建筑设计课件 2.建筑物理环境基础
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建筑设计理论第二章建筑物理环境基础
材料的蓄热系数越大，温度波动受室外热量影响的幅度越小，材料的热稳定性 越好。
蓄热系数取决于导热系数、比热、密度 及热流波动的周期。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
2）建筑热工设计分区
分区名称
分 主要指标
严寒地区 最冷月平均温度≤-10 C
寒冷地区 最冷月平均温度-10~0 C
区指 标
辅助指标 日平均温度≤5 C的天数
建筑设计理论 第二章建筑物理环境基础
建筑物理环境是指建筑室内空间与人体相关的各个物理要素的 总和，它包括建筑热环境、建筑声环境和建筑光环境三部分内容。
建筑物理的主要思想是“以人为本”，体现建筑的功能要求和 建筑人文理念。为了达到这一目的，就不可避免地向自然环境索 取更多的能源，并向环境排放更多的废弃物和无序能量，这就可 能带来严重的环境问题，破坏人与环境的和谐关系。
a、稳定传热
室内外空气温度都不随时间变化，通过维护结
构的传热过程称为稳定传热。
单层平壁导热：
条件：厚度为d，且宽高尺寸比厚度大得多
（即进行一维传热），设内、外表面温度为T i，T e
均不随时间变化（稳定传热）。
1、公式：
QTi TeF
d
Q ——— 总导热量，J或（w·h）
F ——— 垂直于热流方向的平壁的表面积,㎡
和对流辐射向室外散热 7、空气渗透和通风带走热量 8、地面传热。 9、室内水分蒸发，带走的热量（潜热） 10、致冷设备吸热。
热环境舒适的条件：1+2+3+4+5=6+7+8+9+10 即热能平衡
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
对流 辐射
吸热
对流 辐射
蓄热系数取决于导热系数、比热、密度 及热流波动的周期。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
2）建筑热工设计分区
分区名称
分 主要指标
严寒地区 最冷月平均温度≤-10 C
寒冷地区 最冷月平均温度-10~0 C
区指 标
辅助指标 日平均温度≤5 C的天数
建筑设计理论 第二章建筑物理环境基础
建筑物理环境是指建筑室内空间与人体相关的各个物理要素的 总和，它包括建筑热环境、建筑声环境和建筑光环境三部分内容。
建筑物理的主要思想是“以人为本”，体现建筑的功能要求和 建筑人文理念。为了达到这一目的，就不可避免地向自然环境索 取更多的能源，并向环境排放更多的废弃物和无序能量，这就可 能带来严重的环境问题，破坏人与环境的和谐关系。
a、稳定传热
室内外空气温度都不随时间变化，通过维护结
构的传热过程称为稳定传热。
单层平壁导热：
条件：厚度为d，且宽高尺寸比厚度大得多
（即进行一维传热），设内、外表面温度为T i，T e
均不随时间变化（稳定传热）。
1、公式：
QTi TeF
d
Q ——— 总导热量，J或（w·h）
F ——— 垂直于热流方向的平壁的表面积,㎡
和对流辐射向室外散热 7、空气渗透和通风带走热量 8、地面传热。 9、室内水分蒸发，带走的热量（潜热） 10、致冷设备吸热。
热环境舒适的条件：1+2+3+4+5=6+7+8+9+10 即热能平衡
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
对流 辐射
吸热
对流 辐射
建筑物理第一章课件
商场
其他
15%
热水
空调
11%
40%
办公楼
其他 热水 17% 3%
照明 34%
空调 48%
照明
32%
4
北京大型公共建筑能耗比例
宾馆
电梯 9%
其他 18%
办公设备 4%
照明 25%
写字楼
空调 44%
电梯 3%
办公设备 22%
其他 10%
空调 37%
商场
其他 10%
照明 28%
照明 40%
空调 50%
5
六．照度和亮度的关系
dA在P点形成的照度 dE I cos
（将dA视为光源）
r2
L
I
dAcos
得Iα=LαdAcosα则
dE L dA cos cos
r2
dA cos
其中
r2
指以P点为顶点，由dA所张的立体角dΩ
则dE=LαdΩcosθ E=LαΩcosθ（立体角投影定律） 顶窗cosθ=1
勒克斯(lux, lx)，相当于1 lm的光通 量均匀分布在1 m2的被照面上
1 ml 1 m2
20
照度 E
• 性质：可叠加性。几个光源同时照射被照 面时，实际照度为单个光源分别存在时形成 照度的代数和。
四．发光强度和照度的关系 Φ=IΩ E=IΩ/A
A E I r2 I
A r2
E1=I/r2 E2=I/4r2 E3=I/9r2
光强I是θ=0时最大
法线方向
I0
L0
I 0
A
A
E
表面亮度 L E
材料 石膏、粉刷墙、氧化镁、硫酸钡、 砖墙及大多数建筑材料
房屋建筑学2-建筑物理环境基础市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
