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1、建筑物理复习资料建筑热工学第一章：室内热环境1.室内热环境的组成要素：室内气温、湿度、气流、壁面热辐射。2.人体热舒适的充分必要条件，人体得热平衡是达到人体热舒适的必要条件。人体按正常比例散热是达到人体热舒适的充分条件。对流换热约占总散热量的25%-30%，辐射散热量占45%-50%，蒸发散热量占25%-30%3.影响人体热感的因素为：空气温度、空气湿度、气流速度、环境平均辐射温度、人体新陈代谢产热率和人体衣着状况。4.室内热环境的影响因素：1）室外气候因素太阳辐射以太阳直射辐射照度、散射辐射照度及用两者之和的太阳总辐射照度表示。水平面上太阳直射照度与太阳高度角、大气透明度成正比关系。散射辐射

2、照度与太阳高度角成正比，与大气透明度成反比。太阳总辐射受太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度和地理纬度等因素的影响。空气温度地面与空气的热交换是空气温度升降的直接原因，大气的对流作用也以最强的方式影响气温，下垫面的状况，海拔高度、地形地貌都对气温及其变化有一定影响。空气湿度指空气中水蒸气的含量。一年中相对湿度的大小和绝对湿度相反。风地表增温不同是引起大气压力差的主要原因降水2）室内的影响因素：热环境设备的影响；其他设备的影响；人体活动的影响5.人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种。6.气流速度对人体的对流换热影响很大，至于人体是散热还是得热，则取决于空气温度的高低。7.影响人体蒸发

3、散热的主要因素是作用于人体的气流速度和环境的水蒸气分压力。8.热环境的综合评价：1）有效温度：ET依据半裸的人与穿夏季薄衫的人在一定条件的环境中所反应的瞬时热感觉作为决定各项因素综合作用的评价标准。2）热应力指数：HSI根据在给定的热环境中作用于人体的外部热应力、不同活动量下的新陈代谢产热率及环境蒸发率等的理论计算而提出的。当已知环境的空气温度、空气湿度、气流速度和平均辐射温度以及人体新陈代谢产热率便可按相关线解图求得热应力指标。3）预计热感指数：PMV人体蓄热量是空气温度、空气相对湿度、气流速度和平均辐射温度4个环境参数及人体新陈代谢产热率、皮肤平均温度、肌体蒸发率、所着衣热阻的函数。9、城

4、市区域气候特点：1）大气透明度较小，削弱了太阳辐射；2）气温较高，形成“热岛效应”；3）风速减小，风向随地而异；4）蒸发减弱、湿度变小；5）雾多、能见度差。11.我国建筑热工设计气候分区严寒地区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区温和地区12.被动式太阳能建筑原理：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。注意点：1）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；2）日光室的

5、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；3）墙面对太阳辐射热的吸收至关重要，表面一定要用对太阳辐射热吸收系数大的材料；4）上下通风口尺寸应适当，过大、过小都会影响采暖效果5）在使用上，当一晚或无日辐射的时候，如日光室的气温低于室外气温，应关闭上下通风口，避免室内热量的损失。13.人感觉最适宜的相对湿度应为:5060%14.决定气候的主要因素：太阳辐射、大气环流、地面15.城市热环境的特征是：日辐射减少、高温化、干燥化、通风不良第二章：建筑的传热与传湿1.热能传递的动力是温度差2.传热是指物体内部或物体

6、与物体之间热能转移的现象。3.导热是由温度不同的质点（分子、原子、自由电子）在热运动中引起的热能传递现象。导热系数：在稳定条件下，1m厚的物体，两侧表面温差为1，1h内通过1面积传递的热量。导热系数的影响因素：材质的影响、材料干密度的影响、材料含湿量的影响。2、对流是由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能。对流换热的强弱主要取决于：层流边界层内的换热与流体运动发生的原因、流体运动状况、流体与固体壁面温度差、流体的物性、固体壁面的形状、大小及位置等因素。自然对流换热受迫对流换热3、辐射热射线的传播过程叫做热辐射，通过热射线传播热能就称为辐射传热。辐射传热特点：1）在辐射传热

7、过程中伴随着能量形式的转化；2）电磁波的传播不需要任何中间介质；3）凡是温度高于绝对零度的一切物体，不论它们的温度高低都在不间断地想外辐射不同波长的电磁波，辐射传热是物体之间相互辐射的结果，不受温度高低的影响。凡能将辐射热全部反射的物体称为绝对白体，能全部吸收的称为绝对黑体，能全部透过的则称为绝对透明体或透热体。吸收系数接近于1的物体近似地当作黑体。单位时间内在物体单位表面积上辐射的波长从0到范围的总能量，称作物体的全辐射本领，通常用E表示，单位为W/。单位时间内在物体单位表面积上辐射的某一波长的能量称为单色辐射本领。灰体：辐射光谱曲线的形状与黑体辐射光谱曲线的形状相似，且单色辐射本领不仅小鱼

