建筑物理笔记

word文档精品文档分享第一章建筑热工学根底知识1.1室内热环境IndoorThermalandHumidEnvironment1.室内热湿环境构成要素及其对人体热舒适的影响1〕构成室内热湿环境的要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度、环境辐射温度。2〕欲保持人体稳定的体温，体内产热量应与环境失热量相平衡。q=M±C±R-E人体得失的热量q=36.5℃人体处于热平衡正常比例散热对流换热 C占总散热量 25%~30%辐射散热R占总散热量 45%~50%呼吸和无感觉蒸发散热25%~30%Metabolic人体产热量〔取决于机体活动剧烈程度〕安静状态的成年人95~115W/h重体力劳动成年人580~700W/h东方人basemetabolic64W/h→根据人的活动不同，代谢不同。所以不同的功能空间设置，要根据满足的代谢需求不同进行适宜性设计。Met代谢率=generalworkmetabolic/根底代谢量Convection人体对流换热量〔当人体外表与周围空气存在温差时的热交换值〕word文档精品文档分享E值小于零，散热，感到凉爽或寒冷；E值大于零，得热，感到炎热或温暖。word文档精品文档分享Radiation人体辐射换热量〔人体外表与周围墙壁、顶棚、地面以及窗玻璃之间进展的〕当人体外表温度高于周围外表温度时，辐射换热，失热，R负；反之得热，R正。Evaporation人体蒸发散热量未出汗，通过呼吸和无感觉的皮肤蒸发；大量出汗，随汗液蒸发E显著增加。2.室内热湿环境的评价方法和标准最简便、最广泛应用的指标是室内空气温度。1〕有效温度ETEffectiveTemperature包括因素有空气温度、空气湿度和气流速度。word文档精品文档分享1word文档精品文档分享新有效温度所谓ET*，就是相对湿度为 50%的假想封闭环境中一样作用的温度。该指标同时考虑了辐射、对流和蒸发三种因素的影响，因而受到了广泛的采用。等新有效温度曲线如下图。2〕热感觉PMV-PPD指标将两个人体参数列入考虑：人的活动量和衣着情况-0.5~0.5IndexofInteriorHeatComfort服装热阻Icl是服装保温性能的一个指标，常用单位为m2·K/W和clo，两者的关系为1clo=0.155m2·K/W。1clo的定义是一个静坐者在21℃空气温度、空气流速不超过0.05m/s、相对湿度不超过 50%的环境中感到舒适所需要的服装的热阻，相当于内穿衬衣外穿普通外衣时的服装热阻。3.湿空气的物理性质水蒸气分压力根据道尔顿分压定律Pw=Pd+PPw湿空气总压力Pd干空气总压力P水蒸气分压力word文档精品文档分享2word文档精品文档分享水蒸气压VaporPressure饱和水蒸气压SaturationVaporPressure饱和水蒸气压随温度升高增大〔2〕空气湿度绝对湿度单位体积空气中所含水蒸气的重量相对湿度RelativeHumidityRH=PartialVaporPressure/SaturationVaporPressure*100%对室内热环境正常湿度X围大致是 30%~60%湿空气线图〔3〕露点温度大气压力一定，空气含湿量不变的情况下，未饱和的空气因冷却而到达饱和状态时的温度。word文档精品文档分享3word文档精品文档分享1.2室外热湿环境OutdoorThermalandHumidEnvironment1.地区性气候及其特征室外热气候构成要素：一个地区的气候状况是许多因素综合作用的结果，与建筑物密切相关的气候因素有：太阳辐射、室外空气温度、空气湿度、风、降水等。1〕空气温度影响室外空气温度的因素：A.太阳辐射热量(决定性作用)空气温度的日变化、年变化，以及随地理纬度而产生的变化，都是由于太阳辐射热量的变化而引起的。B.大气环流作用无论是水平方向还是垂直方向的空气流动，都会使高、低温空气混合，从而减少地域间空气温度的差异。C.下垫面状况草原、森林、水面、沙漠等不同的地面覆盖层对太阳辐射的吸收及与空气的热交换状况各不一样，对空气温度的影响不同，因此各地温度也就有了差异。