建筑热工部分复习大纲.doc

建筑热工部分第一章.热工基本知识1.三种传热方式相关基本概念：导热 对流 辐射 导热系数；辐射系数；黑度；长波；短波；太阳辐射吸收系数；玻璃的温室效应。1. 导热：物体中有温差是，由于直接接触的物质质点做热运动而引起的热能传递过程。（固液气） 对流：脂肪生在流体之间，温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺和传递热能。（自然对流，受迫对流。气体，液体） 辐射：以电磁波传递热能。不需要和其他物体直接接触，也不需要其他任何中间媒介。2. 导热系数：是物质导热能力的量度。符号为或K。 定义：在稳定条件下，1m厚的物体，两侧表面温差为1时，在1h内通过1面积所传导的热量。，导热能力。0.25作为保温材料，空气导热系数很小。（含气孔气隙材料降低值）辐射系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K时的辐射传热量。C，辐射能力。=C/Cb黑度（发射率）：公式=E/E，b=常数。灰体的辐射光谱对应每一波长下的单色辐射力E与同温度同波长的黑体的E，b的比值长波：3m的辐射线（围护结构）短波：3m的短波辐射（太阳辐射）3.太阳辐射吸收系数： 玻璃的温室效应：用普通窗玻璃的温室，白天能引进大量的太阳辐射，而夜间则能阻止室内的长波辐射向外透射。2.湿空气的相关概念：绝对湿度；相对湿度；露点温度 绝对湿度：单位体积空气中所含水蒸气的重量。表示f，单位g/m3,饱和状态时fmax。, 相对湿度：一定温度下、一定大气压下，湿空气的绝对湿度f，与同温同压下饱和水蒸气量fmax的百分比，用表示。=f/fmax*100=P/Ps*100(P=水蒸气分压力，Ps=饱和水蒸气分压力)露点温度：在大气压力一定，空气含湿量不变的情况下，未饱和的空气因冷却而达到饱和状态时的温度。用td（）表示。3.影响人体热舒适的因素：室内环境参数与人体因素1. 室内热湿环境构成要素：室内空气温度，空气湿度，气流速度以及环境辐射温度。 人体因素：活动量，适应力，衣着情况。4.室外热环境与建筑热工分区的类型，典型代表城市严寒地区（沈阳，乌鲁木齐，格尔木），寒冷地区（北京，石家庄，西安），夏热冬冷地（武汉，桂林）区，夏热冬暖地区（南宁，广州），温和地区(云南)。5.城市微气候之城市热岛效应原因：高密度建筑物改变了地表的性态 高密度人偶分布改变了能源与资源消费结构补充：1.严寒地区居住建筑冬季采暖居室内基本设计温度为18度。2.有效温度ET:该指标包含因素有：空气温度、空气湿度、气流速度。热感觉指标PMV-PPD：预测平均热感觉，值=0是舒适。3.室外热湿环境要素：空气温度 太阳辐射（直接辐射+散射辐射）空气湿度风（大气环流+地方风）4材料对热辐射的吸收与反射性能，主要取决于表面颜色，材性和光滑平整程度。5.两表面间的辐射量主要取决于表面温度，表面发射和吸收辐射的能力，以及他们的相互位置。第二章 建筑围护结构的传热原理及计算6.基本概念：热阻、总传热阻、总传热系数、蓄热系数，墙体热惰性指标（包括计算）热阻R:R=d/，表示围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量。总传热阻：多层平壁的各层热阻总和。总传热系数K=1/R。K，保温能力。蓄热系数S：定义：迎波面上接受的热流辐射Aq与该表面的温度波辐A0之比。该系数是直接受到热作用的一侧表面，对谐波作用反应的敏感程度的一个特性指标。S，表面温度波动。S不仅与材料的物理性能有关，还取决于外界热作用的波动周期。周期，S。墙体热惰性指标D：定义：表征材料层或围护结构受到波动热作用后，背波面上对温度波衰减快慢程度的无纲量指标。说明材料层抵抗温度波动能力的一个特性指标，D=R*SD，围护结构的热稳定性。7.平壁稳定传热的传热过程与特征一维稳定传染热，只眼厚度d一个方向。过程：1）内表面吸热，在对流换热与辐射换热的共同作用下得热；2）屏蔽材料的导热3）外表面的散热：平壁把热量以对流和辐射的方式传给室外空气及环境。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温度分布呈直线关系。8.平壁周期性不稳定传热的传热过程与特征谐波作用1）室外温度和平壁表面温度，内部任一截面处温度都是同一周期的谐波运动2）从室外空间到平壁内部，温度波动振幅逐渐减小（温度波动的衰减）3)从室外空间到平壁内部，温度波动的相位逐渐向后推延（温度波动的相位推延）。