建筑物理 文档.doc

室内热环境主要构成要素？室内空气温度、空气湿度、气流速度及壁面热辐射。室内物理环境？室内那些通过人体感觉器官对人的生理发生作用和影响的物理因素人体热平衡的影响因素1.人体新陈代谢产热量 2.对流换热量 3.辐射换热量 4.人体的蒸发散热量影响人体热感觉的6个因素空气温度：对流散热量 环境表面温度：辐射散热量水蒸汽分压力（空气湿度）：蒸发散热量 风速：对流散热量和蒸发散热量服装热阻：影响所有散热量 新陈代谢率：影响产热量n 人体热平衡：qm-qw-qc-qr=0 -影响参数：n 其中：qm 产热量 新陈代谢率mn qr 辐射散热量 壁面辐射温度n qc 对流散热量 空气温度t,湿度，流速vn qw 蒸发散热量 衣服热阻Rn 在满足人体热平衡的范围内找出热舒适的充分条件，得到热舒适方程：n 人体热舒适：f(t, v, ,R,m)=0n 热舒适指标：PMV= f(t, v, ,R,m) PMV（Predict Mean Vote ） 绝对湿度f：单位体积湿空气中所含水蒸气的质量，kg/m3。含湿量d：单位质量干空气中所含水蒸气的质量，kg/kg干空气。相对湿度：一定大气压下，湿空气的绝对湿度（水蒸气分压力）与同温度下饱和湿空气的绝对湿度（水蒸气分压力）之比。建筑热工设计中常用来评价环境潮湿程度。露点温度td：在湿空气的压力和含湿量保持不变的情况下，冷却空气达到饱和湿空气状态时的温度。是判断湿空气结露与否的重要参数。例题：某房间的室内空气温度为26C，相对湿度为70，房间自来水供水管表面温度为15C，问水管表面是否结露？解答：26C饱和水蒸气分压力为3361.0Pa。26C，70湿空气的水蒸气分压力为2352.7Pa，对应露点温度约为20.1C。水管表面温度15C露点温度，结露。有效温度：它是室内气温 室内空气温度 室内气流速度 三者对人体综合影响的指标人体热平衡：产热量=散热量 人体散热方式：对流 辐射 蒸发气候因素：太阳辐射、空气温度、空气湿度、风、降水；例2-1空气温度18，相对湿度为60%，求露点温度 td.解：由附录1查表得空气温度为18时饱和水蒸气分压力为：Ps=2062.5 pa已知相对湿度为60%，可算出水蒸气分压力为：P=Ps=60%2062.5=1237.5 pa以1237.5 pa为饱和水蒸气分压力，查附录表得露点温度 td=10.1风向风速频率风玫瑰图n 例1读上海某年的风频玫瑰图，据此回答：（1）这一年上海的最大风频的风是一般多出现在（夏季）。（2）如果仅考虑城市大气环境保护，上海的石化工业应分布在城市的郊外，这是因为 参考答案：（1）东南风夏季 （2）西南大气污染严重的企业布置在最小风频的上风向，对城区的影响最小建筑热工设计分区及设计要求传热的基本方式：导热 对流 辐射空间中各点的温度分布称为温度场。稳定传热过程：传热过程中各点温度不随时间变化。不稳定传热过程：传热过程中各点温度随时间变化。单位时间通过面积为F的平壁的导热量为：材料的导热系数，单位为W/（mK）。表示材料导热难易程度的基本参数，用实验测定 概念：温度梯度为1 时，在单位时间内通过单位面积的导热量。影响导热系数的因素：材质 材料干密度 材料含湿量热阻：是热流通过壁体时遇到的阻力或者说它反映了壁体抵抗热流通过的能力对流：指流体各部分之间发生相对运动, 互相掺混而传递热量。对流换热：流体与壁面接触时同时发生对流和导热的热量传递过程。黑体：全部吸收辐射热实际物体的发射率（黑度），01，表征物体辐射能力与黑体接近的程度。物体对长波辐射的吸收率发射率注意：对常温物体辐射的吸收率发射率 对太阳辐射的吸收率发射率例题2-1：墙体构造：水泥砂浆20mm;多孔砖240mm;保温砂浆20mm;计算R0和K.n 解：查附录表材料的导热系数，计算热阻如下：材料层 厚度（m） 导热系数W/m.K 热阻m2.k/W 水泥砂浆 0.02 0.93 0.02多孔砖 0.24 0.58 0.41保温砂浆 0.02 0.29 0.07R=0.50R0= Ri R Re=0.110.500.04=0.65 m2.k/W K=1/ R0=1/0.65=1.54 W/m2.K蓄热系数 物体表面热流波幅与温度波幅的比值最小总热阻 R0,min=(ti-te)nRi/tRi-内表面换热阻，Ri=0.11m2.k/w ti-冬季室内计算温度，；te-冬季室外计算温度， ； n-修正系数， t-允许温差。