海拔高度、地形地貌等。室外气温有明显的日变化与年变化规律。日较差:一日内气温的最高值与最低值之差，用来表示气温的日变化。对北半球来说，最高月平均气温出现在7月或8月，而最低月平均气温出现在1月或2月。年较差:一年内最热月与最冷月的平均气温差。word文档精品文档分享4word文档精品文档分享〔2〕太阳辐射太阳辐射热的影响因素：A.太阳高度角由于大气层对不同波长的太阳辐射具有选择性的反射与吸收作用，因此在不同的太阳高度角下，光谱的成分不同。太阳高度角愈高，紫外线及可见光成分就愈多，红外线成分那么减少。散射辐射强度与太阳高度角成正比，与大气透明度成反比,云天的散射辐射照度较晴天大。B.大气透明度大气透明度的影响随大气中的烟雾、灰尘、水汽及二氧化碳等造成的混浊状况而异。城市上空的大气较农村混浊，透明度较差，因此城市区域的太阳直射辐射照度比农村弱。C.海拔高度海拔愈高，太阳光线所透过的大气层愈薄，同时大气中的云量与尘埃也就愈少，所以在海拔高的地区，太阳直射辐射照度较大。在海拔高的地方散射辐射照度低。D.纬度因为高纬度地区的太阳高度角小，太阳辐射透过的大气层较厚，所以太阳直射辐射随纬度的增加而减小。太阳辐射热交换示意图word文档精品文档分享5word文档精品文档分享〔3〕空气湿度我国因受海洋气候的影响，南方大局部地区相对湿度以夏季为最大，秋季最小。4〕风大气环流：由于太阳辐射热在地球上照射不均匀，引起赤道和两极间出现温差，从而引起大气从赤道到两极和从两极到赤道的经常性活动。它是造成各地气候差异的主要原因。地方风：由于地表水陆分布、地势起伏、外表覆盖等地方性条件的不同而引起的风叫，如海陆风、季风、山谷风、庭院风及巷道风等。除季风外，都是由局部地方昼夜受热不均引起的，所以都以一昼夜为周期，风向产生昼夜交替的变化。风特性指标：风向、风速。通常用风玫瑰图来表示。word文档精品文档分享6word文档精品文档分享2.建筑气候分区以及对建筑设计的根本要求建筑热工设计分区及设计要求全国建筑热工设计分区图word文档精品文档分享7word文档精品文档分享3.城市气候及其起因〔1〕空气温度和辐射温度〔2〕城市风和紊流城市房屋、街道的上下、纵横交织，使城市区域下垫面粗糙程度增大，市区内风速减小。〔3〕温度和降水道路硬质铺装导致自然蒸发量减小绝对湿度和相对湿度较郊外略低降水并不能增加城区地表储水量而是又排水设备迅速输送至城外〔4〕太阳辐射与日照由于城市中的大气污染程度要比郊区大，大气中具有丰富的凝结核，一旦条件适宜就产生大量的雾。word文档精品文档分享8word文档精品文档分享1.3建筑围护构造传热根底知识BasicKnowledgeofHeatTransmissionforEnvelopeStructure热量传递三种根本方式：导热、对流、辐射1.导热1〕温度场、温度梯度和热流密度2〕傅立叶公式FormulaofThermalTransmissionq=λ(T1-T2)/d〔3〕导热系数影响因素：物质种类、构造成分、密度、湿度、压力、温度等。金属的导热系数最大，非金属和液体次之，气体最小。空气的导热系数很小，不流动的空气就是一种很好的绝热材料；故如果材料中有很多空隙，就会大大降低λ值。2.对流分为自然对流naturalconvection和受迫对流forcedconvection。主要是空气沿围护构造外表流动时，与壁面之间所产生的热交换过程。一般情况下在壁面附近，存在着层流区、过渡区、紊流区三种流动情况。word文档精品文档分享9word文档精品文档分享3.辐射一般建筑材料看做灰体〔1〕物体外表对外来辐射的吸收与反射特性短波辐射，颜色起主导作用，白色对可见光反射能力最强长波辐射，材性起主导作用〔2〕物体之间的辐射换热4.围护构造的传热过程AbsorptionConductionEmissionword文档精品文档分享10word文档精品文档分享第二章建筑围护构造的传热计算与应用2.1稳定传热SteadyHeatTransmissionPhenomena1.一维稳定传热特征平壁：当宽度与高度远远大于厚度时，那么通过平壁的热流可视为只有沿厚度一个方向，即一维传热。