9.绝热材料或构造类别及其绝热原理：轻质材料；空间间层；磨光金属（铝箔）1)轻质材料：（低，控制导热）2）空间间层（利用材料本身所含的孔隙隔热，空气导热系数很低）3）磨光金属（铝箔）具有很高的反射系数，将热量反射出去。10.封闭空气层的传热过程、特征、提高空气间层保温能力办法在空气间层中，其热阻主要取决于间层两个界面上的空气边界厚度和界面之间的辐射换热强度。将空气层布置到围护结构的冷侧，降低间层平局温度，可减少辐射换热量，但效果不显著。最有效的方法是在间层壁面上间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料（铝箔）。补充：1.在稳定传热中：传热量的多少和表面，内部温度低高低与材料的导热系数和结构对的传热阻密切相关。在周期传热过程中，只与材料和材料层的蓄热系数，热惰性有关。第三章 建筑保温设计11.基本概念：最小总热阻、体型系数、吸热系数最小传热阻：在建筑热工的设计与计算中，允许采用的围护结构传热阻的下限值。体形系数S：建筑物与室外大气接触的外表面积F0（不含地面和不采暖楼梯间隔墙和户门面积）与体积V0之比。S=F0/VO吸热指数B:B=f(b1）b1，B，材料从人脚西区的热越多越快。12.建筑保温与节能设计策略1）充分利用太阳能（日照，被动式太阳能利用）2）防止冷风的不利影响（场地改善风环境，建筑朝向）3）选择合理的建筑体型和平面形式（减小外表面面积）4)房间具有良好的热工特性，建筑具有整体保温和蓄热能力。5）建筑保温系统科学、节点构造设计合理。6)建筑具有舒适高效的供热系统。13.屋顶、墙体保温构造种类，内保温与外保温的特征与比较1） 构造种类：单设保温层（用导热系数很小的材料作为保温材料）。封闭空气层（间层表面采用强反射材料，如涂贴铝箔）保温与承重结合（空心砖，加气混凝土）混合结构型（既有保温层又有空气层和承重层的外墙和屋顶结构）2） 保温层在承重层的室内侧，叫内保温；在室外侧，叫外保温；设在两层迷失结构层的中间，叫夹芯保温。现在，严寒和寒冷地区，外墙屋顶采用外保温和夹芯保温较常见。外保温的优点：1）使外墙和屋顶的主要结构部分受到保护，大大降低温度应力的起伏，提高结构耐久性。2）由于承重层材料的热容量一般都远大于保温层，所以外保温对结构及房间的热稳定性有利。3）外保温对防止和减少保温层内部产生水蒸气凝结十分有利。4）外保温使热桥处的热损失减少，并能防止热桥内表面局部结露。5）对于旧房的节能改造，外保温的处理效果最好。14.保温特殊部位：热桥等热桥是指处在外墙和屋面等围护结构中的钢筋混凝土或者金属梁，柱，肋等部位。这些部位传热能力强，内表面温度较低。P60：此外还有外墙转角，内外墙交角，楼板或屋顶与外墙的交角，女儿墙，出挑阳台，雨篷等构件。15.外窗、门的保温措施1）提高气密性，减少冷风渗透。2）提高窗框的保温性能。3）改善玻璃，门板的保温能力。16.被动式太阳能利用原理：三种集热方式直接受益式（让阳光透过窗户照进来）集热墙式（直接受益式窗后面筑起一道重型结构墙并涂上吸收率高的图层）附加日光间式（由于直接获得太阳能而使温度产生较大波动的空间，过热的空气可以立即用于加热相邻的房间。）第四章 建筑围护结构的传湿与防潮17.基本概念：材料蒸气渗透系数与水蒸气渗透阻材料蒸汽渗透系数：定义：1m后的物体，两侧水蒸气分压力差为1Pa,1h内通过1面积渗透的水蒸气量。单位g/(mhPa)它表明材料的透气能力，材料的孔隙率越大，透气性越强。水蒸气渗透阻H：围护结构或某一层材料，两侧水蒸气分压力差为1Pa，通过通过1面积渗透1g水蒸气所需要的时间。单位（hPa）/g18.防控冬季建筑表面产生冷凝水的措施1）正常湿度的房间：尽可能使外围护结构内表面附近的气流通畅；围护结构内表面宜采用蓄热系数较大的材料。2）高湿房间：围护结构的内表面应设防水层。对于间歇性处于高湿条件的房间，为避免冷凝水形成水滴，围护结构内表面可增设吸湿能力强，且本身又耐潮的饰面层或图层。19.防止和控制冬季建筑围护结构内部冷凝的措施1）合理布置材料层的相对位置。（尽量在水蒸气渗透的通路上做到进难出易。）2）设置隔汽层（可在保温层蒸汽流入的一侧设置隔汽层，如沥青等；保证围护结构内部正常湿状况所必须的蒸汽渗透阻。）3）设置通风间层或泄气沟道4）冷侧设置密闭空气层，可使处于较高温度侧的保温层经常干燥。