建筑物理(热工学) 1+2
建筑物理第一章
为45-50 ，呼吸和无感觉蒸发散热约占
25-30 ，处于舒适状况的热平衡，可称
之为“正常热平衡”。
室内热湿环境组成要素
室内气温ti、室内相对湿度i、气流速度vi、壁
面的热辐射I{室内热湿环境是指由室内空气温 度、空气湿度、室内风速及环境平均辐射温度 （室内各壁面温度的当量温度）等因素综合组成 的一种室内热湿环境。}
室内热湿环境 Temperature ET)
有效温度(Effective
由Houghton,Yaglon等 人于1923年提出 表征室内气温、湿度及气 流速度三者对人体综合作 用的一种主观评价指标 未考虑辐射的影响，改进 后称为ET*, 1972成为 ASHRAE的评价标准
室内热湿环境
1.2 室外热湿环境
（三）空气湿度 1.湿度：空气中水蒸气的含量。可用绝对湿度或相对 湿度表示，通常使用相对湿度表示空气的湿度。 2.变化规律 （1）年变化规律：最热月绝对湿度最大，最冷月绝 对湿度最小。 （2）日变化规律：晴天时，日相对湿度最大值出现 在4:00~5:00，日相对湿度最小值出现在 13:00~15:00。
第一章 第二章 与应用 第三章 第四章 防潮 第五章
建筑热工学基础知识 建筑围护结构传热计算 建筑保温与节能 建筑围护结构的传湿与 建筑防热与节能
第六章
建筑日照
概述：
各地区建筑物的形式、风格受气候条件的影响。
建筑物的室内外主要气候因素： 室外气候因素：太阳热辐射、空气温湿度、风、 雨、雪等，统称为“室外热湿作用”；
不同的要素组成不同的室内热湿环境。
室内热湿环境
1.1.2
室内热湿环境的评价方法和标准
建筑物理复习(建筑热工学)
第一篇 建筑热工学第1章 建筑热工学基础知识1.室内热环境构成要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成。
2.人体的热舒适①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量。
m q ——人体新陈代谢产热量e q ——人体蒸发散热量r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量②充分条件：所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30% ，辐射散热约为45-50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%。
处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。
（注意与“负热平衡区分”）③影响人体热舒适感觉的因素：1.温度；2.湿度；3.速度；4.平均辐射温度；5.人体新陈代谢产热率；6.人体衣着状况。
3.湿空气的物理性质①湿空气组成：干空气+水蒸气=湿空气②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。
⑴未饱和湿空气的总压力：w P ——湿空气的总压力（Pa ） d P ——干空气的分压力（Pa ） P ——水蒸气的分压力（Pa ）⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力注：标准大气压下，s P 随着温度的升高而变大（见本篇附录2）。
表明在一定的大气压下，湿空气温度越高，其一定容积中所能容纳的水蒸气越少，因而水蒸气呈现出的压力越大。
③空气湿度：表明空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法。
⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量，用f 表示（g/m 3）。
饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f （g/m 3）表示。
⑵相对湿度：一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f ，与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比：⑶同一温度（T相对湿度又可表示为空气中P ——空气的实际水蒸气分压力 （Pa s P ——同温下的饱和水蒸气分压力 （Pa ）。
（注：研究表明，对室内热湿环境而言，正常湿度范围大概在30%~60%。
建筑物理第一章热工学理论部分整理
理论篇第一章：建筑热工学基本知识（第1周～第2周）共8学时1、了解人体感觉特性和热环境评价方法。