当内外外表温度保持稳定时，那么通过平壁的传热情况亦不会随时间变化HeatConductionofWallHeatEmissionofWall2.单层平壁的导热和热阻〔1〕单层匀质平壁的导热word文档精品文档分享11word文档精品文档分享热阻越大围护构造保温效果越好〔2〕多层平壁的导热与热阻多层平壁：由几种不同材料组成的平壁计算总热阻：算出每一层热流强度q1q2q3根据稳定传热特征q=q1=q2=q3联立，R=R1+R2+R33.平壁的稳定传热过程4.封闭空气间层的热阻建筑设计中常利用封闭空气间层作为围护构造的保温层对普通空气间层，提高其热阻，首要设法减少辐射换热量将空气间层布置在围护构造的冷层，降低间层平均温度；在间层壁面上图贴辐射系数小的反射材料，常用铝箔word文档精品文档分享12word文档精品文档分享第三章建筑保温与节能3,1建筑保温与节能设计谋略1〕充分利用太阳能2〕防止冷风的不利影响3〕选择合理的建筑体形和平面形式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〕建筑物具有舒适、高效的供热系统3.2非透明围护构造的保温与节能1.围护构造最小总传热阻确实定R0mintitenRitti、te冬季室内、外计算温度；Ri围护构造内外表热转移阻；温差修正系数，取决于围护构造外外表所处的位置，查表求得；允许温差tii，取决于房间的类型和要求，查表求得。2.楼底面的保温节能word文档精品文档分享13word文档精品文档分享3.3保温材料与构造1、影响导热系数的因素〔1〕密度：密度小孔隙率大孔隙率大导热系数小〔2〕湿度：word文档精品文档分享14word文档精品文档分享材料受潮后，其导热系数将显著增大。〔3〕保温材料的选择2、保温构造类型〔1〕保温、承重合二为一如果承重材料或构件除具有足够的力学性能外，同时还具有足够的热阻值，就能二者合为一体，例如混凝土空心砌块、轻质实心砌块等。这种方式构造简单、施工方便，多用于低层或多层墙承式建筑。〔2〕单设保温层在房屋建筑中，由于承重层必须采用强度高、力学性能好的材料或构件，但这些材料的导热系数大，在构造要求的厚度内，热阻远不能满足保温的需要。为此，必须用导热系数较小的材料作保温层，铺设或粘贴在承重层上。由于保温层与承重层分开设置，对保温材料选择的灵活性比拟大，不管是板块状、纤维状以至松散颗粒材料，均可应用。〔3〕复合构造近些年来，新型、高效材料、新的技术不断出现，当单独用某一种方式不能满足功能要(其中包含保温要求)时，或为到达这些要求而造成技术经济不合理时，或者施工甚为困难时，往往采用复合构造。这样既能充分利用各种材料的特性，又能经济、有效地满足包括保温性能要求在内的各项功能要求。虽然构造可能复杂些，但在方案比拟中却有明显的技术和经济优势。在复合构造中常采用单层或多层封闭空气间层与带反射材料的封闭空气间层。这样既可有效地增大热阻、满足保温性能的需要，也可减轻围护构造的自重，使承重构造更经济合理。〔4〕封闭空气层3、保温层的位置word文档精品文档分享15word文档精品文档分享1〕内保温——保温层设在承重层内侧2〕外保温——保温层设在承重层外侧3〕中保温或夹芯保温——保温层设在承重构造层中间三种保温构造的特点比拟：4.倒铺屋面5.热桥保温在建筑热工学中，形象地将容易传热的构件或局部称为“热桥〞。下列图为高效轻质保温材料制成的轻板，其中的薄壁型钢骨架，就是板材的热桥。从图中可以看出，以热桥为中心word文档精品文档分享16word文档精品文档分享的一小局部，内外表层失去的热量比其他部位多，所以该处内外表温度比主体局部低一些。在外外表上那么相反，由于传到热桥外外表处的热量比主体局部多，所以该处外外表温度要比主体局部外外表温度高一些。当然，这里所说的热量指的是热流强度，而不是总热量。word文档精品文档分享热桥局部的内外表温度且：热桥的表象：i围护构造主体内外表温度,iiword文档精品文档分享〔1〕热桥的特点：根据以上分析可知，热桥是围护构造中热量容易通过的构件或部位。因此，热桥的特点是由比拟才能表现出来的,只有相对概念。