建筑物理复习知识点

1、热工部分、基本概念1导热系数（）:反映了材料的导热能力。在数值上等于单位厚度材料层两面温差为1K,在1h内通过1怦截面积的热量。单位：W/（m?K）（金属 非金属和液体 气体）影响因素：1）材质；2）材料干密度（正）；3）材料含湿量（正）；4）温度（正）2对流换热系数（c ）:表示物体对流换热能力，数值上等于温差为1K,在1h内通过1 m2截面积的热量。影响因素：气流状况（是自然对流还是受迫对流）；构件位置（是处于垂直的、水平的或是倾斜的）；壁面状况（是有利于气流流动还是不利于流动）；传热方向（由下而上（快）或是由上而下（慢）等主要影响因素。3辐射换热系数（r ）：表示物体辐射换热能力。数值上

2、等于温差为1K,在1h内通过1 m截面积的热量。影响因素：各物体的表面温度、发射和吸收辐射热的能力（£、T）以及它们之间的相对位置。4平壁的表面换热系数i、 e :是表面对流换热系数和辐射换热系数的和。5辐射热的吸收系数、反射系数、黑度h , rh分别称为吸收系数和反射系数。10 1 0黑度（）：灰体的全辐射本领与同温下绝对黑体的全辐射本领的比值。对于任意特定波长，物体对辐射热的吸收系数在数值上与其黑度&是相等的。这就是说，物体辐射能力愈大，它对外来辐射的吸收能力也愈大；反之，若辐射能力愈，则吸收能力也愈小。6材料蓄热系数（S）：半无限厚物体表面热流波动的振幅Aqo与温度波动

3、振幅Af的比值称为物体在谐波热作用下的材料蓄热系数。单位为：W/（mK）影响因素：谐波周期；材料基本物理指标、C、 0等。物理意义：半无限厚物体在谐波热作用下，表面对谐波热作用的敏感程度。7材料层表面蓄热系数（Y）:材料层表面的热流波动振幅 Aq与表面温度波动振幅 Af的比值。8热惰性指标：D Rx?S称为厚度为x的材料层的热惰性指标，表示围护结构在谐波热作用下反抗温度波动的能力。当D 1.0时，Y=S ;当DV1 0时，则材料层另侧表面的边界条件对表面温度的波动有不可忽略的影响，此时Y衣。9饱和蒸汽压（最大水蒸气分压力）Ps:处于饱和状态的湿空气中的水蒸汽分压力。10绝对湿度（f ）：单位体

4、积空气中所含水蒸汽的重量（g/m3 ）。饱和时用fmax表示。相对湿度（）：一定温度，一定大气压下，湿空气的绝对湿度与同温同压下饱和蒸汽量 的百分比。fP100% 100%fmaxps11 露点温度（td ）： 一定状态下的空气，在保持含湿量不变的条件下，温度下降到相对湿度达到100%的温度，称为该状态空气的露点温度。12 蒸汽渗透系数（）：表明材料的透气能力，与材料的密实程度有关，材料的孔隙率越大，透气性就越强。13. 时角（Q）:指太阳所在的时圈与通过南点的时圈构成的夹角。14. 高度角（hs）：太阳光线与地平面的夹角15. 方位角（As ）：太阳光线在地平面上的投影与地平面正南方向的夹角

5、。16. 建筑物耗热量指标（qH）：在计算采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的，需由室内采暖设备供给的热量。单位：W/ m2o17. 体形系数（S ）: 一栋建筑与室外大气接触的外表面积F0与其所包围的体积 V之比。18. 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。19. 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。20. 外窗综合遮阳系数（Sw）:评价窗本身和窗口建筑外遮阳装置综合遮阳效果的系数。其

6、值为窗外遮阳系数 SD窗玻璃遮蔽系数 Se玻璃面积比E （玻璃面积/整窗面积）三者的乘 积。二、简述1. 人体的舒适热平衡必要条件：q qm qc qr-qw 0人体热负荷，即人体产热率与散热率之差。（W/m2）充分条件：皮肤温度处于舒适范围内（体温：36.5-37度；皮肤温度：28-34度）。对流换热约占总散热量的 25%-30%;辐射散热约占45%-50%;呼吸和无感蒸发散热约占25%-30%。2. 构成室内热环境的四项气候要素是什么？室内气温、空气湿度、气流速度和平均辐射温度。3. 表面的颜色、光滑程度，对围护结构的外表面和结构内空气间层的表面，在辐射传热方 面各有什么影响？材料对热辐射

7、的吸收和反射性能，主要取决于表面的颜色、材性和光滑平整程度。对于 短波辐射，颜色起主导作用；对于长波辐射，则是材性起主导作用。白色表面对可见光的反射能力最强，对于长波辐射，其反射能力则与黑色表面相差极小。而抛光的金属表面，不论对于短波辐射或是长波辐射，反射能力都很高，亦即吸收率很低。所以围护结构外表面刷白在夏季 反射大阳辐射热是非常有效的 ，但在墙体或屋顶中的空气间层内，刷白则不起作用。4. 中国建筑热工设计分区及设计原则严寒地区 建筑必须充分满足冬季保温要求，加强建筑物的防寒措施，一般可不考虑夏季防热。寒冷地区：建筑应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热。夏热冬冷地区：建筑必须满足夏季防热

