建筑物理復(fù)習(xí)提綱

建筑熱工學(xué)1.1室內(nèi)外熱環(huán)境室內(nèi)熱環(huán)境主要由室內(nèi)氣溫、濕度、氣流及壁面熱輻射等因素綜合而成的室內(nèi)微氣候。人體與周圍環(huán)境的換熱方式有對流、輻射和蒸發(fā)三種。人體的熱平衡是達(dá)到人體熱舒適的必要條件：使△q=0，即人體的新城代謝產(chǎn)熱量正好與人體所處環(huán)境的熱交換量處于平衡狀態(tài)。評價指標(biāo)和方法1.1.2室外氣候室外氣候組成因素太陽輻射，逆溫現(xiàn)象，空氣濕度1.1.3建筑熱工設(shè)計分區(qū)及設(shè)計要求分區(qū)及分區(qū)依據(jù)1.1.4城市氣候和微氣候局域性氣候，微氣候1.2建筑的傳熱與傳濕1.2.1傳熱方式傳熱是物體內(nèi)部或物體與物體之間熱能轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。傳熱的基本方式：導(dǎo)熱，對流，輻射。導(dǎo)熱：必須接觸，發(fā)生在固體，導(dǎo)熱系數(shù)P37，導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素：0.02624,0.3，材質(zhì)的影響、材料干密度的影響、濕度的影響。熱阻：熱流通過壁體時受到的阻力，或者說它反映了壁體抵抗熱流通過的能力P38對流：對流是由于溫度不同的各部分流體之間發(fā)生相對運動、互相摻和而傳遞熱能。只發(fā)生在流體之間或與其緊鄰的運動流體之間。輻射：與導(dǎo)熱對流有本質(zhì)的不同。特點：能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能——電磁能——內(nèi)能；不需要介質(zhì)；凡是溫度高于絕對零度的物體都在不斷向外輻射不同波長的電磁波。絕對白體：凡能將輻射熱全部反射的物體稱為絕對白體。絕對黑體：凡能將輻射熱全部吸收的物體稱為絕對黑體。絕對透明體（透熱體）：凡能將輻射熱全部透過的物體稱為絕對透明體?；殷w：輻射光譜曲線的形狀與黑體輻射光譜曲線的形狀相似，且單色輻射本領(lǐng)不僅小于黑體同波長的單色輻射本領(lǐng)，兩者的比例為不大于1的常數(shù)。大多數(shù)建筑材料都可看做灰體。同一物體的輻射本領(lǐng)隨溫度的升高而急劇增加（降低溫度以減少輻射）（溫度對輻射本領(lǐng)起決定性作用）。1.當(dāng)黑體溫度升高時，不僅其輻射本領(lǐng)增大，而且短波輻射所占比例增大，最大單色輻射本領(lǐng)向短波方向移動。2.物體的輻射本領(lǐng)與其輻射系數(shù)成正比，0~5.68。3.灰體的全輻射本領(lǐng)與同溫度下絕對黑體全輻射本領(lǐng)的比值成為灰體的“黑度”（發(fā)射率），它表明灰體的輻射本領(lǐng)接近絕對黑體的程度，0~1。1.2.2平壁的穩(wěn)態(tài)傳熱（實際不存在）平壁：平直墻體、地板、平屋頂、曲率較大的穹頂、拱頂，大多數(shù)圍護結(jié)構(gòu)都是平壁。P54計算題傳熱系數(shù)和導(dǎo)熱熱系數(shù)的區(qū)別：同一種材料的導(dǎo)熱系數(shù)不會變，傳熱系數(shù)會變。平壁內(nèi)部溫度的確定P56計算題1.2.3平壁的周期性傳熱半無限厚平壁在簡諧作用下的傳熱特征：1.周期不變；2.振幅衰減；3.相位延遲。材料和圍護結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)1.2.4建筑傳濕P68濕空氣絕對濕度相對濕度露點溫度：某一狀態(tài)的空氣，在含濕量不變的情況下，冷卻到它的相對濕度達(dá)到100%時所對應(yīng)的溫度，稱為該狀態(tài)下空氣的露點溫度。它表示氣體中的含水量，露點越低，表示空氣中的含水量越低。冷凝：溫度達(dá)到露點溫度以下，空氣中水蒸氣液化析出的現(xiàn)象稱為冷凝（結(jié)露）。