例如，在钢筋混凝土框架填充墙中的钢筋混凝土梁、柱都是砖墙的热桥；但如在加气混凝土砌块墙中有砖砌的柱子，那么砖柱就成了加气混凝土墙的热桥。2〕热桥的类别:A.贯穿式热桥B.非贯穿式热桥(内热桥、外热桥〕〔3〕热桥的保温控制指标——热桥内外表温度word文档精品文档分享17word文档精品文档分享由于前述按最小总热阻设计的围护构造，只保证主体局部到达保温要求，并没有考虑热桥的影响，所以，还要单独校核热桥内外表是否会因温度过低而结露，以便决定是否需要采取相应的保温措施。3.4透明维护构造的保温与节能透明围护构造在外围护构造总面积中占有相当的比例，一般在30%~60%之间。提高窗保温能力的措施：迎风面(冬季主导风)不设或少设洞口;控制各向墙面的开窗面积?规X?规定以窗墙面积比为控制指标。窗墙面积比是表示窗洞口面积与房间立面单元面积(即房间层高与开间定位线围成的面积)的比值。并规定采暖居住建筑当墙体按最小总热阻设计时，各朝向的窗墙面积比为：word文档精品文档分享18word文档精品文档分享北向不大于0.20；东、西向不大于0.25(单层窗)或0.30(双层窗)；南向不大于0.35。C.提高窗的气密性，减少冷风渗透我国有关标准作了规定，如果达不到标准的要求，那么应采取密封措施。实腹钢窗窗缝处理方法，这种方法是将弹性较好的橡皮条固定在窗框上，窗扇关闭时压紧在密封条上，效果良好。在木窗上同时采用密封条和减压槽效果较好，风吹进减压槽时，形成涡流，使冷风和灰尘的渗入减少。在提高窗户气密性的同时，并非气密程度愈高愈好，窗户过分气密对居室卫生状况和人体XX都是不利的。提高窗框的保温性能通过窗框的热损失，在窗户的总热损失中占有一定的比例。它的大小主要取决于窗框材料的导热系数。以木材或塑料作窗框时，其保温性能较好，热损失较少；而用钢或铝合金作窗框时，由于金属材料导热系数大，其热损失亦相应增大。为此，为节约能源与提高建筑室内环境质量，宜推广应用塑料窗框。但不管用什么材料做窗框，都应将窗框与墙之间的缝隙用保温砂浆或泡沫塑料等填充密封。此外，窗框不宜平墙体内外表装置，而应设在墙体的中间部位，以防止窗洞口周边内外表温度过低。增加玻璃局部的保温能力玻璃的热阻很小，增加窗扇层数，可使层与层之间形成封闭空气间层，从而增大窗的热阻。为了节省材料、简化构造，也可在单层窗扇上安装双层玻璃，两层玻璃之间形成封闭空气层，从而加大了玻璃局部的热阻。这种窗常称双玻璃窗。玻璃之间空气层厚度以20-30mm为宜，既可有良好的保温性能，造价也不致过高。word文档精品文档分享19word文档精品文档分享玻璃上涂贴对辐射有选择性穿透及吸收性能的材料(如二氧化锡、铟等)，可使其最大限度地向室内透射阳光，减少室内向室外辐射的热损失，因而增强了窗户的保温能力，其效果几乎相当于设置双层玻璃窗。F.窗帘的使用在窗的内侧或双层窗的中间挂窗帘是提高窗户保温能力的一种灵活、简便的方法。如在窗内侧挂铝箔隔热窗帘(在玻璃纤维布或其他布质材料内侧贴铝箔)后，窗户的热阻值可比单层玻璃提高2.7倍。此外，以各种适宜的保温材料制作各种形式的保温窗扇，在白天开启、夜晚关上，可以大大地减少通过窗户的热损失。这一措施，近年来在太阳能建筑中得到了广泛的应用。3.5被动式太阳能利用设计〔1〕主动式太阳能建筑在利用太阳能的同时，靠机械动力驱动，一定程度上也耗能。〔2〕被动式太阳能建筑将建筑物自身或某一局部、构件作为太阳能的集热、蓄热及散热“设备〞，而进展太阳能与建筑用能的热运转形式。直承受益型被动式太阳能建筑原理：通过建筑洞口的合理设计，让太阳能〔阳光〕直接进入建筑室内空间，通过对流、辐射的方式与室内进展热交换，到达用能并节能目的。集热墙被动式太阳能建筑原理如图。最早的集热墙采用 50cm厚砼制成。目前集热墙在材料选用上有较大变化，如：砖、石墙；水墙；相变蓄热材料墙。word文档精品文档分享20word文档精品文档分享附加日光间式被动太阳能建筑在建筑的适当位置或利用建筑的走廊〔南外廊〕、封闭阳台、门厅等辅助房间，通过合理设计使其成为太阳能暖房，到达与室内热交换的目的。这种形式国内外都有研究和应用，其效果较好。