·人体感觉特性生理：皮肤温度、出汗主观：活动、衣着·热平衡：人体内产生的热量与向环境散发的热量相等·热环境评价方法1）有效温度：是依据半裸的人和穿夏季薄衫的人，在一定条件的环境中所反映的瞬时热感觉。
2）热应力指数：人体所需的蒸发散热量与室内环境条件下最大可能的蒸发散热量之比3）预计热感觉指数（PMV）：受试对象在实验中对某种环境因数组合的人感觉的投票值2、了解气候参数的变化规律及相互关系，掌握空气湿度及露点温度的概念和计算。
气候参数：太阳辐射P25-26、气温、湿度、风、降水等·太阳辐射P25-26（日照时数）总辐射：射程长短（太阳在大气中位置、海拔）、大气质量直接辐射：太阳高度角、大气透明度成正比散射辐射：太阳高度角成正比、大气透明度成反比·气温：主要靠吸收地面的长波辐射（3-120微米）而增温。
有日变化（最高：午后2h；最低：日出前后）、年变化（7,8&1,2）：各月平均气温最高最低值影响因素：太阳辐射热量（决定性）、大气对流作用（影响最大）、下垫面、海拔、地形地貌·空气湿度：相对湿度：日变化与气温日变化相反。
一年中变化与绝对湿度相反。
湿空气基本概念：含有水蒸气的空气水蒸气分压力：饱和蒸汽压、饱和空气相对湿度：一定温度及大气压力下。
空气的绝对湿度（单位容积空气所含水蒸气的重量）与同温同压下饱和蒸气量的比值空气增湿、减湿原理：蒸发量随温度的变化而变化·风：成因：地表增温不同引起大气压力差；分类：大气环流、地方风·降水：从大地正发出来的水汽进入大气层，经过凝结后又降到地面上的液态火固态水分。
与气温呈正相关etc城市气候影响：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，能见度差掌握P68-69空气湿度：空气中水蒸气含量露点温度：某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度达到100%时所对应的温度。
(完整版)建筑物理(热)-1建筑热工基础知识
HOT (lots of vibration)
COLD (not much vibration)
Heat travels along the rod
▲物质的固有属性 ：可以在固体、液体、气体中发生; ▲导热的特点 ：a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由 电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热只发生在密实 固体中。但建筑材料总是有孔隙的，会产生其它方式的传热，但比例甚微，
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
Expample：
65.6℃
38.3℃ 26.7℃
28.9℃
如何用科学的手段去解释、分 析并解决建筑中的传热问题？
28.3℃ 65.6℃
26.7℃
建筑 热工 学
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
热量传递的
基本方式？
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
▇ 定义 :称过点P的最大温度变化率为温度 梯度，gradt。
gradt t n n
where，n—等温面法线方向的单位矢量
t —温度在法线方向上的导数，亦 n 即法向的温度变化率
注：温度梯度是矢量；正向朝着温度增加的方向
热量的方向？
等温面上没 有温差，不会有 热量传递;不同的 等温面之间，有 温差，有热量传 递。
故在热工计算中，认为在固体建筑材料中发生的是导热过程（有空气间层的 例外）。
1. 建筑热工学基础知识
1.2 围护结构传热基础知识 = J / S
1.2.1 导热
▲ 大平壁导热量计算（稳态）
Φ tA W
哪些因素会影 响Φ的大小？
q Φ t W/m2
建筑物理(一) 建筑热工学
12
9
§4 辐射换热及其计算 §5 平壁的稳定稳定传热过程及其计算 §6 围护结构内部温度的确定
§7 封闭空气间层传热 §8 简谐热作用下的传热
第三章 建筑保温
§1 建筑保温设计的综合处理措施 §2 保温设计的有关标准 §3 围护结构主体保温设计 §4 围护结构保温构造 §5 围护结构传热异常部位保温设计要点 §6 围护结构的冷凝检验与防止
5 ℃(手)
伴随疼感的冷感觉
29
（2）人体的体温调节系统 下丘脑具有调节、代谢体温和内分泌功能， 前部主要促进散热来降温，后部促进产热抵御寒冷。 散热调节方式： 血管扩张，增加血流，提高表皮温度;出汗。 御寒调节方式： 血管收缩，减少血流，降低表皮温度；通过冷颤
增加代谢率。
30
（3）人体的能量代谢率 A 影响因素： 肌肉活动强度（主要因素）;