1.3建筑保溫與節(jié)能建筑保溫途徑：1.建筑體型的設(shè)計，盡量減少外圍護結(jié)構(gòu)的總面積（體型系數(shù)0.30.350.4體型系數(shù)超過規(guī)范值，要提高圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能加以彌補）2.圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的保溫性能3.爭取良好的朝向和適當(dāng)?shù)慕ㄖ镩g距4.增強建筑物的密閉性，防止冷風(fēng)滲透的不利影響（在設(shè)計中盡可能避開迎風(fēng)地段，減少門窗洞口，加強門窗的密閉性；在出入頻繁的大門處設(shè)置門斗）5.避免潮濕，防止壁內(nèi)產(chǎn)生冷凝（建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨材料的含濕量增大而增大）最小傳熱阻的計算p77圍護結(jié)構(gòu)的保溫構(gòu)造分為三種：保溫、承重合二為一（自保溫）構(gòu)造；保溫層、結(jié)構(gòu)層復(fù)合構(gòu)造；單一輕質(zhì)保溫構(gòu)造。保溫構(gòu)造優(yōu)缺點適用范圍保溫、承重合二為一（自保溫）構(gòu)造構(gòu)造簡單、施工方便、能保證保溫構(gòu)造與建筑同壽命，這類構(gòu)造的傳熱阻不會很高，一般不適宜在保溫構(gòu)造性能要求很高的建筑中使用。多用于低層或多層墻體承重的建筑保溫層、結(jié)構(gòu)層復(fù)合構(gòu)造（內(nèi)外夾芯）有效地增加圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻、滿足保溫要求，也可減輕圍護結(jié)構(gòu)的自重，使承重結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟合理。單一輕質(zhì)保溫構(gòu)造（加氣混凝土砌塊和配筋的加氣混凝土墻板）熱阻很大，可以滿足圍護結(jié)構(gòu)保溫要求，同時減輕建筑的荷載，但熱穩(wěn)定性較差，對于熱穩(wěn)定性要求較高的建筑，應(yīng)對熱阻進行附加修正多層和高層建筑內(nèi)保溫保溫層在承重層內(nèi)側(cè)保溫材料不受室外氣候的影響，無需特殊的防護；且在間歇使用的建筑空間如影劇院觀眾廳、體育館等，室內(nèi)供熱時溫度上升快；但對間歇采暖的居室等連續(xù)使用的建筑空間則熱穩(wěn)定性不足，且極易在圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生冷凝水。外保溫保溫層在承重層外側(cè)熱容量大；房間熱穩(wěn)定性較好；對防止和減少保溫層內(nèi)部產(chǎn)生冷凝水和防止圍護結(jié)構(gòu)的熱橋部位內(nèi)表面局部凝結(jié)都有利；有效的保護了主體結(jié)構(gòu)；施工對室內(nèi)影響不大，有利于節(jié)能改造。夾芯保溫將保溫層布置在兩個結(jié)構(gòu)層中間使保溫層兩側(cè)都有保護，對保溫材料的要求不高，要嚴(yán)格控制非透氣性材料的濕度窗的保溫措施：A.提高窗的保溫性能：1.改善玻璃部分的保溫性能（增加空氣層，鍍低輻射涂層（low-e玻璃），掛窗簾（鋁箔窗簾））2.提高窗框的保溫性能（塑料窗框）B.控制各向墻面的開窗面積C.提高窗的氣密性，減少冷風(fēng)滲透D.提高窗戶冬季太陽輻射得熱熱橋保溫圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象主要取決于內(nèi)部各處的溫度是否低于該處的露點溫度?！癙”分布線：有交點——冷凝；無交點——無冷凝。