8、黑体同波长的单色辐射本领，两者的比例为不大于1的常数。选择性辐射体：只能吸收和发射某些波长的辐射能，并且其单色辐射本领总小于同温度黑体同波长的单色辐射本领。4、封闭空气间层的传热特点铝箔贴在温度高的一侧的原因：减小间层表面的辐射系数，并防止间层内结露。5.绝热材料的导热系数为小于0.3W/(m*K)6.白色物体表面与黑色物体表面对于长波热辐射的吸收能力相差极小。7.导热系数的概念导热系数反映了整体材料的导热能力，在数值上等于：当材料层单位厚度的温差为1K时，在单位时间内通过1m2表面积的热量。8.传热的基本方式：导热、对流、辐射9.平壁的稳态传热整个传热过程分为三个过程：平壁内表面吸热，平壁材

9、料层导热，平壁外表面散热。Ri平壁内表面换热阻R平壁导热热阻Re平壁外表面换热阻m2*K/WRo平壁的总热阻Ro=Ri+R+ReKo平壁的总传热系数Ko=1/Ro（W/(m2*K)平壁的总热阻越大，通过平壁的传热量就越少。平壁的总热阻和总传热系数是互为倒数的关系。Ko表示平壁的总传热能力。10.热阻热阻反应了壁体抵抗热流通过的能力。11.封闭空间层的传热提高维护结构的保温隔热性能。是对流、导热和辐射三种传热方式综合作用的结果。用于空气层导热性能差，冷表面附近的空气下沉，进入自然对流状态。在有限封闭空间内空气伴随着导热会产生自然对流换热，对流换热的强度与间层的厚度，位置，形状等因素有关。12.平

10、壁周期性传热外界热作用随时间呈周期性变化，称为周期性传热。周期性传热是不稳定传热的一种特例。13.简谐热作用：温度随时间呈正弦函数或余弦函数的规律变化。14.半无限厚平壁在简谐热作用下的传热特征：1）平壁表面及内部任一点X处的温度，都会出现和介质温度周期Z相同的简谐波动。2）从介质到壁体表面及内部，温度波动的振幅逐渐减少，这种现象称为温度的衰减现象。3）从介质到壁体表面及内部，温度波动的相位逐渐向后推移，这种现象叫做温度波动的相位延迟。15.建筑传湿湿空气的概念：凡是含有水蒸气的空气就是湿空气。湿空气的压力等于干空气的分压力和水蒸气的分压力之和。Pw=Pd+P16.空气的绝对湿度不能反映空气的

11、潮湿程度。17.水蒸汽含量不变的湿空气其温度越高，其相对湿度越小；绝对湿度不变。18.相对湿度的定义相对湿度指一定温度及大气压下，空气的绝对湿度f与同温同压下饱和蒸气量fmax的比值。19.维护结构的渗透强度假设室内空气的水蒸气分压力Pi大于室外空气的水蒸气分压力Pe，水蒸气从室内通过维护结构向室外渗透。其渗透强度：第三章：建筑保温与节能1、建筑保温的途径：1）建筑体形的设计，应尽量减少外围护结构的总面积。2）围护结构应具有足够的保温性能。3）争取良好的朝向和适当的建筑物间距。4）增强建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利影响。5）避免潮湿、防止壁内产生冷凝。2.保温设计的依据：民用建筑节能设计标

12、准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准3.围护结构保温设计计算（略）4.围护结构的经济传热阻（略）5.围护结构平均传热系数的计算（略）6、围护结构保温构造形式：1）保温、承重合二为一；2）单设保温层；3）复合构造7.夏季组织通风的主要方式是风压通风。8.窗的保温1）提高窗的保温性能2）控制开窗面积3）提高窗的气密性，防止冷风渗透4）提高窗户冬季太阳辐射得热9.热桥保温1）外墙交角保温2）地面保温在维护结构中，一般都有保温性能远低于主体部分的嵌入构件，如外墙体中的钢或者钢筋混凝土骨架，圈梁，板材中的肋等，这些构件或部位的热损失比相同面积主体部分的热损失多，他们的内表面温度也比主体

