建築物理(第3版)複習資料大全
內蒙古科技大學建築物理黃如波
建築熱工學
第1章:室內熱環境
第2章:建築的傳熱與傳溼
第3章:建築保溫與節能
第4章:建築隔熱與通風
第5章:建築熱照與遮陽
建築光學
第1章:建築光學基本知識
第2章:天然採光
第3章:建築照明
建築聲學
第1章:聲音的物理性質及人對聲音的物理感受
第2章:建築吸聲擴散反射建築隔聲
第3章:聲環境規劃與噪音控制
第4章:室內音質設計
建築熱工學
第一章:室內熱環境
1.室內熱環境的組成要素:室內氣溫、濕度、氣流、壁面熱輻射。
2.人體熱舒適的充分必要條件,人體得熱平衡是達到人體熱舒適的必要條件。人體按正常比例散熱是達到人體熱舒適的充分條件。
對流換熱約佔總散熱量的25%-30%,
輻射散熱量佔45%-50%,
蒸發散熱量佔25%-30%
3.影響人體熱感的因素為:空氣溫度 、空氣濕度 、氣流速度 、環境平均輻射溫度 、人體新陳代謝產熱率和人體衣著狀況。
4.室內熱環境的影響因素:
1)室外氣候因素
太陽輻射以太陽直射輻射照度、散射輻射照度及用兩者之和的太陽總輻射照度表示。水平面上太陽直射照度與太陽高度角、大氣透明度成正比關係。散射輻射照度與太陽高度角成正比,與大氣透明度成反比。
太陽總輻射受太陽高度角、大氣透明度、雲量、海拔高度和地理緯度等因素的影響。
空氣溫度地面與空氣的熱交換是空氣溫度公升降的直接原因,大氣的對流作用也以最強的方式影響氣溫,下墊面的狀況,海拔高度、地形地貌都對氣溫及其變化有一定影響。
空氣濕度指空氣中水蒸氣的含量。一年中相對濕度的大小和絕對濕度相反。
風地表增溫不同是引起大氣壓力差的主要原因
降水2)室內的影響因素:熱環境裝置的影響;其他裝置的影響;人體活動的影響
5.人體與周圍環境的換熱方式有對流、輻射和蒸發三種。
6.氣流速度對人體的對流換熱影響很大,至於人體是散熱還是得熱,則取決於空氣溫度的高低。
7.影響人體蒸發散熱的主要因素是作用於人體的氣流速度和環境的水蒸氣分壓力。
8..熱環境的綜合評價:
1)有效溫度:et 依據半裸的人與穿夏季薄衫的人在一定條件的環境中所反應的瞬時熱感覺作為決定各項因素綜合作用的評價標準。
2)熱應力指數: hsi 根據在給定的熱環境中作用於人體的外部熱應力、不同活動量下的新陳代謝產熱率及環境蒸發率等的理論計算而提出的。當已知環境的空氣溫度、空氣濕度、氣流速度和平均輻射溫度以及人體新陳代謝產熱率便可按相關線解圖求得熱應力指標。
3)預計熱感指數:pmv 人體蓄熱量是空氣溫度 、空氣相對濕度 、氣流速度和平均輻射溫度 4個環境引數及人體新陳代謝產熱率 、**平均溫度 、肌體蒸發率 、所著衣熱阻的函式。
9、城市區域氣候特點:
1)大氣透明度較小,削弱了太陽輻射;2)氣溫較高,形成「熱島效應」;3)風速減小,風向隨地而異;4)蒸發減弱、濕度變小;5)霧多、能見度差。
11.我國建築熱工設計氣候分割槽
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
12.被動式太陽能建築
原理:當太陽輻射熱透過日光室玻璃照射到牆面上時,牆面吸收熱能,溫度公升高,並通過對流方式將熱量傳給日光室內的空氣,使之溫度公升高,由上部開口流入室內;室內的低溫空氣由下部開口流進日光室,不斷迴圈流動的空氣提高了室內氣溫,從而改善了室內熱環境。
注意點:
1)日光室的朝向應選擇當地日照時間長,太陽輻射強烈的方位,一般以東南、南、西南向為宜;
2)日光室的玻璃應選擇熱光比大的玻璃,並應有較大的面積。這是因為玻璃是短波熱射線的透射體,而又是長波熱射線的非透射體,能阻擋日光室的熱量輻射外逸;