利于建筑造型的艺术处理；房屋的利用率提高；热损失减少。被动式太阳能建筑采用被动式太阳能采暖方案：当太阳辐射热透过日光室玻璃照射到墙面上时，墙面吸收热能，温度升高，并通过对流方式将热量传给日光室内的空气，使之温度升高，由上部开口流入室内；室内的低温空气由下部开口流进日光室，不断循环流动的空气提高了室内气温，从而改善了室内热环境。word文档精品文档分享21word文档精品文档分享注意问题:日光室的朝向应选择当地日照时间长、太阳辐射强烈的方位，一般以东南、南、西南向为宜；日光室的玻璃应选择热光比大的玻璃，并应有较大的面积。这是因为玻璃是短波热射线的透射体，而又是长波热射线的非透射体，能阻挡日光室的热量辐射外逸；墙面对太阳辐射热的吸收至关重要，外表一定要用对太阳辐射热吸收系数大的材料；上下通风口尺寸应适当，过大、过小都会影响采暖效果；在使用上，当夜晚或无日辐射的时候，如日光室的气温低于室内气温，应关闭上、下通风口，防止室内热量的损失。除利用太阳能采暖之外，在建筑上还可设法利用太阳能使建筑物的各局部产生较大的温差，以加强室内通风，也能取得较好的效果。word文档精品文档分享22word文档精品文档分享第四章建筑围护构造的传湿与防潮4.1建筑围护构造的传湿1.材料吸湿特性材料的吸湿湿度在相对湿度一样的条件下，随温度的降低而增加。2.围护构造中的水分转移当材料内部存在压力差、湿度差、温度差时，都能引起材料内部水分转移，在材料内部迁移的只能是两种形态：一种是气态扩散的形式、一种是以液态水分的毛细渗透形式。word文档精品文档分享23word文档精品文档分享3.内部冷凝的检验检验内外表是否产生冷凝，实质上是检验该处的温度是否低于露点温度。通常，对正常湿度的房间，假设围护构造按最小总热阻方法进展设计，主体局部一般不会产生外表冷凝。但围护构造中的保温薄弱部位那么应认真检验和慎重处理。为判断围护构造内部是否会出现冷凝现象，可按下述步骤检验:〔1〕根据室内、外空气的温湿度，确定水蒸汽分压力Pi和Pe，并依次计算出围护构造各层的水蒸汽分压力，作出P分布线。〔2〕根据室内、外空气温度ti和te，确定围护构造各层的温度，并从附录Ⅲ中查出相应的饱和水蒸汽分压力Ps，作出Ps分布线。〔3〕根据P线与Ps线相交与否来判断围护构造内部是否会出现冷凝现象。Ps线与P线不相交，说明内部不会产生冷凝；Ps线与P线两线相交，那么内部会出现冷凝。word文档精品文档分享24word文档精品文档分享围护构造内部冷凝的判断冷凝位置及冷凝强度在围护构造蒸汽渗透的途径中，假设材料的蒸汽渗透系数出现由大变小的界面，水蒸汽在此将遇到较大的阻碍，最易发生冷凝现象。习惯上把这个最易出现冷凝而且凝结最严重的界面，叫做围护构造内部的“冷凝界面〞，如图。4.2围护构造的防潮1.防止和控制外表冷凝A.对于正常湿度的采暖房间，假设围护构造已按最小总热阻设计，且保温薄弱的部位也进展了检验和处理，一般情况下不会出现外表冷凝现象。但使用中应尽可能使围护构造内外表附近的气流畅通，家具不宜紧靠外墙布置。为防word文档精品文档分享25word文档精品文档分享止供热不均匀而引起围护构造内外表温度的波动，围护构造内外表层宜采用蓄热系数较大的材料，利用它蓄存的热量起调节作用，减少出现周期性冷凝的可能。B.对于高湿房间，一般是指冬季室内空气温度处于 18~20℃以上，而相对湿度高于75％的房间。此类建筑应尽量防止外表显潮和滴水现象，以免构造受潮和影响房间使用质量。当房屋在使用中处于短暂或间歇性高湿状况时，为防止围护构造内外表冷凝水形成水滴下落，内外表可采用吸湿能力强又耐潮湿的饰面层。在凝结期，水分被饰面层所吸收，待房间比拟枯燥时，水分又从饰面层蒸发出去。当房屋在使用中处于连续高湿状态时，为防止围护构造内部受潮，内外表应设不透水饰面或增设防水层，以阻止冷凝水渗入围护构造深部。对于那种连续处于高湿条件下、又不允许内外表冷凝水滴落的房间，内外表在采用不透水材料层时，还应在构造上采取措施将外表冷凝水滴导流，并有组织地排除。2.防止和控制内部冷凝A.材料层次的布置使水蒸汽“进难出易〞B.