13、部分低。在建筑热工学中，形象的将这类容易传热的构件或部分称为“热桥”。热桥就是维护结构中热量容易通过的构件或部位。热桥部位的内表面温度比主体部位低，极易产生表面结露的情况，从而出现墙面受损或霉变的现象10.围护结构的蒸汽渗透及冷凝：冷凝：某一状态下的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度达到100%时所对应的湿度，称为该状态下空气的露点温度。由于温度降到露点温度以下，空气中水蒸气液化析出的现象称为冷凝。蒸汽渗透当室内、外空气的水蒸气含量不等时，在围护结构的两侧，就存在水蒸气分压力差，水蒸气分子将从压力较高的一侧通过围护结构向较低一侧渗透扩散，这种现象称为蒸汽渗透。11.防止和控制冷凝的

14、措施1）防止和控制表面冷凝正常湿度的采暖房间：围护结构内表面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。高湿房间：围护结构内表面采用不透水材料层，在构造上采取措施将表面冷凝睡滴导流，并有组织地排除。南方地区：地面应具有一定的热阻，减少地面对土层的传热量；地面表层材料的虚热系数要小；表面材料有一定的吸湿作用。2）防止和控制内部冷凝材料层次的布置应符合“难进易出”的原则；设置隔气层；设置通风间层或泄气沟道。13.保温层放在承重层外有何优缺点？优点：1）大大降低承重层温度应力的影响（2）对结构和房间的热稳定性有利（3）防止保温层产生蒸气凝结（4）防止产生热桥（5

15、）有利于旧房改造缺点：（1）对于大空间和间歇采暖（空调）的建筑不宜（2）对于保温效果好又有强度施工方便的保温材料难觅第四章：建筑隔热与通风1.建筑室内过热的原因1）室外高温传入室内2）太阳辐射热传入室内3）长波辐射传入室内4）通过维护结构传热5）设备、生活产生余热2.建筑防热的途径：1）减弱室外热作用；2）窗口遮阳；3）围护结构的隔热与散热；4）合理地组织自然通风；5）尽量减少室内余热。3.室外综合温度的定义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对给定外表面的热作用。夏季室外综合温度的组成夏季室外综合温度是以24小时为周期波动的周期函数，其中太阳辐射的当量温度所占比例不容忽视

16、。建筑物各朝向的空气温度相差不大，可认为与朝向无关，但由于不同朝向的太阳辐射不同，导致各朝向太阳辐射当量温度和综合温度差别很大。尤其是水平面和东墙与西墙。1说明室外综合温度的意义室外综合温度是由室外空气温度、太阳辐射当量温度和建筑外表面长波辐射温度三者叠加后综合效果的假想温度。4.当量温度：太阳辐射当量5.自然通风的组织：1）建筑朝向、间距及建筑群的布局：错列式、斜列式较行列式、周边式好2）建筑的平面布置与剖面设计3）门窗的位置与尺寸4）门窗的开启方式6.围护结构隔热措施：1）屋顶隔热：采用浅色外饰面，减少当量温度；增大热阻与热惰性；通风隔热屋顶；水隔热屋顶；种植隔热屋顶。2）墙体隔热：砌块；

17、钢筋混凝土大板，钢筋混凝土空心板，复合大板；7.自然通风的原理：由于开口处（门、窗、过道）存在着空气的压力差产生的空气流动。8.产生压力差的原因：风压作用，热压作用9.水隔热的优缺点优点：屋顶外表面温度大幅度下降，大大降低屋顶的内表面温度，大大减少了屋顶的传热量，蓄水深度增加，内表面温度最大值下降愈多缺点：夜间不利于散热，增大屋顶静荷载，蓄水深度增加，荷载更大需要补充水，加重市政建设的负担7.对于采暖房间，为了防潮，设置通风间层或泄汽沟道。墙体外侧设保温层。墙体内侧设隔汽层。8.绝热材料的定义9.冬季室内外墙内表面结露的原因是墙体内表面温度低于露点温度。10.围护结构传热异常部位是指窗户、冷桥

18、、外墙交角11.热压形成风的条件是温差、高差第五章：建筑热照与遮阳1.对建筑防热来说，是晴天天气作为设计的基本条件。2.太阳高度角、太阳方位角：太阳方位角：指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。太阳高度角：指太阳直射光线与地平面间的夹角。3.遮阳形式及适用朝向水平式遮阳：在北回归线以北地区适用于南向附近窗口；在北回归线以南地区既适用于南向窗口又可用于北向窗口。垂直式遮阳：适用于北向、东北向和西北向附近的窗口综合式遮阳：适用于东南向或西南向附近窗口，适应范围较大挡板式遮阳：适用于东向、西向附近窗口4.遮阳设施构造设计要点1）遮阳的板面组合与构造：用不同的板面组合以便选择对采光、

