人與物理環境（聲、光、熱）
城市區域熱環境
熱島效應：由於城市的「人為熱」及下墊面向地面附近大氣層散發熱量比郊區多，氣溫也比郊區高，且由市中心向郊區逐漸降低。
城市區域光環境
光汙染：玻璃幕牆、霓虹燈
城市區域聲環境
城市雜訊：高架路、機場、火車
第一篇建築熱工學
1.1 室內外熱環境
建築熱環境是研究人們在建築空間中的熱舒適問題，以採取合理有效的技術措施改善建築熱環境，滿足人們的熱舒適要求，並達到節能降耗的目的。
建築熱工學的任務
（1）如何通過建築物和規劃上的手段有效防護或利用室內外氣候因素，合理解決房屋的日照、保溫、防熱、防潮等問題；
（2）如何配備適當的裝置進行人工調節（如採暖、空調等3）如何創造和完善裝配房屋的建築構件，以創造好室內熱環
境並提高圍護結構的耐久性。
1.1.1 人與室內熱環境
人體的熱平衡 △q=qm±qc±qr﹣qw
達到人體熱平衡的充分必要條件
1.1.2 影響室內熱環境的因素
1、室內氣候因素
建築物基地的各種氣候因素，通過建築物的圍護結構、門窗等影響室內的氣候條件。
與建築密切相關的氣候因素有：
（1）太陽輻射
太陽輻射是房屋外部的主要熱源：到達地面的太陽輻射又可分為：直接輻射和散射輻射。
影響太陽輻射強度的因素：太陽高度角、大氣透明度、地理緯度、雲量和海拔高度等。
（2）空氣溫度
氣溫：指空氣的溫度。一般氣象學上所指氣溫是距地面1.5m高處的空氣溫度。
影響氣溫的主要因素：入射到地面上的太陽輻射熱量；地形與地表面的覆蓋以及大氣環流的熱交換作用等。其中太陽輻射起決定作用。
氣溫變化：四季變化（年變化）、日變化和隨地理緯度的變化。
（3）空氣濕度（絕對濕度與相對濕度）—表示大氣濕潤程度。一般用相對濕度表示。
相對濕度的日變化通常與氣溫的日變化相反：
我國各地的相對濕度：
受海洋氣候影響，南方大部分地區相對濕度一年內夏季最大，秋季最小；華南和東南沿海一帶因春季海洋氣團入侵，且此時溫度還不高，形成較大相對濕度，大約以3-5月為最大，秋季最小，南方地區在夏季之交氣候潮濕，室內地面常出現泛潮現象。
（4）風 （風玫瑰圖及我國主導風向）
風玫瑰圖是以「玫瑰花」形式表示各方向上氣流狀況重複率的統計圖形，所用的資料可以是一月內的或一年內的，但通常採用乙個地區多年的平均統計資料，其型別一般有風向玫瑰圖和風速玫瑰圖。風向玫瑰圖又稱風頻圖，是將風向分為8個或16個方位，在各方向線上按各方向風的出現頻率，擷取相應的長度，將相鄰方向線上的截點用直線聯結的閉合折線圖形。
（5）降水
2、室外氣候因素
1.1.3 中國建築熱工設計分割槽與改善室內熱環境的途徑
1、建築熱工設計分割槽
我國幅員遼闊，地形複雜，為適應不同的氣候條件，我國《民用建築熱工設計規範》從建築熱工設計的角度對各地氣候作如下劃分並提出相應的設計要求：
（1）嚴寒地區
（2）寒冷地區
（3）夏熱冬冷地區
（4）夏熱冬暖地區
（5）溫和地區
2、改善室內熱環境的建築途徑
（1）太陽輻射熱的利用與調節
1）視窗設計 2）透射體設計 3）被動式太陽能建築
（2）優化建築圍護結構熱工效能
（3）自然通風
（4）綠化
1.2 傳熱基本知識
1.2.1 傳熱方式
傳熱是物體內部或物體之間熱能轉移的現象。
基本方式包括：導熱、對流和輻射三種。
1．導熱—由溫度不同的質點在熱運動中引起的熱能傳遞現象。建築工程主要研究壁體材料的導熱。
（1）導熱係數—反映了材料的導熱能力。
（2）材料的導熱係數及其影響因素
1）材質的影響
不同材質具有不同的導熱係數，相差懸殊。
2）材料幹密度的影響
材料密實程度也對導熱係數具有影響。
3）材料含溼量的影響
不同狀態的物質導熱係數相差很大
2．對流
（1）自然對流換熱：本來溫度相同的流體，因其中某一部分受熱（或冷卻）而產生溫度差，形成對流運動，稱為「自然對流」。
（2）受迫對流換熱：因受外力作用（如風吹、幫浦壓等）迫使流體產生對流，稱為「受迫對流」。
工程上遇到的一般是流體流過乙個固體壁面時發生的熱量交換過程，稱為「對流換熱」，單純的對流換熱不存在，總伴隨有導熱發生。
3、輻射：輻射指依靠物體表面向外發射熱射線（能產生顯著效應的電磁波）來傳遞能量的現象。
自然界中凡溫度高於絕對零度（0k）的物體，都能發射輻射熱，同時，也不斷吸收其它物體投射來的輻射熱。
特點：輻射換熱時有能量轉化：熱能 --輻射能- 熱能參與換熱的物體無須接觸。
物體對輻射熱反射、吸收、透射能力有大小。
黑體和白體黑度及物體對輻射熱的吸收係數
實際傳熱過程：
例：冬季，室內通過外牆向室外傳熱是包含三種基本傳熱方式的複雜過程。如圖所示：
溫度場：
熱量傳遞的動力是溫度差，研究傳熱時必須知道物體的溫度分布。
物體內各點溫度不隨時間變化，稱為穩定溫度場；反之，則為不穩定溫度場。
在穩定溫度場內發生的熱量傳遞過程為穩定傳熱過程；在不穩定溫度場內發生的熱量傳遞過程為不穩定傳熱過程。
1.2.2 平壁的穩定傳熱
穩定傳熱是在傳熱過程中，我們研究的物體各點的溫度不隨時間而改變，即達到了乙個穩定狀態。
（1）平壁傳熱：指通過圍護結構材料傳熱。
經過單層平壁導熱
經過多層平壁導熱
平壁傳熱過程：壁體內表面吸熱平壁材料層導熱壁體外表面散熱
熱阻：在同樣溫差條件下，熱阻越大，通過材料層的熱量越少；增加熱阻的方法：加大平壁厚度或選用導熱係數小的材料.