设置隔汽层word文档精品文档分享26word文档精品文档分享建筑设计是一项综合性的技术工作，尽管“进难出易〞是合理构造的原那么，但有时却难以完全遵循。此时为了消除或减弱围护构造内部的冷凝现象，在保温层蒸汽渗入的一侧设置隔蒸汽层，使水蒸汽分压力急剧下降，从而防止内部冷凝的产生。采用隔汽层防止和控制围护构造内部冷凝，是目前设计中应用最普遍的一种措施。C.设置通风间层或泄汽沟道设置隔汽层虽能改善围护构造内部的湿状况，但有时并不一定是最妥善的办法，因为隔汽层的隔汽质量在施工和使用过程中难以保证。为此，在围护构造中设置通风间层或泄汽通道。3.防止夏季结露的措施word文档精品文档分享27word文档精品文档分享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4.防止地面泛潮的措施在我国广阔南方地区，由于春季大量的降水，春夏之交气温骤升骤降，变化幅度甚大，加之空气的湿度大，当空气温度突然升高时，某些外表特别是地面的温度将处于露点温度之下，于是出现了泛潮现象。由于南方地区的气候条件与北方地区显著不同，建筑状况也有许多区别，因此地面泛潮的防止措施也与采暖建筑不尽一样。地面应具有一定的热阻，减少地面对土层的传热量；地面表层材料的蓄热系数要小，当空气温度升高时，外表温度能随之波动；外表材料有一定的吸湿作用，以“吞吐〞表层偶尔凝结的水分。水泥砂浆地面、混凝土地面、水磨石地面等不满足上述三个条件，故容易泛潮；而木地面、粘土砖地面、三合土地面根本满足上述要求，一般也就不泛潮。值得注意的是，泛潮现象也可能在墙面、顶棚等外表出现，所以在一般非用水房间不宜采用不透汽材料作内饰面。word文档精品文档分享28word文档精品文档分享第五章建筑放热与节能5.1热气候特征与防热途径1.热气候特征与我国炎热地区的X围湿热地区建筑，总体布置灵活。防热措施有阳台、凉台、遮阳板、通风屋顶等。干热地区建筑生土建筑、内院、柱廊、空气层隔热等等。2.室内过热的原因和防热措施word文档精品文档分享29word文档精品文档分享〔1〕夏季室内过热的原因A.较高的室外气温; B.较强的太阳热辐射;C.室内生产、生活产热; D.围护构造隔热能力差。〔2〕建筑防热的综合处理措施城市、区域以及建筑的科学规划房间的自然通风组织围护构造的隔热与散热窗口遮阳较高的环境绿化率与合理的建筑饰面处理室内环境过热往往是多种因素造成的，因此，必须采取综合措施才能取得较好的效果。word文档精品文档分享30word文档精品文档分享5.2屋顶与外墙的隔热设计隔热设计标准房间在自然通风情况下，建筑物的屋顶和东、西外墙的内外表最高温度应满足下式要求：max≤te.max式中max——围护构造内外表最高温度(℃)；te.max——夏季室外计算温度最高值(℃)。内外表温度的上下直接反映了围护构造的隔热性能；同时，内外表温度直接与室内平均辐射温度相联系，即直接关系到内外表与室内人体的辐射换热，控制内外表最高温度，实际上就控制了围护构造对人体辐射的最大值。word文档精品文档分享31word文档精品文档分享室外综合温度由于引起室内温度过热的室外环境气候因素主要是太阳热辐射和室外气温。它们对围护构造的热作用方式虽然不同，但对围护构造的影响结果却是一样的，即最终结果都使围护构造内外表温度升高。为了便于进展围护构造的隔热计算和设计，有必要给定一个室外热作用参数。围护构造所受热作用及室外综合温度的概念室外综合温度除有周期波动外，还有以下特点：A.在夏季，同一地点、同一天中，各朝向的太阳辐射照度是不同的。即使房屋各朝向的外外表状况一样，各朝向的室外综合温度也是不一样的。B.在室外综合温度中，太阳辐射热当量温度表示围护构造外外表所吸收的太阳辐射热对室外热作用提高的程度。外外表太阳辐射热吸收系数起着举足轻重的作用。室外综合温度并非完全客观的参数，而是具有人为因素的影响。C.由于室外综合温度呈周期性波动变化，在围护构造隔热设计的计算中，必须确定其最大值、平均值及振幅。3.外围护构造隔热计算夏季自然通风的房屋建筑，其围护构造外外表受到室外综合温度的周期性热作用，内外表那么处于室内空气周期性热作用下，这两种温度的波动周期都是24h。