19、通风、视野、立面造型和构造等要求都更加有利的形式。2）遮阳板的安装位置：安装位置对防热和通风的影响很大。3）材料与颜色：多采用坚固耐久的轻质材料；轻便、灵活；外表面颜色宜浅，以减少对太阳辐射热的吸收，内表面则应稍暗，以避免产生炫光，并希望材料的辐射系数较小。5.建筑遮阳：1）固定式外遮阳。2）可调式外遮阳。3）玻璃遮阳。6.太阳赤纬角：太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角建筑光学第一章：建筑光学基本知识1.眼睛构造：（1）瞳孔（2）水晶体（3）视网膜（4）感光细胞2.人眼的视觉特点：（1）椎体、杆体细胞，双眼不动的视野范围。椎体细胞在明亮的环境下对色觉和视觉敏锐度起决定作用，它能分辨出物体的颜色和

20、细部，并对环境的明暗变化作出迅速的反应。（2）杆体细胞在黑暗环境中对明暗感觉起决定作用，他虽能看到物体，但不能分辨其细部和颜色，对明暗变化的反应缓慢。视野范围（视场）水平面180，垂直面130，上方为60，下方为703.光谱光视效率，视感觉最大值光谱视效率：表示在特定光度条件下，获得相同视觉感觉时，波长m和波长的单色光辐射通量的比。m明视觉为555nm，暗视觉为507nm光谱视效率：表示波长和波长的单色辐射，在特定光度条件下，获得相同视觉感觉时，该两个单色辐射通量之比。4.光通量、发光强度、照度的关系光通量：人眼对光的感觉量公式：辐射通量：光源在单位时间内发射或接收的辐射能量或在某种介质中单位

21、时间传递的辐射能量。发光效率：单位辐射通量产生的光通量。发光强度：光源在空间的光通量分布状况，就是光通量的空间分布密度。公式：照度：在被照面单位面积上的光通量多少，表示被照面上的光通量密度。公式：亮度：视网膜上物像的照度是和发光体在视线方向的投影面积Acos成反比，以发光体朝视线方向的发光强度成正比，公式：5.太阳辐射的可见光，其波长范围是380780nm.6.普尔钦效应：在不同的光亮条件下，人眼感受性不同的现象。7.距离平方反比定律：计算点光源产生照度的基本公式，某表面的照度E与点光源在这方向的发光强度I成正比，与它至光源距离r的平方成反比，公式：8.定向反射和透射定向反射：光线入射角等于反

22、射角；入射光线、反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。玻璃镜、很光滑的金属表面定向透射：如材料的两个表面彼此平行，则透过材料的光线方向和入射方向保持一致。窗玻璃9.扩散反射和透射均匀扩散材料：将入射光想均匀地向四面八方反射或透射，从各个角度看，其亮度完全想同，看不见光源形象。氧化镁、石膏、磨砂玻璃；完全均匀扩散透射材料：乳白玻璃、白纸、半透塑料；均匀漫反射材料：将反射光均匀分布在各个方向上，与入射方向无关，砖、混凝土、石膏定向扩散材料：在定向反射（透射）方向，具有最大的亮度，而在其他方向上也有一定亮度。光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面、釉瓷砖。10.视度：看物体的清楚程度，影响因素：适当

23、的亮度、物件尺寸、对比、识别时间、避免炫光11.亮度，人眼看见的最低亮度，刺眼亮度p173-174人眼能看到的最低亮度，仅10-5asb，当物体亮度超过16sb时，人们就感到刺眼。12.了解光的色温与显色性色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用Tc表示。色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色的逼真程度，显色性高的光源对颜色的再现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对颜色的再现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。第二章：天然采光1.光气候：由太阳直射光、天空扩散光

24、和地面反射光形成的天然光平均状况。2.已知某种灯仅辐射出波长为555纳米的单色光，设其辐射通量为1瓦，则该灯对应的光谱光视效为1V，相应的光通量为683流明。3.天然光：直射光和扩散光。晴天，前者占90%，后者占10%，全阴天，后者占100%。4.采用天然采光的原因：人眼在天然光条件下比在人工光下具有更高的视觉功效；在天然光下感到舒适和有益于身心健康。5.地面反射光：太阳直射光和天空扩散光射到地面后，经地面反射，并在地面与天空之间产生多次反射，使地面的照度和天空的亮度都有所增加，这部分称为地面反射光。6.全云天的地面照度取决于：太阳高度角、云状、地面反射能力、大气透明度7.晴天的地面照度由太阳