例3-1：已知西安地区冬季室外计算温度te分别为-5、-8、-10、-12，验证如下墙体是否满足热工要求。墙体构造 (w/m.k) S(w/m2.k) d(m) 石灰砂浆 0.81 10.12 0.02页岩陶粒混凝土0.63 8.16 0.24解：D=s1R1 s2R2=(0.02/0.81)10.12（0.24/0.63）8.16=3.362该外墙属于型，故应取te=-10R0,min=(ti-te)nRi/t=18-（-10） 10.11/6=0.513 m2.k/wR0= ReR1 R2 Ri=0.040.02/0.810.24/0.630.11=0.556 m2.k/w由于R0,minR0 所以墙体满足热工要求1. 保温、承重合二为一自保温，既能承重又能保温材料：多孔砖、空心砖、混凝土空心砌块、加气混凝土砌块等优点：构造简单，施工方便，适用于保温要求不高的墙体.（低层或多层墙体承重的建筑）。2复合结构保温采用轻质高效保温材料与承重结构复合，适用于保温要求较高的墙体构造和施工比较复杂。 复合构造：内保温室内温度波动较快，适用于对间歇使用房间，如体育馆、影剧院和会议室等；保温材料不受室外气候因素影响，无需特殊维护；热稳定性差，极易在围护结构内部产生凝结水复合构造：外保温1）围护结构内表面与室内气温波动小，房间热稳定性好，适用于连续使用房间。2）减少热桥热损失。形成“进难出易”结构，有利于防潮和防止内部冷凝。3）有效保护主体结构，降低主体结构内部温度应力起伏。4）工对室内使用状况影响不大。3、单一轻质保温构造.加气混凝土砌块、配筋的加气混凝土墙板等 热稳定性较差窗的保温提高窗的气密性；提高窗框的保温性能； 提高玻璃的保温性能；控制各朝向墙体的开窗面积： 窗墙比：窗洞口面积与房间立面面积的比值。北向0.2，南向0.35， 东、西向0.25 提高冬季窗户的太阳辐射得热热桥：保温性能远低于主体部分的嵌入构件，如墙体中的钢或钢筋混凝土骨架、圈梁、板材中的肋。热桥是围护结构中热量最容易通过的构件。需要单独校核热桥内表面是否结露。避免贯通式热桥，其中以钢筋混凝土框架填充墙的梁柱最为典型。外保温、断桥铝、断热铝建筑保温的途径：建筑体形；建筑物朝向和间距；防风；防潮；围护结构保温建筑防热的途径：减弱室外热作用 围护结构隔热； 窗口遮阳； 自然通风；围护结构隔热措施 屋顶隔热 外墙隔热屋顶隔热浅色屋顶 绝热屋顶 通风隔热屋顶 阁楼隔热屋顶 蓄水隔热屋顶 种植隔热屋顶遮阳系数定义：在法向入射条件下，通过某透光系统的太阳辐射热量与相同入射条件下的标准太阳辐射热量之比。外遮阳系数（SD）：带有外遮阳构造的窗口夏季透过的太阳辐射热量与不带外遮阳构造的窗口夏季透过的太阳辐射热量之比。玻璃遮蔽系数（Se）：在标准辐射条件下，玻璃或其它透明材料有效辐射波段太阳辐射能的透过量与标准玻璃在同样条件下的透过量的比值。外窗综合遮阳系数（SW）：考虑窗和外遮阳装置综合遮阳效果的系数，其值为窗外遮阳系数SD、窗玻璃遮蔽系数Se、玻璃面积比三者的乘积。自然通风的原理风压通风自然通风的设计建筑物朝向 建筑群布局 房间开口位置和面积与通风有关的构造措施 利用环境组织通风 建筑物平面布置与剖面处理的基本原则建筑物平面布置与剖面处理的基本原则：主要的使用房间布置在夏季迎风面，辅助用房可布置在背风面。当房间的进风口不能正对夏季主导风向时，可采用台阶式的平面组合或设置挡风板加强自然通风。利用楼梯间、小厅和天井等增加建筑物内部的开口面积，充分利用开口面积组织自然通风。开口位置的布置应尽量使得室内气流分布均匀，并力求风吹过房间主要使用部位。门窗有关构造有利于导风、排风和调节风向、风速。太阳在天空中的位置太阳高度角hs：太阳直射光线与地平面间的夹角。太阳方位角As：太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南向所夹的角。光是客观存在的一种能量，或说光是一种电磁辐射能，而且与人的主观感觉有着密切的关系。