8、要求，适当兼顾冬季保温。夏热冬暖地区：建筑必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温。 温和地区：部分地区的建筑应考虑冬季保温。一般可不考虑夏季防热。5试分析封闭空气间层的传热特性；在围护结构设计中应如何应用？封闭空气间层的传热是导热、对流和辐射三种传热方式综合作用的结果。与封闭间层 表面材料的辐射性能（黑度、温度）、空气间层厚度、空气间层位置、密闭性、热流方向等因素有关。封闭空气间层可以增加热阻，省材料，重量轻一般空气间层设置在温度低的一侧，以减少热辐射损失；常采用单面贴铝箔，且设在温度较高侧，以防止内部发生冷凝；若技术允许，增加层数较单纯增加厚度要好。6建筑保温设计的基本原则（1 ）争

9、取良好的朝向和适当的建筑物间距。充分利用太阳能：节能、杀菌。应不使大 面积外表面朝向冬季主导方向，减少对流换热损失。（2）选择合理的建筑体形与平面形式。（3）围护结构应具有良好的热工性能。保温性能：总热阻不低于节能限值；应具有一 定的热稳定性；避免潮湿、防止壁内产生冷凝。（4）增加建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利影响。7.防止和控制围护结构内部冷凝的措施（1 ）合理布置材料层的相对位置：“进难，出易”一一外保温。（2）设置隔气层。保证围护结构内部正常湿状况所需的蒸汽渗透阻，否则加大；隔汽 层布置在蒸汽流入一侧。（3）设置通风间层或泄汽通道。8简述外保温的优缺点.优点：（1）使墙或屋顶的主要部

10、分受到保护，大大降低温度应力的起伏，提高结构的耐久性。（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）外保温在一定条件下对防止或减少保温层内部产生水蒸汽凝结，是十分有利的。（4）外保温法使热桥处的热损失减少，并能防止热桥内面局部结露。（5）旧房的节能改造，外保温处理的效果最好。缺点：多孔需防水。保护层不论在材料还是构造上的要求，都比内保温时咼。9简述内保温的优缺点.优点：a.材料不受室外气候的影响，无须特殊防护；b.室内供热时温度上升快。缺点：a.结构内部易出现冷凝；b.热稳定性不足。10. 室外综合温度（tsa ）及其影响因素考虑室外空气和太阳短

11、波辐射的加热作用，而且考虑结构外表面的有效长波辐射的自然散热作用，将三者对外围护结构的共同作用综合成的一个单一的室外气象参数。tsa = te+ PI / % - J影响因素：室外气温；围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数；太阳辐射强度（照度）；外表面换热系数 W/ （怦 K）;屋面、外墙的散热能力。11. 防止室内过热的途径1）减弱室外的热作用；2）外围护结构的隔热；3）房间的自然通风；4）窗口遮阳；5）利用 自然能。建筑防热设计要综合处理。12. 屋顶隔热措施(1)增大热阻与热惰性。 如设封闭空气间层、 混凝土板面层、 水隔热屋顶、 种植隔热等。 ( 2) 通风隔热屋顶。高度：以 20-2

12、4cm 左右为好。( 3)阁楼屋顶。 ( 4)采用浅色饰面，减小当 量温度。13. 棒影日照图的绘制方法及其应用1) 由计算法或图解法求出某地某日各时刻的方位角和高度角，并据此求出影长及方位角。2) 在图上作水平线和垂直线交于0，在水平线上按一定比例截取若干段。由O 点按各时刻方位角作射线，并标明射线的钟点数。再按 Hctghs 值在相应的方位角线上截取若干段影长。 然后把各射线同一棒高的影长各点连接，即成棒影日照图。3) 棒影日照图上应注明纬度、季节日期、比列及指北方向等。应用： 1)建筑物阴影区和日照区的确定；2)确定建筑物日照时间、朝向与间距；3 )遮阳尺寸的确定。14. 窗口遮阳的基本

13、形式及适用情况水平式 ：可遮挡高度角较大、 从窗户上方投射下来的直射阳光。北回归线以北地区， 适用于南向窗口；北回归线以南地区，适用于南向和北向窗口。垂直式 ：可遮挡高度角较小、 从窗户侧向投射过来的直射阳光。适用于北向、东北向和西北向窗口挡板式 ：可遮挡高度角较小、从窗户正前方投射过来的直射阳光。适用于东向和西向窗口。 综合式： 可遮挡中等大小高度角、 从窗户前侧向斜射过来的直射阳光。 适用于东南向和西南 向窗口。四、计算? 外围护结构保温节能设计及验算。? 材料层表面蓄热系数。? 冷凝验算内表面温度计算1某严寒地冬季室内设计温度t i=18 C,室外计算温度t e=-19 C,-21 C,