（南方泛潮也是冷凝）P97計算題冷凝界面：把極易出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，且凝結(jié)最為嚴(yán)重的界面稱為圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部的“冷凝界面”。當(dāng)蒸汽滲透系數(shù)由大到小或材料的導(dǎo)熱系數(shù)由小到大時，極易出現(xiàn)冷凝。防止和控制冷凝的措施：1.防止和控制表面冷凝（1.正常濕度的采暖房間2.高濕房間3.防止地面泛潮）2.防止和控制內(nèi)部冷凝（1.材料層布置遵循“難進易出”原則：材料蒸汽系數(shù)由小變大或材料導(dǎo)熱系數(shù)由大變小——外保溫；倒置屋面p992.設(shè)置隔氣層3.設(shè)置通風(fēng)間層或泄氣通道）1.4建筑隔熱與通風(fēng)夏季室內(nèi)過熱的原因建筑防熱的途徑：1.減弱室外熱作用2.窗口遮陽3.圍護結(jié)構(gòu)的隔熱與散熱4.合理組織自然通風(fēng)5.盡量減少室內(nèi)余熱室外綜合溫度：1.定義：建筑物外圍護結(jié)構(gòu)受到室外溫度和太陽輻射的兩部分的作用，將二者合二為一稱為室外綜合溫度，是假想的、實際不存在的溫度。2.物理意義：用室外綜合溫度計算出建筑外圍護結(jié)構(gòu)的熱性能、建筑冷負(fù)荷和熱負(fù)荷。3.影響因素：1.外界空氣溫度2.外表面所吸收的太陽輻射3.與外界環(huán)境的長波輻射交換。P105，等效溫度（當(dāng)量溫度）外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱措施：1.屋頂隔熱（1.采用淺色外表面，減少太陽輻射當(dāng)量溫度2.提高屋頂自身的隔熱性能3.通風(fēng)隔熱屋頂4.種植屋面隔熱5.水隔熱屋頂）2.外墻隔熱自然通風(fēng)的原理：風(fēng)壓作用（穿堂風(fēng)），熱壓作用（煙囪效應(yīng)，解決豎向通風(fēng)問題）自然通風(fēng)的組織1.5建筑日照與遮陽太陽光線與地球赤道面所夾的圓心角，叫太陽赤緯角。赤緯角在+-23度27分之間變化。P133太陽高度角指太陽直射光線與地平面間的夾角。日出日落的太陽高度角為0度，正午12點的太陽高度角最大，太陽方位角為0度或180度。上下午的太陽高度角對稱。向東為正，向西為負(fù)。太陽方位角指太陽直射光線在地平線上的投影線與地平面正南向所夾得角，通常以正南向為0度。向西為正，向東為負(fù)。時角指太陽所在的時圈與通過正南點的時圈所構(gòu)成的夾角，單位為度。15度15（t-12）春秋分晝夜等長，所以日出時間為上午6:00，日落時間為下午6:00.日照分析方法及應(yīng)用1.5.4建筑遮陽固定式外遮陽遮陽形式適用范圍水平式遮陽南向南向北向豎直式遮陽北向，東北向、西北向綜合式遮陽東南向、西南向擋板式遮陽東向、西向可調(diào)式外遮陽遮陽篷、百葉窗、室外卷簾玻璃式外遮陽吸熱玻璃、反射玻璃、低輻射玻璃遮陽對室內(nèi)環(huán)境的影響2建筑光學(xué)2.1：建筑光學(xué)基本知識人體眼睛構(gòu)造和視覺特點視覺明暗感覺和感覺細(xì)胞，顏色感覺及光譜光效率概念光譜光視效應(yīng)：人眼看同樣功率的輻射，在不同波長時感覺到的明亮程度不同。人眼的這種特性用光譜光視效率曲線來表示。（表示兩種顏色的波長比值）明視覺曲線波長的最大值在波長555nm處，即在黃綠光部位最亮。（輻射強度相同，黃綠光的發(fā)光強度最大）光氣候及分區(qū)P188P190天然光的組成和影響因素基本光度量及其關(guān)系光通量、發(fā)光強度、照度、亮度概念及其相互關(guān)系材料的光學(xué)性質(zhì)定向反射和透射，擴散反向和透射現(xiàn)象特點及基本計算視度及其影響因素視度、視角、視功能曲線概念見度及其影響因素定義：可見度是指人眼辨識物體存在或形狀的難以程度。