光是以电磁波形式传播的辐射能定义：辐射体单位时间内以电磁辐射的形式向外辐射的能量称辐射功率或辐射通量(W)。光源的辐射通量中被人眼感觉到的光的能量(波长380780nm)称光通量。光强度I(又称光强、发光强度)/坎德拉(1cd=1lm/sr)定义：光源在照射方向上单位立体角内发出的光通量(和距离无关)。发光强度：光通量在空间中的分布情况，即光通量的空间密度。I表示。坎德拉 cdI=d/d照度：对于被照面而言，落在其单位面积上的光通量多少。E表示，勒克斯 lx。E=/A 亮度：发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。L表示，坎德拉每平方米cd/m2L=I/Acos可见度就是人眼辨认物体存在或形状的难易程度。在室内应用时，以标准观察条件下恰可感知的标准视标的对比或大小定义。在室外应用时，以人眼恰可看到标准目标的距离定义，故常称为能见度。影响可见度的重要因素有5个：1.亮度 2.视角3.亮度对比亮度对比即观看对象和其背景之间的亮度差异，差异愈大可见度愈高。常用C来表示亮度对比，它等于视野中目标和背景的的亮度差与背景亮度之比。C=(Lt-Lb)/Lb=L/Lb 4.识别时间 5.避免眩光眩光就是在视野中由于亮度的分布或亮度范围不适宜，或存在着极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标能力的视觉现象。（从眩光影响视觉功效角度看，可以把眩光分为失能眩光和不舒适眩光。降低视觉对象的可见度，但不一定产生不舒适感觉的眩光称为失能眩光。产生不舒适感觉，但不一定降低视觉对象的可见度的眩光称为不舒适眩光。从形成眩光的过程来看，可把眩光分为直接眩光和反射眩光。直接眩光是由视野中，特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的所产生的眩光。反射眩光是由视野中的反射所引起的眩光，特别是在靠近视线方向看见反射像所产生的眩光。 直接眩光可用下述措施减轻或消除：1）限制光源亮度； 2）增加光源的背景亮度，减少二者之间的亮度对比；3）减小形成眩光的光源视看面积，即减小眩光源对观测者眼睛形成的立体角。4）尽可能增大眩光源的仰角。 反射眩光可用下述方法使其减小至最小程度：1）尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱规则反射而形成的反射眩光；2）应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的规则反射区域；3）使用发光表面面积大、亮度低的光源；4）使引起规则反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少，从而减少反射眩光的影响。声功率W/W：声源在单位时间内向外辐射的声音能量，即在全部可听范围所辐射的功率，也可特指在某个有限频率范围所辐射的功率，亦称频带声功率。声压P/Pa：空气质点因声波作用产生振动时所引起的大气压力起伏。N/m2常指有效声压（瞬时声压的均方根）简谐声波： 声强 I /W/m2：声波传播方向上单位面积波面上通过的声功率。混响声源停止发声后，声场中还存在着来自各界面的迟到的反射声形成的“残留”现象。声音停止发声后，室内声能立即开始衰减，声音自稳态声压级衰减60dB所需的时间称为混响时间掩蔽效应人耳对一个声音的听觉灵敏度因为另一个声音的存在而降低的现象多孔吸声材料吸声原理多孔性吸声材料具有许多微小的间隙和连续气泡因而具有一定的通气性.当声波入射到多孔材料表面时，主要是两种机理引起声波的衰减:首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙的空气运动，紧靠孔壁或纤维表面的空气运动速度较慢，由于摩擦和空气的粘滞阻力，一部分声能转变为热能，从而使声波衰减；其次，小孔中空气与纤维之间的热交换引起的热损失，也使声能衰减.另外，高频声波可使空隙间空气质点的振动速度加快，空气与孔壁的热交换也加快，这就使得多孔材料具有良好的高