25、照度和天空扩散光两部分组成。8.我国的光气候概况9.采光标准：室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度和同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上有全阴天天空漫射光所产生的照度的比值，公式：10.采光系数标准值临界照度：室内完全利用天然光进行工作时的室外天然光最低照度。我国规定为5000lx。四川、贵州4000lx。临界照度就是室内天然光照度等于采光标准规定的标准值时的室外照度。11.采光质量采光均匀度：室内照度最低值与室内照度平均值之比。防止眩光：（1）作业区应减少或避免直射阳光；（2）工作人员的视觉背景不宜为窗口；（3）可采取室内外遮挡设施来减少窗亮度或减少窗的视域；（4）窗结构

26、的内表面和窗周围的内墙面宜采用浅色饰面。合适的光反射比，防止紫外线的进入12.采光口侧窗优点：（1）建造和维护费用低（2）光线有方向性，有利于成阴影缺点：（1）采光均匀度不好（2）易产生眩光，易受周围物体影响天窗矩形天窗天窗架+窗扇课避免单侧窗照度变化大的缺点，使照度均匀。窗口位置高，一般处于视野范围外，不易形成眩光和受外面物体的遮挡。锯齿形天窗由于倾斜顶棚的反光，采光效率比纵向矩形天窗高，当采光系数相同时，锯齿形天窗的玻璃面积比纵向天窗少15%-20%。平天窗优点：采光效率高，面积大；缺点：积尘，易产生眩光。种类：采光天棚（中庭、市场、体育馆、温室）接近自然的全天侯室内空间；板式、条式；采光

27、罩日光斗屋顶向阳的垂直天窗，适于温带及高纬度地区，冬季比夏季可接受更多光线，可控制眩光。13.卫生间、浴室窗地比不应小于1：10；楼梯间、走道1：14；内走廊不超过20m，至少一端应设采光口，超过20m，两端应设采光口，超过40m，中间应加设采光口，否则应采用人工补充照明。14.民用建筑有效采光面积规定：1）离地高度：0.5m以下的采光口不计入采光面积2）采光口外部有宽度超过1m的遮挡物的，按70%计算采光面积第三章：建筑照明1.人工光源：热辐射光源：当金属被加热到1000K以上时，就发出可见光，温度越高，可见光在总辐射中所占比例越大，这一原理制造的光源就称为热辐射光源。白炽灯：优点体积小，易

28、控光，工作环境温度范围较大，结构简单，价格便宜，使用方便；缺点发光效率低，灯丝亮度高，散热量大，寿命短，受电压变化、机械振动影响大。气体放电光源：利用某些元素的原子被电子激发而发出可见光的光源。荧光灯：无荧光粉则为紫外线灯；通过启辉器、整流器、发出高压脉冲电流；上表面反射材料，下表面荧光粉。优点：发光效率高，发光表面亮度低，不易产生眩光，光色好，接近自然光色，寿命较长，灯管表面温度较低缺点：初期投资较大，冬天难启动，有频闪现象，有紫外线泄露，对无线电有干扰2.电光源主要性能指标：光通量发光效率：灯的光通量与消耗的电功率之比寿命：以小时计算平均亮度：以cd/表示，普通白炽灯发光体为灯丝，乳白灯泡

29、发光体为玻壳，荧光灯发光体为管壁灯的色表：灯光颜色给人直观感受（冷、暖、中间色）显色指数灯的启动、再启动时间受环境影响程度3、照明均匀度：企业工业室内作业区域采用一般照明是，给定平面上最小照度与平均照度之比，即为照度均匀度不宜小于0.704、减弱光幕反射的措施：1）尽可能使用无光纸和不闪光墨水，使视觉作业和作业房间内的表面为无光泽的表面2）减少来自干扰区的光，增加干扰区外的光，以减少光幕反射，增加有效照度3）尽量使光线从侧面来，以减少光幕反射。5、消除频闪现象的措施：至少使用双管灯；将相邻两管接在不同相位上。6、学校教室光环境设计要求：1）整个教室应保持足够照度，且分布均匀，黑板上有足够照度；2）合理安排教室环境的亮度分布，消除眩光，保持正常视力，减少视疲劳3）较少投资、维护费用7.灯具的光特性，配光曲线它是指光源（或灯具）在空间各个方向的光强分布。8.照明方式的分类一般照明