）采光均匀度 2）眩光
2.2.2 建筑采光设计
1、被动式采光设计 1）侧窗 2）天窗：矩形天窗、平天窗、锯齿形天窗等
2、主动式采光设计 反射镜面、导光管、光导纤维、光伏发电照明
2.3 建筑声环境
2.3.1 吸声材料与吸声构造
1、多孔吸声材料 2、薄板、薄膜吸声 3、空腔共振吸声 4、空间吸声体 5、可变吸声体
1、室内化学污染 2、室内微生物污染 3、室内放射性污染
2.4.3 室内空气质量原则 2.4.4 室内空气污染控制
1、污染源旳控制 2、室内通风换气 3、采用空气净化装置 4、植物净化
2.5 绿色建筑概论
2.5.1 绿色建筑概念
1、绿色建筑背景 2、绿色建筑旳概念与特征
1）节省能源和利用可再生能源 2）设计结合气候 3）材料旳循环利用 4）尊重使用者 5）整体旳设计观
2.5.2 绿色建筑评价指标体系 2.5.3 绿色建筑设计策略简介
1、与自然环境共生旳设计策略 2、建筑节能及环境新技术旳应用 3、全寿命周期策略 4、舒适健康旳室内环境 5、融入历史与地域旳人文环境
2.1.4 建筑防热设计
1、维护构造隔热设计 屋顶隔热、外墙隔热
2、自然通风设计 自由式、错列式、斜列式布局
3、窗口遮阳设计 绿化与构件遮阳、外遮阳、内遮阳
2.1.5 太阳能在建筑中应用
1、被动式太阳能建筑 2、主动式太阳能建筑 3、光伏发电系统与建筑一体化
2.2 建筑光环境
2.2.1 采光设计原则
2 建筑物理环境基础
2.1 建筑热环境
2.1.1 建筑热环境基础
1、建筑传热学基础 1）稳定传热：建筑保温设计旳基础 2）非稳定传热：建筑防热设计旳基础 室外综合温度、热惰性指标
2.2.2 建筑采光设计
1、被动式采光设计 1）侧窗 2）天窗：矩形天窗、平天窗、锯齿形天窗等
2、主动式采光设计 反射镜面、导光管、光导纤维、光伏发电照明
2.3 建筑声环境
2.3.1 吸声材料与吸声构造
1、多孔吸声材料 2、薄板、薄膜吸声 3、空腔共振吸声 4、空间吸声体 5、可变吸声体
1、室内化学污染 2、室内微生物污染 3、室内放射性污染
2.4.3 室内空气质量原则 2.4.4 室内空气污染控制
1、污染源旳控制 2、室内通风换气 3、采用空气净化装置 4、植物净化
2.5 绿色建筑概论
2.5.1 绿色建筑概念
1、绿色建筑背景 2、绿色建筑旳概念与特征
1）节省能源和利用可再生能源 2）设计结合气候 3）材料旳循环利用 4）尊重使用者 5）整体旳设计观
2.5.2 绿色建筑评价指标体系 2.5.3 绿色建筑设计策略简介
1、与自然环境共生旳设计策略 2、建筑节能及环境新技术旳应用 3、全寿命周期策略 4、舒适健康旳室内环境 5、融入历史与地域旳人文环境
2.1.4 建筑防热设计
1、维护构造隔热设计 屋顶隔热、外墙隔热
2、自然通风设计 自由式、错列式、斜列式布局
3、窗口遮阳设计 绿化与构件遮阳、外遮阳、内遮阳
2.1.5 太阳能在建筑中应用
1、被动式太阳能建筑 2、主动式太阳能建筑 3、光伏发电系统与建筑一体化
2.2 建筑光环境
2.2.1 采光设计原则
2 建筑物理环境基础
2.1 建筑热环境
2.1.1 建筑热环境基础
1、建筑传热学基础 1）稳定传热：建筑保温设计旳基础 2）非稳定传热：建筑防热设计旳基础 室外综合温度、热惰性指标
建筑物理与环境
建筑物理与环境建筑物理与环境是研究建筑与环境之间相互影响的学科，旨在通过科学的方法和技术手段，使建筑物在保证舒适、安全的同时，最大限度地利用自然资源，降低能源消耗，减少环境污染。
本文将从建筑物理和环境影响之间的关系、建筑物理学的基本概念以及建筑物理与环境在现代建筑设计中的应用等方面进行论述。
一、建筑物理与环境的关系建筑物理是研究建筑中的热、湿、气流、声学、光学等物理问题的科学，它通过分析建筑结构、材料及其环境之间的热力学、空气动力学、声学和光学过程，从而实现建筑物在物理环境中的优化设计。
环境是指建筑物所处的自然环境，如气候条件、地理位置等。
建筑物理和环境之间密切相关，相互影响。
建筑物理的研究成果能够影响建筑物的热舒适性、室内空气质量、声环境和采光环境等方面，而环境因素也会对建筑物的使用和效能产生重要影响。
二、建筑物理学的基本概念1. 热学热学是建筑物理学的基础，它主要研究建筑物的热传导、热辐射和热对流等问题。
建筑物的热学性能直接影响着建筑物的热舒适性和能源消耗。
通过合理设计建筑的隔热、保温和通风等措施，可以降低室内外温差，减少能源的消耗，提高室内环境的舒适性。
2. 光学光学是研究建筑物中光的传播、分布和利用的学科。
合理的采光设计可以使建筑物室内得到充足的自然光线，减少人工照明的使用，并提高室内空间的舒适性和视觉环境。
3. 声学声学是研究声音在建筑物中的传播、衰减和反射等问题的学科。
合理的声学设计可以减轻噪声对人体的不良影响，提高建筑物内部的声环境质量。
4. 湿学湿学是研究建筑物中湿气传输和控制的学科。
通过合理的湿学设计，可以确保建筑物内的湿度和通风状况符合人体舒适的要求，防止湿气对建筑物结构和室内环境的损害。