因此，应按双向周期性传热理论计算。当围护构造构造方案确定后，便可进展隔word文档精品文档分享32word文档精品文档分享热性能的验算，其目的是检验内外表最高温度是否满足(规X)要求。外围护构造隔热设计原那么〔1〕分清主次,突出重点;首先且重要的是屋顶；其次是西、东墙;⋯2〕选用浅色、平滑的材料做围护构造外饰面；3〕重视建筑遮阳的作用；4〕设置通风间层构造，分流传热量；5〕促使太阳能转化，减少建筑及围护构造获取的热量。5.外围护构造隔热措施及构造围护构造隔热是防止夏季室内过热的重要途径。国内许多单位和学者进展了卓有成效的探讨与研究，取得了丰硕的成果。屋顶隔热A.采用浅色外饰面，减小当量温度当量温度反映了围护构造外外表吸收太阳辐射热使室外热作用提高的程度，水平面承受的太阳辐射热量最大。因此，要减少热作用，必须降低外外表太阳辐射热吸收系数。屋面材料的吸收系数值对当量温度的影响很大。当采用太阳辐射热吸收系数较小的屋面材料时，即降低了室外热作用，从而到达隔热的目的。这种措施简便适用，所增荷载小，无论是新建房屋或者是改建的屋顶都适用。增大热阻与热惰性围护构造总热阻的大小，关系到内外表的平均温度值，而热惰性指标值却对谐波的总衰减度有着举足轻重的影响。通常，平屋顶的主要构造层次是承重层与防水层，另有一些辅助性层次。因此，屋顶的热阻与热惰性都缺乏，致使其隔热性能达不到标准的要求。为此，常word文档精品文档分享33word文档精品文档分享在承重层与防水层之间增设一层实体轻质材料，如炉渣混凝土、泡沫混凝土等，以增大屋顶的热阻与热惰性。这种隔热构造方式的特点在于，它不仅具有隔热的性能，在冬季也能起保温作用，特别适合于夏热冬冷地区。不过，这种方式的屋面荷载较大，而且夜间也难以散热，内外表温度的高温区段时间较长，出现高温的时间也较晚。通风隔热屋顶利用屋顶内部通风带走面层传下的热量，到达隔热的目的，是这种屋顶隔热措施的简单原理。这种屋顶的构造方式较多，既可用于平屋顶，也可用于坡屋顶；既可在屋面防水层之上组织通风，也可在防水层之下组织通风，根本构造如下列图所示。通风屋顶起源于南方沿海地区民间的双层瓦屋顶，在平屋顶房屋中，以大阶砖通风屋顶最为流行。现以架空大阶砖通风屋顶为例，说明这种屋顶的传热过程、构造要点及适用X围。当室外综合温度将热量传给间层的上层板面时，上层将所承受的热量向下传递，在间层中借助于空气的流动带走局部热量，余下局部传人下层。因此，隔热效果如何，取决于间层所能带走的热量，这与间层的气流速度、进气口温度和间层高度有密切关系。蓄水隔热屋顶word文档精品文档分享34word文档精品文档分享利用水隔热的屋顶有蓄水屋顶、淋水屋顶和喷水屋顶等不同形式。水之所以能起隔热作用，主要是水的热容量大，而且水在蒸发时要吸收大量的汽化热，从而减少了经屋顶传人室内的热量，降低了屋顶的内外表温度，是行之有效的隔热措施之一，特别是蓄水屋顶在南方地区使用较多。种植隔热屋顶在屋顶上种植植物，利用植物的光合作用，将热能转化为生化能；利用植物叶面的蒸腾作用增加蒸发散热量，均可大大降低屋顶的室外综合温度；同时，利用植物培植基质材料的热阻与热惰性，降低内外表平均温度与沮度振幅。综合起来，到达隔热的目的。墙体隔热word文档精品文档分享35word文档精品文档分享在南方炎热地区，西向墙体的室外综合温度仅次于屋顶。因此，西墙的隔热处理，对改善室内热环境同样具有很重要的意义。墙体隔热的机理与屋顶一样，只是墙体为竖向部件，在构造上有其特殊方式。在目前所用的墙体材料中，粘土砖实体墙是常见的一种。经许多单位多年的研究、实测，两面抹灰的一砖厚墙体，尚能满足当前一般建筑西墙和东墙的隔热要求。由于其具有一定的防寒性能，不仅适用于夏热冬暖地区，也可用于夏热冬冷地区。5.4房间的自然通风1、通风的效用〔1〕可排除房间内滞留的余热、湿气、烟尘、气味等，保持室内空气应有的干净度。〔2〕通风可使室内具有一定的风速，从而增加人体的蒸发散热量，缓解夏季的闷热感。〔3〕低温气流对人体与房间起冷却作用，有利于改善炎热季节室内热环境。