)定傳熱。2一維穩(wěn)定傳熱的主要特征：經(jīng)過平壁的面界熱流量q處處一樣；同一材質(zhì)的平壁內(nèi)部各界面間溫度分布呈直線關系，即溫度隨間隔的變化規(guī)律為直線。3圍護構(gòu)造多

5、層平壁的傳熱過程：內(nèi)外表吸熱多層平壁資料層的導熱過程外外表散熱4多層平壁穩(wěn)定傳熱過程的計算公式：5一維穩(wěn)定傳熱時平壁內(nèi)部的溫度分布壁體內(nèi)外表的溫度：多層平壁任一層的內(nèi)外表溫度：壁體外外表溫度： 在穩(wěn)定傳熱條件下，每一資料層內(nèi)的溫度分布是不斷線，在多層平壁中成一條延續(xù)的折線。資料層內(nèi)的溫度降落程度與各層的熱阻成正比，資料層的熱阻愈大，在該層內(nèi)的溫度降落愈大。)(1100eieieieieieittKRttRdRttdttq)(0eiiiittRRt)(011eimjjiimttRRRt)(0eieeettRRt1.3周期性不穩(wěn)定傳熱的根本規(guī)律1.3.1周期性不穩(wěn)定傳熱的根本特點1溫度動搖過程延遲

6、；其緣由在于，資料層升溫或降溫，需求一定的時間供應或放出熱量。2溫度波“衰減；其緣由是由于構(gòu)造資料層的熱惰性呵斥的。1.3.2諧波作用下資料和圍護構(gòu)造的熱特性目的1資料的蓄熱系數(shù)S 某一勻質(zhì)半無限大壁體一側(cè)遭到諧波作用時，迎波面上受的面積熱流量振幅Aq與該外表的溫度振幅A之比，稱為資料的蓄熱系數(shù)。2資料層的熱惰性目的D 資料層的熱惰性目的是表示資料層遭到動搖熱的作用后，背波面上溫度動搖猛烈程度的一個目的，它闡明資料層抵抗溫度動搖的才干。 D = R SAASq1.4描畫濕空氣的物理量1.4.1水蒸氣的分壓力P濕空氣： 含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣。室內(nèi)外的空氣都是濕空氣，濕空氣是干空氣和水蒸氣的

7、混合物。道爾頓分壓定律： 濕空氣的總壓力等于干空氣的分壓力和水蒸氣的分壓力之和，即：1.4.2空氣濕度1絕對濕度 每立方米的濕空氣所含水蒸氣的質(zhì)量，稱為絕對濕度。絕對濕度普通用f表示，單位g/m3。飽和形狀下的絕對濕度那么用飽和蒸汽量fmax表示。2相對濕度 相對濕度是指在一定溫度及大氣壓力下，濕空氣的絕對濕度f與同溫度下的飽和蒸汽量fmax的比值，又稱為飽和度。相對濕度普通用表示：PPPdw 相對濕度可用來直接判別空氣的干、濕程度。1.4.3露點溫度 空氣在含濕量和大氣壓不變的情況下，冷卻到飽和形狀即相對濕度100所對應的溫度，稱為該形狀下空氣的露點溫度，以符號td表示。氣溫如低于露點溫度，

8、就會產(chǎn)生結(jié)露或接霜景象。1.4.4濕球溫度和干球溫度 用兩支一樣的水銀溫度計，一支的水銀球用浸在水中的濕紗布包起來，稱為濕球溫度計，其相應的讀數(shù)為濕球溫度twet；另一支不包紗布，稱為干球溫度計，其相應的讀數(shù)為干球溫度tdry。干球溫度實踐上就是空氣的溫度。濕球溫度計和干球溫度計共同構(gòu)成干濕球溫度計。 干濕球溫度計可以來測定空氣的相對濕度。普通用圖表來表示相對濕度與干球溫度和濕球穩(wěn)定的關系。%100maxff%100maxPP 1.5室內(nèi)外熱環(huán)境1.5.1室外熱環(huán)境1與建筑物親密相關的氣候要素 一個地域的氣候情況是許多要素綜協(xié)作用的結(jié)果。與建筑物親密相關的氣候要素為：氣溫、太陽輻射、空氣濕度、

9、風及降水等。2我國的建筑氣候分區(qū) 全球氣候復雜，差別大。我國根據(jù)建筑特點、運用要求及各種氣候要素對建筑物的影響，在全國范圍內(nèi)進展了建筑氣候分區(qū)的任務，以指點作出適宜的設計。3城市小氣候特點 城市小氣候是由于特殊的地表覆蓋、人口排放的熱量和水汽、廢氣及其他生活污染物呵斥的。 城市區(qū)域的小氣候要素表達在：大氣透明度小，消弱了太陽輻射；氣溫較高，構(gòu)成“熱島效應風速減小，風向因地而異；蒸發(fā)減弱、濕度變小；霧多，能見度差。 城市建筑熱工設計必需思索上述小氣候要素。1.5.2室內(nèi)熱平衡1人體的熱平衡方程 人體得失熱量可用下式表示： q與人的體溫變化率成正比， q 0或q 0對人體都有危害。為維持人體外表溫

10、度恒定在36.5不變，必需使人體得失熱量q 為零，即人體熱平衡方程為： 在到達熱平衡時，如對流傳熱量占總散熱量的2530，輻射散熱量占4550，呼吸和有覺得蒸發(fā)散熱量占2530時，人體才干到達熱溫馨形狀，能到達這種適宜比例的環(huán)境就是人體熱溫馨的 充分條件。wrcmqqqqq0wrcmqqqq2室內(nèi)熱環(huán)境的評價新有效溫度ET新等感溫度預測熱感指數(shù)PMVPPD目的教學目的：掌握建筑保溫設計的根本原那么，圍護構(gòu)造保溫設計的根本教學目的：掌握建筑保溫設計的根本原那么，圍護構(gòu)造保溫設計的根本方方 法最小總熱阻法，特殊部位的保溫設計，圍護構(gòu)造的蒸汽法最小總熱阻法，特殊部位的保溫設計，圍護構(gòu)造的蒸汽 浸透，

11、外表冷凝、內(nèi)部冷凝的檢驗及防控措施。浸透，外表冷凝、內(nèi)部冷凝的檢驗及防控措施。2.1圍護構(gòu)造的保溫設計圍護構(gòu)造的保溫設計2.1.1建筑保溫設計的根本原那么建筑保溫設計的根本原那么1充分利用日照充分利用日照2添加房間的密閉性添加房間的密閉性3合理選擇建筑體型與平面方式合理選擇建筑體型與平面方式4使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)2.1.2外圍護構(gòu)造的保溫設計外圍護構(gòu)造的保溫設計1圍護構(gòu)造保溫設計的根本方法最小總熱阻法：圍護構(gòu)造保溫設計的根本方法最小總熱阻法：backieiRtnttR)(min, 02絕熱資料 普通把熱導率小于0.25W/m.K，表觀密度小于1000kg/m2，并可用于絕熱工程的資料