三、建筑物理与环境在现代建筑设计中的应用建筑物理与环境在现代建筑设计中发挥着重要的作用。
首先，通过合理的建筑物理分析和模拟，可以对建筑物的热、湿、声、光等物理性能进行评估和优化，提供科学依据给建筑师、工程师和设计者，以实现节能减排和优化建筑环境的目标。
建筑物理环境基础课件
比较分析
通过对不同设计方案或不同建筑类型 的比较分析，优化设计方案，提高建 筑环境的品质。
06
建筑物理环境与绿 色建筑
绿色建筑的概念与特点
绿色建筑的定义
绿色建筑是指在设计、施工、运行等全过程中，充分考虑节能、环保、经济、 适应性等方面，旨在降低对环境的负面影响，并提高人类生活质量的建筑。
绿色建筑的特点
建筑声环境的设计与优化
建筑设计阶段的考虑
在建筑设计阶段，需要考虑建筑物的布局、外形和结构，以减少室外噪声的干扰 。同时，还需要考虑室内空间的形状、大小和布局，以创造一个舒适的室内声环 境。
建筑材料的选择和使用
不同的建筑材料对声音的传播和吸收效果不同。在建筑设计中，应选择具有良好 隔音性能的建筑材料，如厚重的墙体、双层玻璃和隔音毡等。此外，还可以通过 在室内设置吸音材料和反射板等措施来改善室内声环境。
空间大小与形状
采光与通风
建筑空间的大小和形状直接影响到人们在 其中的活动范围和舒适度。
采光和通风是建筑物理环境的重要因素， 它们可以影响人们的视觉和呼吸健康。
温度与湿度
噪声与振动
温度和湿度对于人们的舒适度和健康状况 有重要影响，过高或过低的温度和湿度都 可能对人体造成不良影响。
噪声和振动可能会对人们的生活和工作产 生负面影响，因此需要采取措施进行控制 。
02
建筑热环境
热环境的基本概念
01
02
03
定义
热环境是指人类活动所处 的气候条件，包括气温、 湿度、风速、太阳辐射等 因素。
分类
根据热环境的构成要素和 特点，可以将其分为自然 环境和人工环境两种类型 。
影响因素
热环境受到地理位置、气 候条件、海拔高度、大气 环流等多种因素的影响。
《建筑物理》PPT课件
1 + d2/ μ2 + d3/ μ3 +… ，例4-1 。
第一篇
建筑热工
学
• 4·2
围护结构的防潮
• 防止和控制表面结露：表面温度；相对湿度；露点；通风除湿。
• 防止和控制内部冷凝：合理布置材料层的相对位置；设置隔气层；设置通风间层或泄 气沟道；冷侧设置密闭空气层。图4-12、图4-13 。
第一篇
第一篇
建筑热工 学
• 2·2 建筑保温与节能计算
• 建筑保温与节能主要用于严寒和寒冷地区围护结构热工 性能权衡判断的依据，也是评价采暖建筑节能设计的一 个重要指标。
• 建筑物耗热量计算：单位建筑面积通过围护结构的传热 耗热量qH · T，总建筑面积、围护结构临空总面积或外 表面积；单位建筑面积的空气渗透耗热量qINF；单位建 筑面积的建筑内部得热qI · H
t 。 • 太阳辐射等效温度或当量温度： s = ρS· I /αe
• 隔热设计标准： θ t i,max ≤ e,max
• 围护结构内表面最高温度θi,max=θi + Aif，例25、例2-6
第一篇
建筑热工 学
第三章 建筑保温与节能
基本内容： 1、建筑保温设计要求、依据和构造 2、采暖建筑室内热环境质量分析 3、保温构造类型和特点 4、保温材料的分类 5、被动式太阳能在建筑中的利用
• 热惰性指标D 计算： D=D1+D2+D3+…= R1 · S1 + R2 · S2 + R3 · S3 +…
• 围护结构性质：薄层结构D<1.0、厚层结构D≥1.0 ，例2-4
第一篇
建筑热工 学
• 2·4 建筑隔热设计控制指标计算
第一篇
建筑热工
学
• 4·2
围护结构的防潮
• 防止和控制表面结露：表面温度；相对湿度；露点；通风除湿。
• 防止和控制内部冷凝：合理布置材料层的相对位置；设置隔气层；设置通风间层或泄 气沟道；冷侧设置密闭空气层。图4-12、图4-13 。
第一篇
第一篇
建筑热工 学
• 2·2 建筑保温与节能计算
• 建筑保温与节能主要用于严寒和寒冷地区围护结构热工 性能权衡判断的依据，也是评价采暖建筑节能设计的一 个重要指标。
• 建筑物耗热量计算：单位建筑面积通过围护结构的传热 耗热量qH · T，总建筑面积、围护结构临空总面积或外 表面积；单位建筑面积的空气渗透耗热量qINF；单位建 筑面积的建筑内部得热qI · H
t 。 • 太阳辐射等效温度或当量温度： s = ρS· I /αe
• 隔热设计标准： θ t i,max ≤ e,max
• 围护结构内表面最高温度θi,max=θi + Aif，例25、例2-6
第一篇
建筑热工 学
第三章 建筑保温与节能
基本内容： 1、建筑保温设计要求、依据和构造 2、采暖建筑室内热环境质量分析 3、保温构造类型和特点 4、保温材料的分类 5、被动式太阳能在建筑中的利用
• 热惰性指标D 计算： D=D1+D2+D3+…= R1 · S1 + R2 · S2 + R3 · S3 +…
• 围护结构性质：薄层结构D<1.0、厚层结构D≥1.0 ，例2-4
第一篇
建筑热工 学
• 2·4 建筑隔热设计控制指标计算