2、通风的类型空气的流动，必须要有动力，利用机械能驱动空气(例如鼓风机、电扇)，称word文档精品文档分享36word文档精品文档分享为机械通风；利用自然因素形成的空气流动，称为自然通风。本节研究有关建筑中的自然通风问题。3、自然通风的成因A.热压作用风压作用注意：上述两种自然通风的动力因素对不同建筑物是不一样的。随着地区的不同、地形的变化、建筑物的布局和周边环境状况的差异、室内的使用情况等产生很大的差异。如工厂的热车间，常有稳定的热压可利用；沿诲地带的建筑物，往往风压值较大，因此房间通风良好。在一般民用建筑中，室内、外温差不大，进、排气口高度相近，难以形成有实效的热压，主要依靠风压组织自然通风。假设室外风速较小，或没有风时，通风必然难以通畅。因此，建筑师要善于利用自然通风原理，合word文档精品文档分享37word文档精品文档分享理地进展建筑物的总体布局和设计建筑物的门、窗洞口，并采取必要的技术措施，使通风成为改善室内热环境的有利因素。4、自然通风的要求自然通风组织的关键是要让房间形成穿堂风。穿堂风即风从迎风面的进风口吹入，穿过整个房间或房间的大局部区域，从背风面的出风口吹出。对穿堂风的要求：〔1〕风场均匀；〔2〕流线短捷；〔3〕风速适宜〔0.3~1.0m/s)〔4〕穿过人经常活动的区域。5、自然通风组织的建筑措施正确选择建筑的朝向、间距；合理布置建筑组群及其空间构成；确定合理的建筑平面形式；选择合理的建筑平面形式；计算确定洞口的面积、位置及构造〔1〕建筑朝向与间距影响建筑朝向、间距及总体布局的因素很多，通风、日照是其中的根本因素。自然风具有方向的多变化性、时间上的不连续性及速度上的不稳定性。就一个地区而言，经过多年的观测与分析，得出了一些规律，以风玫瑰图的方式表示，因此，风玫瑰图成为自然通风设计的根本依据。由于建筑物迎风面最大的压力是在与风向垂直的面上，所以在夏季有主导风向的地区，应尽量使房屋纵轴垂直于主导风向。我国大局部地区夏季主导风向都是word文档精品文档分享38word文档精品文档分享南或南偏东，因而，在传统建筑中多为坐北朝南，即使在现代建筑中，也以南或南偏东为最佳朝向。选择这样的朝向也有利于防止东、西晒，两者都可以兼顾。对于那些朝向不够理想的建筑，就应采取有效措施妥善解决上述两方面问题。风向投射角〔2〕建筑群的布局建筑群的布局和自然通风的关系，可以从平面和空间两个方面考虑。一般建筑群的平面布局有行列式、错列式、斜列式、周边式等。如下列图所示。从通风的角度来看，以错列、斜列较行列式、周边式为好。当用行列式布置时，建筑群内部的流场因风向投射角不同而有很大变化。错列和斜列可使风从斜向导人建筑群内部，有时亦可结合地形采用自由排列的方式。周边式很难使风导入，这种布置方式只适于冬季寒冷地区。建筑物的高度、长度和深度对自然通风有很大影响。word文档精品文档分享39word文档精品文档分享〔3〕建筑的平面布置与剖面设计建筑平面与剖面的设计，除了满足使用要求外，在炎热地区应尽量做到有较好的自然通风。为此,应遵循以下根本原那么:主要房间应布置在夏季迎风面，辅助用房可布置在背风面，并以建筑构造与辅助措施改善通风效果。开口位置的布置应尽量使室内气流场的分布均匀，并力求风能吹过房间中的主要使用部位。炎热期较长的地区洞口开口面积宜大，以争取自然通风。夏热冬冷地区，门窗洞不宜过大，可用调节开口的方法，调节气流速度和流量。门、窗相对位置以贯穿为最好，减少气流的迂回和阻力。纵向间隔墙在适当部位开word文档精品文档分享40word文档精品文档分享设通风口或者调节通风构造。?利用天井、小厅、楼梯间等增加建筑物内部的开口面积，并利用这些开口引导气流，组织自然通风。〔4〕房间的开口和通风构造措施房间开口尺寸的大小，直接影响风速及进风量。开口大，那么气流场较大；缩小开口面积，流速虽相对增加，但气流场缩小，如图(a)、(b)所示。因此，开口大小与通风效率之间并不存在正比关系。据测定，当开口宽度为开间宽度的1／3—2／3、开口面积为地板面积的15％-25％时，通风效率最正确。图(c)表示进风口大于出风口，结果加大了排出室外的风速；要想加大室内风速，应加大排气口面积。如图(d)所示。开口的相对位置，不管是平面位置，还是剖