建筑物理复习笔记

建筑物理复习纲要第一篇建筑热工学任务：依建筑热工原理，论述通过规划和建筑设计的手段，有效地防护或利用室内外气候因素，合理地解决房屋的日照、保温、隔热、通风、防潮等问题，以创造良好的室内气候环境并提高围护结构的耐久性。

第 1.1 章室内外热环境室内热环境主要是由室内气温、湿度、气流及壁面热辐射等因素综合而成的室内微气候。

人体热平衡是达到热舒适的必要条件。

当达到热平衡状态时，对流换热约占总散热量的25%-30%，辐射散热量占45%-50%，呼吸和有感觉蒸发散热量占25%-30%时，人体才能达到热舒适状态，能达到这种适宜比例的环境便是人体热舒适的充分条件。

室外气候与建筑密切有关的气候要素：太阳辐射、气温、湿度、风、降水。

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建筑热工设计分区：严寒地区，充分满足冬季保温要求，加强建筑物的防寒措施。

寒冷地区，冬季保温，部分地区兼顾夏季放热。

夏热冬冷地区：夏季放热，适当兼顾冬季保温。

夏热冬暖地区，充分满足夏季放热要求，一般不考虑冬季保温。

温和地区，部分地区考虑冬季保温，一般不考虑夏季放热。

第 1.2 章建筑的传热与传湿传热是指物体内部或者物体与物体之间热能转移的现象。

基本方式：导热、对流和辐射。

1、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，Im厚的物体，两侧表面温差为1C, Ih内通过1怦面积传递的热量。

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O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/m2。

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导热：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：当材料层单位厚度的温度差为1K时，在单位时间内通过1m2表面积的热量。

依据实验可知:式中Q——棒的导热tt(W)：F----- 棒的截面积<m2);T1 ,T2——分别为棒两端的温度(KhI---- 棒长(Tn)；λ------ 导热系数(W∕(m^K>)a不同材料的导热系数差别很大，工程上常把导热系数小于0.3W∕(m. K)的材料称为绝热材料，作保温隔热只用。

热阻：热流通过壁体时遇到的阻力，反映了壁体抵抗热流通过的能力。

-e^^d对于多层复合壁体，R = R1 + R2 + ..... Rn;对流：由于温度不同的各部分流体之间相对运动、互相掺和而传递热能。

平壁的稳态传热室内、外热环境通过围护结构进行的热量交换过程，包含导热、对流及辐射方式的换热，是一种复杂的换热过程。

平壁内表面吸热qi= α i(ti - θ i)内表面换热系数α i 平壁材料层导热q λ =( θ i - θ e)∕R平壁外表面散热qe= αe ( θe -te)平壁外表面换热系数材料蓄热系数：物体表面热流波动的振幅与温度波动振幅的比值。

物理意义在于，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，即在同样的热作用下，材料蓄热系数越大，其表面温度波动振幅越小；反之，材料蓄热系数越小，则其表面温度波动越大。

牛=叭=gQ"Z K1÷K + R J平壁总热阻计算Ro = Ri + R + Re平壁的周期性传热蓄热系数：物体表面热流波动的振幅与温度波动振幅的比值。

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，即在同样热作用下，材料蓄热系数越大，其表面温度波动越小；反之，材料蓄热系数越小，则其表面温度波动越大。

材料热惰性指标：围护结构在谐波热作用下反抗温度波动的能力。

建筑传湿绝对湿度：单位容积空气中水蒸气的重量。

相对湿度：一定的温度及大气压力下，空气的绝对湿度与同温同压下饱和蒸汽量之比。

温度越高，饱和蒸汽压越大。

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%寸所对应的湿度，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。

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。

第1.3章建筑保温与节能建筑设计人员在处理建筑保温与节能问题时，应遵循综合处理的基本原则：充分利用太阳能；防止冷风不利影响；选择合理的建筑体型和布局；房间的热特性应适合使用性质；选择合理的供热系统等。

建筑保温途径：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。

设置集中采暖设备的建筑，其围护结构的保温性能应满足围护结构最小传热阻的要求。

最小传热阻是依据室内计算温度与围护结构内表面温度的允许温差决定的。

窗的保温，热桥的保温，外墙交角的保温，地面保温5、防止和控制冷凝的措施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。

第 1.4 章建筑的隔热与通风夏季室内过热的原因1. 室外较高的气温通过室内、外空气对流将大量的热量传入室内2. 太阳辐射热透过窗户直接进入室内3. 外来长波辐射透过窗户传入室内4. 通过维护结构传入热量5. 室内生产、生活及设备产生的余热建筑放热的途径1. 减弱室外热作用2. 窗口遮阳3. 维护结构的隔热与散热4. 合理地组织自然通风5. 尽量减弱室内余热隔热设计标准：房间在自然通风情况下，建筑物的屋顶和东、西外墙的内表面最高温度，应满足围护结构的内表面温度《= 夏季室外计算温度最高值。

内表面温度的高低直接反映了围护结构的隔热性能；同时，内表面温度直接与室内平均辐射温度相联系。

屋顶隔热：1. 采用浅色外饰面，减小当量温度2. 提高屋顶自身的隔热性能3. 通风隔热屋顶4. 种植隔热屋顶5. 水隔热屋顶建筑日照与遮阳阳光直接照射到物体表面的现象，称为日照。

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。

正午时的太阳高度角，hs = 90 - | Φ- δ|固定式外遮阳1. 水平式遮阳有效地遮挡太阳高度角较大、从窗口前上方投射下来的直射阳光。

北回归线以北地区，适合南向窗口；以南地区即可用于南向窗口，也可用于北向窗口。

2. 垂直式遮阳有效地遮挡太阳高度角较小、从窗侧向斜射过来的直射阳光，主要用于北向、东北向和西北向附近的窗口。

3. 综合式遮阳能够有效地遮挡从窗前侧向斜射下来的、中等大小太阳高度角的直射阳光，主要用于东南向或西南向附近窗口。

4. 挡板式遮阳有效地遮挡从窗正前方射来、太阳高度角较小的直射阳光，主要用于东向、西向附近窗口。

建筑光学篇 建筑光学基本知识1、 能够引起人视觉感觉的电磁辐射波长范围为380-780nm2、 光谱视效率：人眼观看同样功率的辐射，在不同波长时感觉到的明亮程度不一样，人眼的这种特性常用光谱光 视效率，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。

人眼对黄绿光最为敏感（3、 视野范围（视场）水平面 180 °,垂直面130°，上方为60 °,下方为70° 5、光通量： 人眼对光的感觉量，单位Im :&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，单位 Cd 。

9、 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，单位 lx=1lm∕1m 2.10、 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与它至光源距离r 的平方成反比，公式： E=I∕r2 CoS i11、 亮度：单位投影面积的发光强度，单位 cd∕m2, 1sb=104 cd∕m2.12、 定向反射和透射定向反射：光线入射角等于反射角；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 13、 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。