房屋建筑学第2节
二、自然通风设计
（一）热压和风压
当较重的冷空气从 进风口进入室内后，吸 收了室内的热量后变成 较轻的热空气上升从出 风口排出室外，不断流 入的冷空气在室内被加 热后从建筑物的上部出 风口排出就形成了室内 自然通风，称为热压通 风。
p2
2
A
中和面
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A
1
p1
热压作用下的自然通风
根据流体力学 原理，当风吹向建 筑物时，在迎风面 上形成正压区，在 屋顶、两侧及背风 面形成负压区。
房屋建筑学
第2章
第2章 建筑物理环境基础
物理学是研究客观世界运动规律的学科。
建筑物理学是研究外界环境的运动过程对建筑 产生的影响，进而对人体产生的影响的学科。
外界环境的物理要素为热、声、光的运动过程。
建筑物理学的研究对象是热、声、光等物理运 动过程对建筑和人体产生的影响。
建筑物理学是设计和建造符合人体生理和心理 需要的建筑的基本理论。
复合保温结构由保温层和承重层复合而成。复合结构按保 温层所处的位置可分为内保温（保温层在室内一侧），外保温 （保温层在室外一侧）和中间保温（保温层夹在中间）三种。
外保温的优点较多： ① 减小热桥处的热损失。 ② 有利于防止保温层内部产生凝结水。 ③ 房间的热稳定性好。 ④ 降低墙或屋顶的主要部分的温度应力起伏。 ⑤ 有利于旧房节能改造。
遮阳对夏季室内温度的影响
（三）内遮阳
窗帘、卷帘、百叶、活动百叶都可以起到内部遮阳 的功效，内遮阳的效果不如外遮阳好，但内遮阳调节灵活， 使用方便，内遮阳还可控制眩光，提高私密性，有保温及 装饰功能。
一、围护结构隔热设计
（一）屋顶隔热
建筑围护结构隔热设计的重点是屋顶。
建筑物理ppt课件
1.1 室内热湿环境
• 室内温度与湿度——室内物理环境
• 室内物理环境是指室内那些通过人体感觉器官对人的生理发
生作用和影响的物理因素，由室内热湿环境、室内光环境、 室内声环境以及室内空气质量环境等组成。其中，室内热湿 环境是建筑热工学必须研究的内容。
• 舒适的热湿环境是围护人体健康的重要条件，也是人们得以
• 影响人体热舒适的各室内气候参数之间在很大程度上是可以
互换的。一个参数的变化所造成的影响常可以由另一个因素 的变化所补偿。例如，室内温度升高了，人感觉到热了，但 增加空气流动，如开电风扇，人的感觉就没有那么热了。
1.1.1 室内热湿环境构成要素及其对人体热舒适的影响
• 欲保持人体稳定的体温，体内的产热量应与环境的失热量相
第1篇 建筑热工学
第1章 建筑热工学基础知识 第2章 建筑围护结构的传热计算与应用 第3章 建筑保温与节能 第4章 建筑围护结构的传湿与防潮 第5章 建筑防热与节能 第6章 建筑日照
第1章 建筑热工学基础知识
• 1.1 室内热湿环境 • 1.2 室外热湿环境 • 1.3 建筑围护结构传热基础知识
室内热环境的影响，是建筑物理的组成部分。
• 建筑热工学的任务是阐述建筑热工原理，论述如何通过建筑
、规划设计的相应措施，有效地防护或利用室内外热湿作用 ，合理地解决房屋的保温、隔热、防潮、节能等问题，以创 造良好的室内热环境，并提高围护结构的耐久性，降低建筑 在使用过程中的采暖或空调能耗。
• 建筑热工学的基础内容是建筑围护结构传热、传湿的基本原
理和计算方法。
• 建筑热工学着重介绍一般工业与民用建筑的热工设计，包括
建筑保温设计、防潮设计、防热设计、太阳能利用与建筑节 能设计等。
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露点温度:空气在含湿量和大气压不变的情况下，冷却到饱和状态（既 相对湿度φ =100%）所对应的温度，称为该状态下空气的露点温度，以符 号 td表示。气温如低于露点温度，就会发生结露或结霜现象。 例：A、冬天玻璃上的水珠。 B、墙体表面的水痕。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
建筑保温设计包括建筑方案设计中的保温综合处理和外围护结构保温构造设 计。 （1）建筑保温的综合处理措施 a、控制体形系数 同样体积建筑，外围护结构传热情况相同时，外围护结构的面积愈小，则传 出去的热量愈少。 体型系数(S)：即一栋建筑的外表面积Fo与其所包容体积（Vo）之比。 在建筑节能设计标准中规定。寒冷地区，多层居住建筑的体形系数以0.3或 0.3以下为宜。大于0.3则不利于节能。需增加围护结构热阻。夏热冬冷区，条 式建筑s值不大于0.35，点式建筑s值不大于0.40。
Q
Q
d
Ti Te F
Q ——— 总导热量，J或（w·h） F ——— 垂直于热流方向的平壁的表面积,㎡ τ ——— 导热时间,h λ ——— 材料的导热系数，W/(m·K)
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
