建筑物理知识点

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，人体的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。

13.人感觉最适宜的相对湿度应为:5０~6０%

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与物体之间热能转移的现象。

３.导热是由温度不同的质点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。

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,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。

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

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λ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: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，平壁材料层导热,平壁外表面散热。Ｋｏ表示平壁的总传热能力。

1０．蓄热系数:表示材料蓄热能力的大小。某一匀质半无限厚物体表面热流波动振幅与温度波动的比值。蓄热系数越大表示波动越小，热稳定性越好。也越迟钝。

1１．热惰性指标：表示围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标,其值等于材料层热阻与蓄热系数的乘积。

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。

16.空气的绝对湿度不能反映空气的潮湿程度。

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.露点温度：相对湿度达到100%时的温度

20．结露：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。

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》

最小传热阻:《民用建筑热工设计规范》围护结构与单位面积的建造费用(初次投资的折旧费)

与使用费用（由围护结构单位面积分摊的采暖运行费和设备折旧费）之和达到最小值时的传热阻。

n为温差修正系数:正在采暖工程设计中,经常会遇到采暖房间和不采暖房间相邻的情况。由于和不采暖房间相邻会加大该采暖房间的热损失。这部分负荷的正确计算,将对采暖设计的合理性起到一定的影响。在工业企业采暖通风和空气调节设计规范(TJ１9-75)中对这种情况下的耗热量作了用“温差修正系数a”来计算的规定,

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（内,外,夹芯)

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

热桥：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部分低。

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。

措施：

外保温:外侧覆盖保温材料，热桥不明显

内保温和夹芯保温：内墙加强保温。

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)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

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；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,

①设置通风间层或泄汽沟道。②墙体外侧设保温层。③墙体内侧设隔汽层。

10. 围护结构传热异常部位是指窗户、冷桥、外墙交角

11. 热压形成风的条件是温差、高差

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：水平面1８0°，垂直面130°,上方为6０°,下方为70°

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。

４.光通量：人眼对光的感觉量

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。

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。

照度与发光强度成正比,与距光源距离成反比。

亮度:单位投影面积上的发光强度。视网膜上物像的照度是和发光体在视线方向的投影面积Acosα成反比，以发光体朝视线方向的发光强度成正比。

5.太阳辐射的可见光，其波长范围是380——780nm．

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.反射、吸收和透射光通量与人射光通量之比，分别称为光反射比、光吸收比和光透射比。

8.规则反射: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

规则透射：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。

９．扩散反射和透射人

半透明材料使入射光线发生扩散透射，表面粗糙的不透明材料使人射光线发生扩散反射，将光线分散在更大的立体角范围内。

这类材料又可按它的扩散特性分为两种:漫射材料,混合反射与混合透射材料。

1０．可见度就是人眼辨认物体存在或形状的难易程度。在室内应用时,以标准观

察条件下恰可感知的标准视标的对比或大小定义。在室外应用时,以人眼恰可看

到标准且标的距离定义，故常称为能见度。一个物体之所以能够被看见，它要有一定的亮度、大小和亮度对比,并且识别时间和眩光也会影响这种看清楚程度。

人们能看见的最低亮度（称“最低亮度阀”)，仅103ａsh。

11. 亮度对地即观看对象和其背景之间的亮度差异，差异愈大，可见度愈高。

12. 识别时间：眼睛观看物体时,只有当该物体发出足够的光能，形成一定刺激,才能产生视觉感觉。在一定条件下，亮度x时间=常数(邦森一罗斯科定律）,也就是说,呈现时间越短,越需要更高的亮度才能引起视感觉。

13. 眩光:在视野中由于亮度的分布或亮度范围不适宜,或存在着极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标能力的视觉现象。

第二章:天然采光

1.光气候:由太阳直射光、天空扩散光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1Ｖλ，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照度和天空扩散光两部分组成。

８.采光系数：在室内给定平面上的某一点由全阴天天空漫射光所产生的照度与同一时间、同一地点，在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度的比值。

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。

建筑声学

第一章：声音的物理性质及人对声音的物理感受

1. 声音:声音是有物体振动产生的。产生声音的物体叫声源

（１）点声源:与声源的距离每增加1倍,声压级降低6dB

(2)线声源：无限长线声源-距离每增加１倍，声压级降低3dＢ。有限长线声源－-距离较近每增加１倍，声压级降低3dＢ;距离较远，每增加1倍，声压级降低6dB

（3)面声源:距离较近，没有衰减;距离较远，降低3~6ｄB

2. 声场:声音存在的空间。

3. 人耳听到的声音:20－2００00

4. 波阵面：某一时刻，波动所到达形成的包迹面。

球面（点声源传播的波阵面) 柱面（线声源)面（面声源)