導熱係數：反映了壁體材料的導熱能力；當材料層單位厚度的溫度差為1k時，在單位時間內通過1m^2表面積的熱量。
傳熱系數：當室內外空氣溫度差為1度（k，℃），在單位時間內通過平壁單位面積所傳出的熱量
熱惰性指標
表示圍護結構在諧波熱作用下反抗溫度波動的能力。
表徵圍護結構反抗溫度波動和熱流波動能力的無量綱指標，其值等於材料層熱阻與蓄熱係數的乘積。 熱惰性指標d值，是表徵圍護結構對週期性溫度波在其內部衰減快慢程度的乙個無量綱指標，單層結構d = r·s；多層結構d = ∑(r·s)。式中r為結構層的熱阻，s為相應材料層的蓄熱係數，d值愈大，週期性溫度波在其內部的衰減愈快，圍護結構的熱穩定性愈好。
（2）平壁的總傳熱阻
物理意義：表示熱量從平壁一側空間傳到另一側空間時所受到的總阻力。單位：
經過多層平壁導熱：
設三層材料組成多層壁（如圖7-3），各材料層之間緊密配合，各層厚為d1 、d2 、d3 ，導熱係數分別為1 、 2 、 3 ，平壁內、外溫度為i 、 e （設i > e , 且均不隨時間變化），可用 2 、 3 表示層間接觸面的溫度。
穩定導熱條件下有
（2）封閉空氣間層傳熱—垂直空氣間層和水平空氣間層，不
同構造對間層導熱能力的影響。
（3）平壁總熱阻的計算
1）內表面換熱阻
2）外表面換熱阻
3）壁體傳熱阻
單一材料層的熱阻
多層勻質材料層的熱阻
組合材料傳熱阻
例題 (勻質材料層見p40頁例1。2－1，－2） 試計算某屋頂結構的熱阻（夏）
1、由附錄4查各種材料的導熱係數
鋼筋混凝土：=1.74 (w/mk) 加氣混凝土：=0.19 (w/mk)
水泥砂漿： =0.93 (w/mk) 油氈防水層： =0.17 (w/mk)
注意：不使用書中的單位，全部採用國際單位。
2、求各層熱阻
(1)鋼筋混凝土空心板熱阻r空：
取計算單元，沿垂直熱流方向分三層計算。
r1=r3=0.035/1.74=0.02 (m2k/w)
空氣間層由空氣層、鋼筋混凝土、填縫組成。
空氣間層熱阻0.12 (m2k/w),
鋼筋混凝土熱阻0.13/1.74=0.075 (m2k/w)
砂漿部分熱阻 0.13/0.93=0.140 (m2k/w)
r空=0.02+0.11+0.02=0.15 (m2k/w)
（2）加氣混凝土保溫層熱阻 r氣砼=0.08/0.19=0.421 (m2k/w)
（3）水泥砂漿抹平層熱阻 r砂漿=0.02/0.93=0.022 (m2k/w)
（4）油氈防水層熱阻r油氈=0.01/0.17=0.059 (m2k/w
3．屋頂結構總熱阻
內表面熱轉移阻 ri=0.11 (m2k/w)
外表面轉移阻 re=0.05 (m2k/w)
總熱阻r=0.11+0.15+0.421+0.022+0.059+0.05=0.812 (m2k/w)
1.2.3 平壁的週期性傳熱
實際上，圍護結構所受到的環境熱作用，不論是室內或室外，都在隨時間變化，因此，圍護結構內部的溫度和通過圍護結構的熱流量也必然隨時間發生變化。這種傳熱過程叫不穩定傳熱。若外界熱作用隨著時間呈現週期性的變化，則出現週期性不穩定傳熱。
在建築熱工中研究的變化熱作用，都帶有一定的週期波動性，如室外氣溫和太陽輻射熱的晝夜、小時變化，在一段時間內可以近似地看作每天出現重複性的週期變化；冬天當採用間歇採暖時，室內氣溫也會引起週期性的波動。
材料蓄熱係數(s)
在建築熱工學中，把半無限厚物體表層熱流動波動的振幅和溫度波動振幅的比值稱為物體在諧波熱作用下的材料蓄熱係數
建築材料在週期性波動的熱作用下，均有蓄存熱量或放出熱量的能力，藉以調動材料層表面溫度的波動。
建築物理實驗總結
而且與其構造，材料含溼狀態，砌築砂漿效能和砌築質量有關，因此要評價一幢建築物的熱工效能時，通常採用實測手段，而丟維護結構傳熱系數測定則是主要內容之一。紅外線熱成像基本原理 任何物體都會四方出紅外線，紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量。分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件...
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