导热系数λ：说明稳定导热条件下材料导热性能的重要指标。 物理意义：在稳定传热状态下当材料厚度为1m，而表面的温差为1℃时，在 一小时内通过1㎡截面积的热量。 a、气体导热系数最小：0.006～0.6 W/(m·K) 常温常压下空气为： 0.029 W/(m·K) b、液体的导热系数次之：0.07～0.7 W/(M·K) 水在常温常压下为：0.58 W/(m·K) c、金属导热性能最大：2.2～420 W/(M·K) 例：建筑钢材：58.2 W/(m·K) 绝大部分建筑材料λ 值均小于金属，介于0.03 ～ 3.5 W/(m·K)工程把 λ ≤0.3 W/(m·K) 的材料为保温材料。(如矿棉、泡沫塑料、珍珠岩、蛭石等) 各种材料或物质的导热系数大小与材质、材料干密度、材料含湿量有关，还 与当时环境的压力、温度有关。 传热阻：热量通过平壁时遇到的阻力，是平壁抵抗热量通过的能力。符号为 R,单位㎡·K/W , d
2.1建筑热环境
b、合理布置建筑朝向 南向或南偏东150或南偏西150 c、合理选择窗墙面积比 北向≤0.2，南向≤0.35， 东、西向≤0.25 （2）建筑围护结构保温设计 a、最小传热阻 b、围护结构主体部位保温构造 c、围护结构异常部位的保温构造
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
3、建筑防潮设计 (1）建筑物受潮的危害： a、外围护结构结构受潮，会降低保温能 力； b、降低结构的使用质量和耐久性； c、影响室内的卫生状况。 (2）围护结构内部冷凝受潮判断 Ps<P时，出现冷凝 3）围护结构表面结露的防止和控制 4）围护结构内部冷凝的防止和控制
第二章
建筑物理环境基础
建筑物理环境是指建筑室内空间与人体相关的各个物理要素 的总和，它包括建筑热环境、建筑声环境和建筑光环境三部分 内容。 建筑物理的主要思想是“以人为本”，体现建筑的功能要求 和建筑人文理念。为了达到这一目的，就不可避免地向自然环 境索取更多的能源，并向环境排放更多的废弃物和无序能量， 这就可能带来严重的环境问题，破坏人与环境的和谐关系。 1999.6.23，国际建协大会在北京召开，通过了《北京宪 章》，提出环境、可持续发展、能源危机等。 人类在满足自身需要的同时，不能剥夺后代满足他们需求的 权力，这就是“可持续发展”战略的主要思想。 为了保护环境，必须树立和增强环境意识，在城市规划和建 筑设计中，尽量利用自然条件改善建筑物理环境，采取先进的 科学技术措施，创建环保型节能建筑物和构筑物。
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
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。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
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。
寒冷地区
最冷月平均温度-10~0 C
夏热冬冷 地 区
最冷月平均温度0~10C， 最热月平均温度25~30 C 最冷月平均温度>10C，最 热月平均温度25~29C 最冷月平均温度0~13C， 最热月平均温度18~25C
夏热冬暖 地 区
温和地区
§3－5 建筑气候区划和建筑热工设计分区
I区
概
1、美观、功能合理：内部、外部 2、构成室内环境的其他因素：
述
室内环境质量
温湿度、声音、亮度、视觉环境等 3、人自身对室内环境质量的要求：
与疲劳感
被动性 ---- 久居兰室，不闻其香 主动性 ---- 将自然引入室内 4、室内环境设计的目的：舒适性（以人为本） 5、如何保障设计结果的实施：对室内各环境进行模拟测试及研究
2.1建筑热环境建筑物理环Fra bibliotek基础综合式
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。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
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。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
5、太阳能在建筑中应用 太阳能是地球上最主要的天然能源，也是永不枯竭的洁净可再生能源。 建筑能耗中，采暖、制冷、空调、热水大约占75%。 太阳能利用——是指太阳能的直接转化和利用，包括太阳能热利用和太阳能 光利用。 太阳能在建筑中应用常分为被动式和主动式。 (1）被动式太阳能建筑
2.1建筑热环境
(2）主动式太阳能热利用
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
(3）光伏发电系统与建筑一体化
建筑物理环境基础
零能建筑：常规能源消耗为零。 ▲太阳能光电屋顶，太阳能光电 幕墙－未来生态建筑的复合型 材料。 ▲现在的缺点：造价高，太阳能 电池的转换率低。 ▲各国的计划：美国－1997.6提 出“百万太阳能屋顶计划”－ 2010年 欧盟－1998提出在2010建成50 万套太阳能屋顶。