6. 声功率:声源在单位时间内向外辐射的声音能量Ｗ,单位瓦

声强:在声波传播过程中,每单位面积波阵面上通过的声功率

声压:空气质点由于声波作用而产生振动时所引起的大气压力起伏。

7．混响时间:声源停止发声后,室内的声能立刻开始衰减，声音自稳态声压级衰减60dＢ

所经历的时间。

9. 基音、基频、谐音、谐频

一般的声音都是由发音体发出的一系列频率、振幅各不相同的振动复合而成的。这些振动中有一个频率最低的振动,由它发出的音就是基音

基音的频率即为基频

基音以外的声音为谐音,谐音的频率为谐频。

10. 声压级，为什么用声压级来计算声音的大小

给定声压与参考声压之比的以10为底的对数乘以20,以分贝计。称为声压级。声压级以符号SPL表示,其定义为将待测声压有效值p(e)与参考声压p(reｆ)的比值取常用对数，再乘以20。其单位是分贝(dB）。

在空气中参考声压p(ｒef）一般取为２*10E－5帕，这个数值是正常人耳对1千赫声音刚刚能觉察其存在的声压值，也就是１千赫声音的可听阈声压。

人耳对声音变化的反应不是线性的，而是接近于对数关系，所以对声音的计量用对数标度比较方便。

11. 声音的强弱叫做响度。响度是感觉判断的声音强弱，即声音响亮的程度,根据它可以把声音排成由轻到响的序列。响度的大小主要依赖于声强，也与声音的频率有关。

12. 声波的反射，折射:声波在传播过程中遇到介质密度变化时,会有声音的反射

13. 声波的射:当声波在传播过程中遇到障些或建筑部件（如端角、梁、柱等)时,如果障壁或部件的尺度比声波波长大，则其背后将出现“声影”,然而也会出现声音绕过障壁边缘进入“声影”的现象,这就是声衍射。

22. 吸收: 在声音的传播过程中,由于振动质点的摩擦，将一部分声能转化成热能，称为声吸收吸收是把透射包括在内，也就是声波入射到围蔽结构上不再返回该空间的声能损失23.透射: 声音入射到建筑材料或构件时还有一部分能量穿过材料或建筑部件传播到另一侧空间去。材料或构件的透射能力是用透射系数来衡量的。是指被透过的声能与入射声能之比。

20. 驻波概念: 当两列频率的波在同一直线上相向传播时将形成“驻波”。驻波是注定的声压起伏,它是由两列在相反方向上传播同频率、同振幅的声波相互叠加而形成。

21. 驻波形成条件: 当单频率平面波在两平行界面之间垂直传播，两个反射面上都满足声压为极大值(位移为零)。

25. 时差效应(哈斯）直达声到达后5０ｍs以内到达的反射声会加强直达声。直达声到达后５0ms后到达的“强”反射声会产生“回声”。

26. 双耳听闻效应（听觉定位）：听觉定位特性是由双耳听闻而得到的，由声源发出的声波到达两耳，可以产生时间差和强度差。人耳对生源方位的辨别在水平方向比竖直方向要好。人耳辨别方向相当准确，辨别远近的效果较差。

27. 掩蔽:人的听觉系统能够分辨同时存在的几个声音，但若其中某个声音的声压级明显增大,别的声音就难以听清甚至听不到了。

28. 暂时性听阈偏移:短时间暴露在高噪声环境

第二章:建筑吸声扩散反射建筑隔声

1．建筑吸声:声波在媒质传播过程中使声能产生衰减的现象叫建筑吸声。

2.吸声材料：(1)多孔吸声材料:纤维材料、泡沫材料和颗粒材料。（２)共振吸声材料：共振器、薄膜共振吸声结构、穿孔板吸声结构。（3)特殊吸声材料：空间吸声体、吸声尖劈等。

５．影响材料吸声系数的因素:（１)声波的入射条件(２）与频率f有关(3）材料的孔隙率（4)空气的流阻(5）材料的厚度（6)材料背后的条件(7)饰面影响

第三章:声环境规划与噪音控制

1. 城市噪声控制城市噪声来源广泛,包括交通噪声、工厂噪声、施工噪声以及各种会生活噪声等。

城市环境噪声控制问题涉及的范围也非常广泛，包括：

(1) 城市噪声管理与噪声控制法规通过制定噪声控制法规来保证噪声标准的实施。

(2) 从城市规划、总体布局方面消除或减轻噪声的影响,如：１)控制城市人口；2)建立合理的城市功能分区: 城市规划时，为了噪声控制，首先将机场和重工业区布置在城市外边缘区域，然后布置铁路、高速公路等,接着依次可布置一般的中小型工业区、商业区和居住区，并在中小型丁业区和商业区之间布置城市环道,在商业区和居住区之间设置开阔地带或绿化带,以进一步降噪声对居住区的影响。

(3) 进行道路交通控制道路交通噪声是城市环境噪声的主要来源。控制办法主要有改善道路设施,加强管理,如限制车速、限制重型车辆进入市区的时间等,以及注意道路两侧建筑的功能分区布置,必要时可设置隔声屏障。

3. 城市噪声的来源道路交通噪声、建筑施工噪声、工业生产噪声及社会生活噪声。

2. 减少城市噪声措施:（１）与噪声源保持距离

（２）屏障阻挡

(3)绿化吸声

（４)降噪路面

第三章：室内音质设计

室内音质评价客观标准:１）声压级及声场不均匀度2)混响时间及频率特性3)声脉冲响应分析，4。方向性扩散5.背景噪声

主观:无声缺陷，合适的响度，较高的清晰度和明晰度,优美的音质。