影響因素：1、亮度最低亮度：QUOTE10-5asb；刺眼亮度：16sb2、物體的相對尺寸（用視角描述）3、亮度對比p175（觀看對象和背景之間亮度的差異天然光比人工光的效果好）4、識別時間5、眩光就是在視野中由于亮度的分布或亮度范圍不適宜，或存在著極端的對比，以致引起不舒適感覺或降低觀察細(xì)部或目標(biāo)能力的視覺現(xiàn)象。（直接眩光：發(fā)光體引起；反射眩光：由視野中的反射引起）直接眩光解決措施：（1）限制光源亮度（2）增加眩光源的背景亮度，減少二者之間的亮度對比（3）減少形成眩光的光源視看面積（減小立體角）（4）盡可能的增大眩光源的仰角反射眩光解決措施：（1）盡可能使視覺作業(yè)的表面為無光澤表面，以減少規(guī)則反射形成的反射眩光（2）應(yīng)使視覺作業(yè)避開和遠(yuǎn)離照明同人眼形成的規(guī)則反射區(qū)域（3）使發(fā)光表面面積大、亮度低的光源（4）使引起反射的光源形成的照度在總照度中所占比例減少。P183計算題顏色的基本特性及定量，光源的色溫及顯色性2.2：天然采光光氣候和采光標(biāo)準(zhǔn)光氣候組成和影響因素，采光系數(shù)概念及標(biāo)準(zhǔn)制定考慮因素。采光口側(cè)窗、天窗的各種形式及其采光特點，天然采光的影響因素和計算方法2.3：人工照明人工光源熱輻射光源和氣體放電光源的發(fā)光原理及其發(fā)光特性燈具配光曲線、保護角、燈具效率概念，燈具分類和選用室內(nèi)工作照明照明方式，照明數(shù)量選擇，提高照明質(zhì)量措施，眩光概念環(huán)境照明室內(nèi)環(huán)境照明的特點和處理方法室外環(huán)境照明的特點和處理方法采光系數(shù)（C）是個相對值，比值。它是在室內(nèi)給定平面上的某一點由全陰天天空漫射光所產(chǎn)生的照度與同一時間、地點，在室外無遮擋水平面上由全陰天天空漫射光所產(chǎn)生的照度的比值。窗洞口：天然采光方式：側(cè)面采光、頂部采光、混合采光側(cè)窗（側(cè)面采光）采光量：正方形窗>豎長方形>橫長方形；照度均勻性：豎長方形>正方形>橫長方形（窄而深的房間宜用豎長方形窗，寬而淺的房間宜采用橫長方形窗）高側(cè)窗（用于美術(shù)展覽）側(cè)窗采光缺點：照度沿房間進深下降很快，分布很不均勻，房間深處照度不足。解決措施：提高窗位置或采用乳白玻璃、玻璃磚等擴散透光材料或采用將光線折射至頂棚的折射玻璃。天窗（頂部采光）種類：（1）矩形天窗（縱向矩形天窗、梯形天窗、橫向矩形天窗、井式天窗）（2）鋸齒形天窗（3）平天窗采光效果最好：平天窗；通風(fēng)效果最好：下沉式天窗矩形天窗縱向矩形天窗梯形天窗（矩形天窗的玻璃傾斜放置）采光量優(yōu)于矩形天窗，但易積塵，進而影響采光橫向矩形天窗（下沉式天窗）通風(fēng)效果最好井式天窗無論是熱壓還是風(fēng)壓通風(fēng)，天窗總是負(fù)壓區(qū)。主要用于高溫車間鋸齒形天窗窗口朝向北面用于恒溫恒濕的車間如紡織廠的紡紗、織布、印染等車間平天窗可用于坡屋頂和坡度較小的屋面，可做成采光罩、采光板、采光帶采光效果最好燈罩的作用：（1）重新分配光通量，提高光通量的利用率（2）避免眩光描述燈具的光特性（1）配光曲線a.定義：光強分布就是用曲線或表格表示光源或燈具在空間各方向的發(fā)光強度值，通常把某一平面上的光強分布曲線稱為配光曲線。（用極坐標(biāo)表示）b.配光曲線上的每一點，表示燈具在該方向上的發(fā)光強度c.配光曲線按光源發(fā)出的光通量為1000lm來繪制。（2）遮光角a.目的：降低或消除眩光b.定義：指光源最邊緣一點和燈具出光口的連線與水平線之間的夾角。（3）燈具效率：與燈源的發(fā)光效率無關(guān)。燈具a.分類：按光通量在上下半球的分布分為：直接型、半直接型、漫射型、半間接型和間接型b.應(yīng)用：寬賠光的直接型燈具適用于廣場和道路照明、公共建筑中的暗燈照明方式：a.分類：一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明、混合照明一般照明適合于對