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
建筑得热： 1、通过墙和屋顶的太阳辐射得 热（热能从外表面——内表面 ——室内） 2、通过窗户的太阳直接辐射热 3、居住者人体散热 4、电灯与其它设备散热 5、采暖设备散热 建筑失热： 6、通过外围护结构的传导 和对流辐射向室外散热 7、空气渗透和通风带走热量 8、地面传热。 9、室内水分蒸发，带走的热量（潜热） 10、致冷设备吸热。
热环境舒适的条件：1+2+3+4+5=6+7+8+9+10
即热能平衡
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
对流 辐射
对流 辐射
吸热
导热
放热
导热
热空气
围护结构
冷空气
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
a、稳定传热 室内外空气温度都不随时间变化，通过维护结 构的传热过程称为稳定传热。 单层平壁导热： 条件：厚度为d，且宽高尺寸比厚度大得多 （即进行一维传热），设内、外表面温度为T i ， Te 均不随时间变化（稳定传热）。 1、公式：
2c S T
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
2）建筑热工设计分区
分 分区名称 主 要 指 标 严寒地区 最冷月平均温度≤-10 C 辅 助 指 标 日平均温度≤5 C的天数 ≥145天 日平均温度≤5 C的天 数90~145天 日平均温度≤5C的天数 0~90天，日平均温度≥25C 的天数为49~110天 日平均温度≥25 C 的天数 100~200 天 日平均温度≤5C 的天数 0~90 天 必须充分满足冬季保温要求， 一 般可不考虑夏季防热 应满足冬季保温要求， 部分地 区兼顾夏季防热 必须满足夏季防热要求， 适当 兼顾冬季保温 必须充分满足夏季防热要求， 一般可不考虑冬季保温 部分地区应考虑冬季保温， 一 般可不考虑夏季防热 区 指 标 设 计 要 求
发光强度是指光源所发出的光通量在空间的分布密度，及分布状况。 c、照度：符号： E，单位：lx(勒克斯)，表示被照面上的光通量密度。 d、亮度：符号：L，单位：cd/㎡,是发光体在视看方向上单位面积发出的发 光强度。
2.2建筑光环境
2）采光标准
建筑物理环境基础
天然光是人们习惯的光源，太阳能辐射最强烈的区段正是人眼感觉最灵敏的那部分波 长范围，而且人眼在天然光下有更高的灵敏度，所以天然采光的设计很重要。 《建筑采光设计标准》（GB/T50033－2001）规定，采光系数C是室内某一点直接或 间接接受天空慢射光所形成的照度与同一时间不受遮挡的该天空半球在室外水平面上产 生的天空慢射光照度之比。
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
4、建筑防热设计 任务：尽量减少热量传入室内， 并使室内热量尽快散发出去。 措施：围护结构隔热、自然通风 、窗户遮阳、绿化等。 ( 1）围护结构隔热设计 a、屋顶隔热 b、外墙隔热 (2）自然通风设计 a、热压和风压 b、自然通风设计 (3）窗口遮阳设计 a、绿化与构件遮阳 b、外遮阳 c、内遮阳
VII区 II区 VI区 III区
建筑气候区划图
V区 IV区
建筑热工设计分区
严寒地区
严寒地区 寒冷地区 严寒地区 寒冷地区
寒冷地区
夏热冬冷地区
温和地区 夏热冬暖地区
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
2、建筑保温设计
严寒与寒冷地区的民用建筑为了保证冬季室内的气温、湿度、气流速 度和室内热辐射在一定允许范围内，建筑围护结构内表面温度不低于室内 露点温度，必须进行建筑保温设计。 建筑保温就是减少由室内（高温）流向室外（低温）的热流。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
建筑热环境的主要内容有建筑保温、建筑防潮、建筑防热、建筑 中的太阳能利用等。通过合理的设计，以创造可持续发展的人居环 境。 1、建筑热环境基础 1）建筑传热学基础 传热的基本方式为传导、对流和辐射三种。 导热：温度不同的物体直接接触时而发生的热运动。 对流：指依靠流体各微团分子的宏观相对位移把热量由一处传递到 另一处的现象。 辐射：依靠物体表面向外发散热射线来传递能量的现象。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
建筑保温设计包括建筑方案设计中的保温综合处理和外围护结构保温构造设 计。 （1）建筑保温的综合处理措施 a、控制体形系数 同样体积建筑，外围护结构传热情况相同时，外围护结构的面积愈小，则传 出去的热量愈少。 体型系数(S)：即一栋建筑的外表面积Fo与其所包容体积（Vo）之比。 在建筑节能设计标准中规定。寒冷地区，多层居住建筑的体形系数以0.3或 0.3以下为宜。大于0.3则不利于节能。需增加围护结构热阻。夏热冬冷区，条 式建筑s值不大于0.35，点式建筑s值不大于0.40。