20.南方地区初夏结露的原因及措施原因：1）室外空气温度高湿度大，空气饱和或接近饱和。2）室内某些表面热惰性大，使其温度低于室外空气的露点温度。3）室外高温高湿空气与室内物体低温表面发生接触。措施：1）架空层防结露2）空气层防结露3）材料层防结露4）呼吸防结露5）密闭防结露6）通风防结露7）空调防结露第五章 建筑防热与节能21.基本概念：室外综合温度，遮阳系数SC室外综合温度:以温度值表示室外气温，太阳辐射和大气长波辐射给定外表面的热作用。室外综合温度由三部分构成：外界空气温度；外表面所吸收的太阳辐射；与外界环境的长波辐射交换。遮阳系数SC:照射时间内，透进有遮阳窗口的太阳辐射量与透进无遮阳窗口的太阳辐射量的比值。SC，防热效果。22.防热建筑设计策略,干热与湿热的区别以及防热策略的适用选取放热策略适当选取：1）放热的被动式措施：（不需要或较少使用人工能量，主要建筑围护结构自身的热工性能）减弱室外热作用外围护结构的隔热房间的自然通风和电扇调风窗口遮阳利用自然能2）放热的主动式措施（依靠设备支持）机械降温通风空调设备降温干热：干旱少雨夏季酷热，强辐射热，昼夜气温变化极大。湿热：闷热，昼夜气温变化不大，降雨量大，辐射热不强。23.隔热设计热工标准、隔热重点次序隔热重点次序：外围护结构外表面受到的日晒时数和太阳辐射强度，以水平面最大，东西向其次，东南和西南又次之，南向较小，北向最小。所以，隔热重点在屋面，其次是西墙和东墙。隔热设计热工标准（P51+P106）P51自然通风的房屋的外围护结构应该满足以下隔热控制标准：i,max-外围结构内表面最高温度，te,max-夏季室外计算温度最高值，通常情况下，屋顶和西东外墙内表面最高温度 i,max te,max 对于夏季特别炎热地区（南京、武汉、长沙、重庆等），i,max te,max 当外墙和屋顶采用轻型结构时， i,maxte,max +0.5 当外墙和屋顶内侧用复合轻质材料（岩棉、泡沫塑料、石膏板），i,maxte,max +1 对于夏季炎热，冬季又寒冷的地区，建筑设计应考虑屋顶 和外墙冬季防寒夏季防热。P106外围护结构隔热设计原则概括：1）降低室外综合温度。2）在外围护结构内部设置通风间层。3）合理选择外围护结构的隔热能力。4）合理选择外围护结构的隔热能力。5）利用水的蒸发和植被对太阳能的转化作用降温。5）屋顶，东西墙应当进行隔热计算。7）充分利用自然资源。8）空调建筑围护结构的传热系数应符合现行国家标准。24.屋顶/外墙常见隔热构造1）屋顶隔热实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶通风屋顶阁楼屋顶（在檐口、屋脊、或山墙处开通气孔，有助于透气，排湿和散热。）植被隔热屋顶蓄水屋顶加气混凝土蒸发屋面淋水玻璃屋顶成品隔热板屋顶2）外墙隔热空心砌块墙钢筋混凝土空心大板墙轻骨料混凝土砌块墙复合墙体25. 基本概念：太阳高度角与方位角、赤纬与时角；太阳运行的基本规律太阳高度角：太阳光线与地平面之间的夹角hs。方位角：太阳光线在地平面上的投射线与地平面正南线所夹的角As。正南点为0，顺时针为，下午范围；逆时针-，上午范围。赤纬=赤纬角：太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角。太阳时角：地球自转时，不同的时间有不同的时角。同一时，同一经度，不同纬度，太阳时角相同。正午时角=0，上午为-，下午为。地球自转每小时对应时角15。太阳运行的基本规律：地球按一定的轨道绕太阳运动为公转，周期1年。26.建筑外窗遮阳设计：外遮阳板形式、特征、适用及遮阳设计时应注意的问题1） 形式水平式遮阳：这种形式的遮阳能够有效地遮挡太阳高度较大，从窗口上方投射下来的阳光。适用于南向的窗口，或北回归线以南低纬度地区的北向附近的窗口。垂直式遮阳：能有效遮挡高度较大从窗侧斜射过来的阳光。但日出日落时阳光遮不住。适用于东北，北，西北方向的窗口。综合式遮阳。有效遮挡高度角中等，从窗前斜射下来的阳光，遮阳效果比较均匀。适用于东南，西南附近窗口。挡板式遮阳。有效遮挡高度角较小，正射窗口的阳光。适用于东，西向的窗口。2） 注意问题：夏天防止日照，冬天不影响必需的房间日照。晴天遮挡直射阳光，阴天保证房间有足够的照度减少遮阳构造的挡风作用，最好还能起导风入室的作用。能兼做防雨结构，并避免雨天影响通风。不阻挡从窗口向外眺望的视野。构造简单，经济耐久。必需注