围护结构的传热计算围护结构的蒸汽渗透计算围护结构的传热计算围护结构的蒸汽渗透计算13?本篇重要名词和概念室内热环境热舒适正常比例散热室外热湿作用城市热岛导热对流对流换热辐射辐射换热温度场热流强度导热系数传热系数热阻蓄热系数热惰性指标建筑节能吸热指数建筑耗热量指标体型系数窗墙比热桥室外综合温度总衰减度总延迟时间露点温度蒸汽渗透内部冷凝冷凝界面太阳高度角太阳方位角遮阳遮阳系数倒铺屋面室内热环境热舒适正常比例散热室外热湿作用城市热岛导热对流对流换热辐射辐射换热温度场热流强度导热系数传热系数热阻蓄热系数热惰性指标建筑节能吸热指数建筑耗热量指标体型系数窗墙比热桥室外综合温度总衰减度总延迟时间露点温度蒸汽渗透内部冷凝冷凝界面太阳高度角太阳方位角遮阳遮阳系数倒铺屋面14本篇典型作业题p211115p40212224p66673138p774143p116545515第一章室内外热气候1室内热气候室内热气候
建筑物理热工学习题答案
建筑物理热工学习题答案建筑物理热工学习题答案建筑物理热工学是研究建筑物热传递、热舒适性和能源利用的学科，它涉及到建筑材料的热性能、建筑物的热工性能以及建筑热工系统的设计与优化等方面。
在学习过程中，我们常常会遇到一些习题，下面就来解答一些典型的建筑物理热工学习题。
1. 什么是热传导？如何计算热传导的传热速率？热传导是指热量通过物质内部的传递方式。
它的传热速率可以通过傅里叶热传导定律来计算，即传热速率等于热传导系数乘以温度梯度。
热传导系数是物质本身的性质，它与物质的导热能力有关。
温度梯度是指物体两侧温度的差值除以两侧的距离。
2. 什么是热辐射？如何计算热辐射的传热速率？热辐射是指物体由于其温度而发射出的电磁波。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的传热速率正比于物体表面的辐射功率，且与物体的表面温度的四次方成正比。
传热速率可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律的公式来计算。
3. 什么是对流传热？如何计算对流传热的传热速率？对流传热是指热量通过流体的传递方式。
对流传热的传热速率可以通过牛顿冷却定律来计算，即传热速率等于对流传热系数乘以温度差。
对流传热系数是与流体的性质以及流动状态有关的参数，温度差是指物体表面与流体之间的温度差值。
4. 什么是热容？如何计算物体的热容？热容是指物体单位质量或单位体积的热量变化与温度变化之间的比例关系。
热容可以通过物体的质量或体积乘以物质的比热容来计算。
比热容是物质本身的性质，它与物质的组成和结构有关。
5. 什么是热阻？如何计算物体的热阻？热阻是指物体对热量传递的阻碍程度。
热阻可以通过物体的厚度除以热传导系数来计算。
热传导系数越大，热阻越小，热量传递越快。
6. 什么是热工性能？如何评价建筑物的热工性能？热工性能是指建筑物在给定条件下的热传递特性和能源利用效率。
评价建筑物的热工性能可以通过计算建筑物的热阻、热容和传热系数等参数来进行。
同时，还可以通过模拟计算和实际测量来评价建筑物的热舒适性和能源利用情况。
建筑物理——建筑热工学基本知识
2.1室内热环境
•本节要点：
1.人体热平衡；
2.室内热环境因素；
3.室内热环境评价。
2.1.1人体热平衡人Fra bibliotek与机器比较热能机:燃料产热做功散热
人体:食物产热生命活动散热
发热体,散热体,恒温体
人体热平衡:产热量=散热量人体健康基本条件
人体热平衡天平：
动态热平衡
人体具有热调节方式:生理调节环境变冷(热)
饱和水蒸气分压力Ps空气容湿能力气温
描述:风向,风来的方向
风速单位:m/s
类型: (1)大气环流(2)季风(3)地方风
2.2.2建筑热工设计气候分区
皮肤毛细血管收缩(膨胀)
血流量减少(增加)
皮肤温度下降(上升,出汗)
保持热平衡
主观调节活动衣服
2.1.2人体热感觉影响因素
散热方式环境因素得/失热
对流空气温度、空气流速人体温度>空气温度失热
辐射壁面温度同上
呼吸空气温度、湿度失热
蒸发无感觉蒸发
出汗
思考题：
•室内热环境因素中,通过建筑设计能够最有效改善的有哪些因素？
建筑行业中的建筑物理与热工学
建筑行业中的建筑物理与热工学在建筑行业中，建筑物理与热工学是两个不可忽视的重要领域。
它们对于建筑设计、能源效率以及居住者的舒适度等方面起着至关重要的作用。
本文将探讨建筑物理和热工学在建筑行业中的应用和重要性。
一、建筑物理的作用1. 空气流动与通风建筑物理研究空气流动和通风，以确保在建筑内部空气的质量和循环。
通过科学合理的通风系统设计，可以使室内的空气保持新鲜，有利于人体健康。
此外，合理的通风设计还能减少湿度和减轻热室内的热负荷。
2. 热传递建筑物理研究建筑中的热传递，包括传导、对流和辐射。
通过研究建筑材料的导热系数和热容量，设计出合适的隔热结构，以减少热传递和能源损失。