Q
Q
d
Ti Te F
Q ——— 总导热量，J或（w·h） F ——— 垂直于热流方向的平壁的表面积,㎡ τ ——— 导热时间,h λ ——— 材料的导热系数，W/(m·K)
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
导热系数λ：说明稳定导热条件下材料导热性能的重要指标。 物理意义：在稳定传热状态下当材料厚度为1m，而表面的温差为1℃时，在 一小时内通过1㎡截面积的热量。 a、气体导热系数最小：0.006～0.6 W/(m·K) 常温常压下空气为： 0.029 W/(m·K) b、液体的导热系数次之：0.07～0.7 W/(M·K) 水在常温常压下为：0.58 W/(m·K) c、金属导热性能最大：2.2～420 W/(M·K) 例：建筑钢材：58.2 W/(m·K) 绝大部分建筑材料λ 值均小于金属，介于0.03 ～ 3.5 W/(m·K)工程把 λ ≤0.3 W/(m·K) 的材料为保温材料。(如矿棉、泡沫塑料、珍珠岩、蛭石等) 各种材料或物质的导热系数大小与材质、材料干密度、材料含湿量有关，还 与当时环境的压力、温度有关。 传热阻：热量通过平壁时遇到的阻力，是平壁抵抗热量通过的能力。符号为 R,单位㎡·K/W , d
2.1建筑热环境
b、合理布置建筑朝向 南向或南偏东150或南偏西150 c、合理选择窗墙面积比 北向≤0.2，南向≤0.35， 东、西向≤0.25 （2）建筑围护结构保温设计 a、最小传热阻 b、围护结构主体部位保温构造 c、围护结构异常部位的保温构造
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
3、建筑防潮设计 (1）建筑物受潮的危害： a、外围护结构结构受潮，会降低保温能 力； b、降低结构的使用质量和耐久性； c、影响室内的卫生状况。 (2）围护结构内部冷凝受潮判断 Ps<P时，出现冷凝 3）围护结构表面结露的防止和控制 4）围护结构内部冷凝的防止和控制
第二章
建筑物理环境基础
建筑物理环境是指建筑室内空间与人体相关的各个物理要素 的总和，它包括建筑热环境、建筑声环境和建筑光环境三部分 内容。 建筑物理的主要思想是“以人为本”，体现建筑的功能要求 和建筑人文理念。为了达到这一目的，就不可避免地向自然环 境索取更多的能源，并向环境排放更多的废弃物和无序能量， 这就可能带来严重的环境问题，破坏人与环境的和谐关系。 1999.6.23，国际建协大会在北京召开，通过了《北京宪 章》，提出环境、可持续发展、能源危机等。 人类在满足自身需要的同时，不能剥夺后代满足他们需求的 权力，这就是“可持续发展”战略的主要思想。 为了保护环境，必须树立和增强环境意识，在城市规划和建 筑设计中，尽量利用自然条件改善建筑物理环境，采取先进的 科学技术措施，创建环保型节能建筑物和构筑物。
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
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。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
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。
寒冷地区
最冷月平均温度-10~0 C
夏热冬冷 地 区
最冷月平均温度0~10C， 最热月平均温度25~30 C 最冷月平均温度>10C，最 热月平均温度25~29C 最冷月平均温度0~13C， 最热月平均温度18~25C
夏热冬暖 地 区
温和地区
§3－5 建筑气候区划和建筑热工设计分区
I区
概
1、美观、功能合理：内部、外部 2、构成室内环境的其他因素：
述
室内环境质量
温湿度、声音、亮度、视觉环境等 3、人自身对室内环境质量的要求：
与疲劳感
被动性 ---- 久居兰室，不闻其香 主动性 ---- 将自然引入室内 4、室内环境设计的目的：舒适性（以人为本） 5、如何保障设计结果的实施：对室内各环境进行模拟测试及研究
2.1建筑热环境建筑物理环Fra bibliotek基础综合式
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。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
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。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