14、 -23 C, -25 C。已知：Ri=0.115m2 K /W ,Re=0.043 m2 K /W,;屋顶内表面允许温差为4 C。平屋顶构造从内至外依次为：石灰沙浆 20 mm (入 1= 0.81W/ m K, S1=10.75 W/ m2 K)钢筋混凝土板 80mm (入 2=1.74W/ m K, S2=17.2W/ m2 K)水泥沙浆 20mm (入 3= 0.87W/ m K, S3=10.75 W/ m2 K)加气混凝土 200mm (入 4= 0.19W/ m K, S4=2.81W/ m2 K)水泥沙浆 20mm (入 5=0.87W/ m K, S5=10.75 W/ m2

15、 K)( 1 )试计算其传热系数,验算热工性能。(2)根据节能65%要求，传热系数限制为0.35 W/(m2 K),此屋面如何改造？参考资料：1 )聚苯乙烯(EPS板：导热系数 0.03W/m.K ;蓄热系数0.36 W/m2.K。2) 挤塑聚苯乙烯(XPS板：导热系数0.028W/m.K蓄热系数0.36 W/m2.K ;水蒸气渗透系数见 附录。答案：( 1 )0.0220.082R10.0247 mK /WR20.046 mK /W0.181.740.0220.22R30.023mK /WR41.053mK/W0.870.190.022R50.870.023mK /WR0.1150.0430

16、.02470.0460.023 1.0530.02321.326m K /WDS 0.0247 10.750.04617.20.023 10.75 2 1.053 2.814.54.1D 6.0取te21 CK=1R=0.754 W/( m2 K)求最小热阻Ro min(ti -te)nRi 18 21 0.11 1.12m2 K/Wt4R Ro，min所以该屋顶满足热工要求。(2 )不满足节能要求加铺聚苯乙烯板。厚度d=0.03 /(0.754-0.35)=0.0682mm=70mm2. 墙体构造从内至外依次为：石灰沙浆 20 mm (入 1= 0.81W/ m K, S1=10.75 W/

17、 m2 K) 挤塑板(厚度待定)mm (入 2= 0.028W/ m K, S2=0.36 W/ m2 K)炉渣砖370mm (入 3= 0.81W/ m K, S3=10.43W/ m2 K)水泥沙浆 20mm (入 4= 0.87W/ m K, S4=10.75W/ m2 K)根据节能65%要求，墙体传热系数限制为0.40 W/(m2 K),试确定挤塑板厚度。解：1)计算最小热阻R01/K2.5m2 K/W2) 计算墙体厚度已知层的热阻0.02 2R 0.0247m K/W0.810.372R,0.457m2 K/W0.81R,0020.023m2 K/W0.873) 计算所需挤塑板的厚度

18、R2 R0 R1 R3 R4 R Re22.5 0.0247 0.457 0.023 0.15 1.851m K/Wd21.85 0.0280.052m取 d =60mm3. 求钢筋混凝土圆孔板冬季的热阻（设热流为自下而上）oooOLTt Qi niL = 1 一厂仏 omu ws bou二匚 Hili二匸仏他E解：(1)b2214b 0.079 m将圆孔折算成等面积的正方形孔，则正方形的边长:2 20.08920.00622 m24(2)分别计算各部分的传热阻R0.1R0.20.0261.740.131.740.170025 0.11 0.04 0.349( m2 K)/W1.7420.11

19、 0.04 0.229(m ?K)/W3 ）根据导热系数比，计算修正系数，空气间层的当量导热系数查表得:0.93200790.46W/(m?K)0.17丁 0.46/1.740.267Fo-(R0.079 0.0332-0.150.930.139(m2K)/W0.0790.033、)0.3490.225F1F 2FnR0 1 f 2R0如图所示墙体由内至外依次为：石灰沙浆内抹灰、粘土砖砌体、水泥沙浆外粉刷。4:计算墙体的总热阻；2）若已知室内气温为 16C，室外气温为-8 C,计算三层平壁的内部温 度分布。解：1）试(2)RoR0（1）查表得出相关数据0.81W/(m .K)0.11m2.K/

20、W计算平壁的导热阻d1 d2d30.81W/(m.K)0.020.810. 240. 810. 0250. 2960. 02223 0.93W/(m.K)Re 0.04m .K/W0.020.930. 343nf.K/W计算总热阻RiRRe 0.110.343 0.040.439m2.K/Wti-R Rl Uti-te)Ro16-0.110.025 0.2960.49324-5 Cti-RR2R3 (ti -te)R°16-0.11 °.°25 °.2960.4930.02224 -6 C（4 ）计算各分界层表面温度i tRJ -(ti - te)R00.1116- 16 -0.439-(-8)10.6 CRR1 .、“ 0.110.0252ti -(ti-te)16-249.5 CR00.493光学部分一、建筑光学基本知识（一）人眼的视觉特点（二）基本光度单位及应用1. 光通量（）：单位：Im2发光强度（光强）（I ）:单位：cd3照度（日：单位：lx4. 亮度（L ）单位：cd/ m2 ;sb;asb照度与发光强度的关系：表面法线与入射光线成 i角处的照度，与它至点光源的距离平方成反比，与光源在i方向的发光强度和入射角i的余弦成正比。E Acosir照度和亮度的关系（立体角投影定律）：某一亮度为La