同时，有效的热传递设计也可以提高建筑的能源效率，降低供暖和冷却的成本。
3. 声学设计建筑物理还涉及声学设计，即研究建筑内部和外部声音的传播和吸收。
科学合理的声学设计能降低建筑中的噪音污染，提供一个安静、舒适的生活环境。
二、热工学的应用1. 建筑能源分析在建筑设计阶段，热工学可以通过建筑能源分析来估计建筑的能源消耗和热负荷。
通过考虑建筑的结构、朝向、隔热材料和设备等因素，可以优化建筑的能源效率，减少对外界能源的依赖。
2. 节能设计热工学还可以指导节能设计。
通过优化建筑外墙、窗户、屋顶等部分的隔热性能，减少冷热桥的影响，提高建筑的能源效率。
此外，热工学还可以为建筑选择合适的供暖、冷却和通风系统，实现能源的节约。
3. 室内温度调控热工学研究室内温度的调控，以保证居住者的舒适度。
通过考虑建筑的朝向、窗户的设计、遮阳措施等，可以减少夏季的热量输入，降低室内温度。
同时，通过合理的供暖系统设计，可以在冬季提供舒适的室内温度。
三、建筑物理与热工学的重要性1. 提高建筑的能源效率建筑物理与热工学的应用可以提高建筑的能源效率。
通过合理的设计和建筑材料的选择，可以降低能源的消耗和损失，减少对外界能源的依赖。
2. 保证居住者的舒适度建筑物理与热工学的研究不仅关乎建筑的能源效率，还关系到居住者的舒适度。
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一、选择题（在每道题的被选答案中，选择一个正确的答案）（共40分）
1.以下哪种措施会导致加气混凝土墙体导热量的增加？（D ）（4分）
A.增加墙体的厚度
B.减小墙体内外表面的温差
C.减小墙体的表面面积
D.向墙体淋水增加墙体含湿量
2.华工27号楼屋面为佛甲草种植屋面，下面哪项不是种植屋面的隔热原理（C ）？（4
分）
A.水份蒸腾
B.植物光合作用
C.促进通风
D.遮挡阳光
3.以下广州地区常见的墙体材料中，导热系数最小的是（B ）。
（4分）
A.灰沙砖砌体
B.加气混凝土
C.钢筋混凝土
D.红砖砌体
4.档案馆要求墙体室内侧表面的温度波动小，稳定性强，一般选择（A ）的材料放于室
内侧。
（4分）
A.蓄热系数大
B.热惰性指标大
C.蓄热系数小
D.热惰性指标小
5.下述关于建筑物自然通风设计的说法，不正确的一项是（A ）。
（4分）
A.岭南传统民居的庭院与天井设计符合风压通风原理
B.为促进自然通风，广州地区建筑物的朝向应为南向或偏南向
C.错列式的建筑群布局方式优于行列式
D.房间进出风的开口位置应使气流经过房间的主要使用区域
6.以下关于广州气候的说法，不正确的一项为（C ）。
（4分）
A.气温年较差和日较差较小
B.大气透明度和日照百分率不高
C.风向随季节发生规律性变化，夏季的主导风向为东风
D.降雨较为丰富
7.冬季赤脚接触大理石地板和木地板，热感觉会有明显不同，其原因在于二者的（C ）不
同。
（4分）
A.导热系数
B.密度
C.蓄热系数
D.热惰性指标
8.夏天雨后潮湿闷热的感觉主要与人体的（D ）有关。
（4分）
A.产热量
B.对流换热量
C.辐射换热量
D.蒸发散热量
9.下面城市对气候影响的描述中哪项是不正确的？（D ）（4分）
A.大气透明度小，削弱了太阳辐射
B.热岛效应
C.降水增多
D.市区风速变大
10.广州地区夏季空调室内设计计算温度为（C ）。
（4分）
A.16℃
B.18℃
C.26℃
D.30℃
二、简述题（共60分）
1.绿化遮阳、结合建筑构件处理的遮阳和遮阳板遮阳为建筑遮阳常见的3种形式，试各举
一例，简要说明其遮阳原理。
（15分）
评分依据：各给出一例合理遮阳的设计作品，并阐明其原理即给满分。
2.《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》推荐了几种屋顶和外墙的节能措施，包括浅色
外饰面（太阳辐射吸收率<0.6），屋面蓄水和种植屋面，请分别给出以上3种措施的具体内容及其隔热原理。
（15分）
浅色外饰面：减少太阳辐射吸收率；
屋面蓄水：水比热容较大，且有蒸发作用；
种植屋面：植物光合作用、蒸腾作用吸收太阳辐射，叶片遮阳作用。
3.请在下面标尺上给出你此刻的热感觉，并简要说明影响你的热感觉的主要因素。
（15分）很热热暖微暖中性微凉凉冷很冷very hot hot warm slightly warm neutral slightly cool cool cold very cold （注：在标尺上划斜线给出你的投票，刻度上以及刻度之间都可投票）
答题要点：空气温度、湿度、流速，平均辐射温度，活动量和着衣量
4.谈谈你对绿色建筑的认识和感受。
（15分）
评分依据：给出绿色建筑在可持续发展、环境保护和节约资源能源方面的内涵，谈出自己的看法和想法即给满分。