5、太阳能在建筑中应用 太阳能是地球上最主要的天然能源，也是永不枯竭的洁净可再生能源。 建筑能耗中，采暖、制冷、空调、热水大约占75%。 太阳能利用——是指太阳能的直接转化和利用，包括太阳能热利用和太阳能 光利用。 太阳能在建筑中应用常分为被动式和主动式。 (1）被动式太阳能建筑
2.1建筑热环境
(2）主动式太阳能热利用
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
(3）光伏发电系统与建筑一体化
建筑物理环境基础
零能建筑：常规能源消耗为零。 ▲太阳能光电屋顶，太阳能光电 幕墙－未来生态建筑的复合型 材料。 ▲现在的缺点：造价高，太阳能 电池的转换率低。 ▲各国的计划：美国－1997.6提 出“百万太阳能屋顶计划”－ 2010年 欧盟－1998提出在2010建成50 万套太阳能屋顶。
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
建筑得热： 1、通过墙和屋顶的太阳辐射得 热（热能从外表面——内表面 ——室内） 2、通过窗户的太阳直接辐射热 3、居住者人体散热 4、电灯与其它设备散热 5、采暖设备散热 建筑失热： 6、通过外围护结构的传导 和对流辐射向室外散热 7、空气渗透和通风带走热量 8、地面传热。 9、室内水分蒸发，带走的热量（潜热） 10、致冷设备吸热。
热环境舒适的条件：1+2+3+4+5=6+7+8+9+10
即热能平衡
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
对流 辐射
对流 辐射
吸热
导热
放热
导热
热空气
围护结构
冷空气
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
a、稳定传热 室内外空气温度都不随时间变化，通过维护结 构的传热过程称为稳定传热。 单层平壁导热： 条件：厚度为d，且宽高尺寸比厚度大得多 （即进行一维传热），设内、外表面温度为T i ， Te 均不随时间变化（稳定传热）。 1、公式：
2c S T
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
2）建筑热工设计分区
分 分区名称 主 要 指 标 严寒地区 最冷月平均温度≤-10 C 辅 助 指 标 日平均温度≤5 C的天数 ≥145天 日平均温度≤5 C的天 数90~145天 日平均温度≤5C的天数 0~90天，日平均温度≥25C 的天数为49~110天 日平均温度≥25 C 的天数 100~200 天 日平均温度≤5C 的天数 0~90 天 必须充分满足冬季保温要求， 一 般可不考虑夏季防热 应满足冬季保温要求， 部分地 区兼顾夏季防热 必须满足夏季防热要求， 适当 兼顾冬季保温 必须充分满足夏季防热要求， 一般可不考虑冬季保温 部分地区应考虑冬季保温， 一 般可不考虑夏季防热 区 指 标 设 计 要 求
发光强度是指光源所发出的光通量在空间的分布密度，及分布状况。 c、照度：符号： E，单位：lx(勒克斯)，表示被照面上的光通量密度。 d、亮度：符号：L，单位：cd/㎡,是发光体在视看方向上单位面积发出的发 光强度。
2.2建筑光环境
2）采光标准
建筑物理环境基础
天然光是人们习惯的光源，太阳能辐射最强烈的区段正是人眼感觉最灵敏的那部分波 长范围，而且人眼在天然光下有更高的灵敏度，所以天然采光的设计很重要。 《建筑采光设计标准》（GB/T50033－2001）规定，采光系数C是室内某一点直接或 间接接受天空慢射光所形成的照度与同一时间不受遮挡的该天空半球在室外水平面上产 生的天空慢射光照度之比。
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
4、建筑防热设计 任务：尽量减少热量传入室内， 并使室内热量尽快散发出去。 措施：围护结构隔热、自然通风 、窗户遮阳、绿化等。 ( 1）围护结构隔热设计 a、屋顶隔热 b、外墙隔热 (2）自然通风设计 a、热压和风压 b、自然通风设计 (3）窗口遮阳设计 a、绿化与构件遮阳 b、外遮阳 c、内遮阳
VII区 II区 VI区 III区
建筑气候区划图
V区 IV区
建筑热工设计分区
严寒地区
严寒地区 寒冷地区 严寒地区 寒冷地区
寒冷地区
夏热冬冷地区
温和地区 夏热冬暖地区
建筑物理环境基础
2.1建筑热环境
2、建筑保温设计
严寒与寒冷地区的民用建筑为了保证冬季室内的气温、湿度、气流速 度和室内热辐射在一定允许范围内，建筑围护结构内表面温度不低于室内 露点温度，必须进行建筑保温设计。 建筑保温就是减少由室内（高温）流向室外（低温）的热流。
2.1建筑热环境
建筑物理环境基础
建筑热环境的主要内容有建筑保温、建筑防潮、建筑防热、建筑 中的太阳能利用等。通过合理的设计，以创造可持续发展的人居环 境。 1、建筑热环境基础 1）建筑传热学基础 传热的基本方式为传导、对流和辐射三种。 导热：温度不同的物体直接接触时而发生的热运动。 对流：指依靠流体各微团分子的宏观相对位移把热量由一处传递到 另一处的现象。 辐射：依靠物体表面向外发散热射线来传递能量的现象。