3)牆面對太陽輻射熱的吸收至關重要,表面一定要用對太陽輻射熱吸收係數大的材料;
4)上下通風口尺寸應適當,過大、過小都會影響採暖效果
5)在使用上,當一晚或無日輻射的時候,如日光室的氣溫低於室外氣溫,應關閉上下通風口,避免室內熱量的損失。
13.人感覺最適宜的相對濕度應為: 50~60%
14.決定氣候的主要因素:太陽輻射、大氣環流、地面
15.城市熱環境的特徵是:日輻射減少、高溫化、乾燥化、通風不良
第二章:建築的傳熱與傳溼
1.熱能傳遞的動力是溫度差
2.傳熱是指物體內部或物體與物體之間熱能轉移的現象。
3.導熱是由溫度不同的質點(分子、原子、自由電子)在熱運動中引起的熱能傳遞現象。
導熱係數:在穩定條件下,1m厚的物體,兩側表面溫差為1℃,1h內通過1㎡面積傳遞的熱量。
導熱係數的影響因素:材質的影響、材料幹密度的影響、材料含溼量的影響。
2、對流是由於溫度不同的各部分流體之間發生相對運動,互相摻合而傳遞熱能。
對流換熱的強弱主要取決於:層流邊界層內的換熱與流體運動發生的原因、流體運動狀況、流體與固體壁面溫度差、流體的物性、固體壁面的形狀、大小及位置等因素。
自然對流換熱受迫對流換熱
3、輻射熱射線的傳播過程叫做熱輻射,通過熱射線傳播熱能就稱為輻射傳熱。
輻射傳熱特點:
1)在輻射傳熱過程中伴隨著能量形式的轉化;
2)電磁波的傳播不需要任何中間介質;
3)凡是溫度高於絕對零度的一切物體,不論它們的溫度高低都在不間斷地想外輻射不同波長的電磁波,輻射傳熱是物體之間相互輻射的結果,不受溫度高低的影響。
凡能將輻射熱全部反射的物體稱為絕對白體,能全部吸收的稱為絕對黑體,能全部透過的則稱為絕對透明體或透熱體。吸收係數接近於1的物體近似地當作黑體。
單位時間內在物體單位表面積上輻射的波長從0到∞範圍的總能量,稱作物體的全輻射本領,通常用e表示,單位為w/㎡。單位時間內在物體單位表面積上輻射的某一波長的能量稱為單色輻射本領。
灰體: 輻射光譜曲線的形狀與黑體輻射光譜曲線的形狀相似,且單色輻射本領不僅小魚黑體同波長的單色輻射本領,兩者的比例為不大於1的常數。
選擇性輻射體:只能吸收和發射某些波長的輻射能,並且其單色輻射本領總小於同溫度黑體同波長的單色輻射本領。
4、封閉空氣間層的傳熱
特點 鋁箔貼在溫度高的一側的原因:減小間層表面的輻射係數,並防止間層內結露。
5.絕熱材料的導熱係數λ為小於0.3w/(m*k)
6.白色物體表面與黑色物體表面對於長波熱輻射的吸收能力
相差極小。
7.導熱係數的概念
導熱係數反映了整體材料的導熱能力,在數值上等於:當材料層單位厚度的溫差為1k時,在單位時間內通過1m2表面積的熱量。
8.傳熱的基本方式:導熱、對流、輻射
9.平壁的穩態傳熱
整個傳熱過程分為三個過程:平壁內表面吸熱,平壁材料層導熱,平壁外表面散熱。
ri——平壁內表面換熱阻 r——平壁導熱熱阻 re——平壁外表面換熱阻 m2*k/w
ro——平壁的總熱阻ro=ri+r+re ko——平壁的總傳熱系數ko=1/ro(w/(m2*k)
平壁的總熱阻越大,通過平壁的傳熱量就越少。
平壁的總熱阻和總傳熱系數是互為倒數的關係。ko表示平壁的總傳熱能力。
10.熱阻
r= 單位:m2*k/w
熱阻反應了壁體抵抗熱流通過的能力。
想要增加熱阻,可以加大平壁的厚度d,或選用導熱系數值小的材料。
多層復合壁體的總熱阻等於各層材料熱阻之和。
11.封閉空間層的傳熱
提高維護結構的保溫隔熱性能。是對流、導熱和輻射三種傳熱方式綜合作用的結果。
用於空氣層導熱性能差,冷表面附近的空氣下沉,進入自然對流狀態。
在有限封閉空間內空氣伴隨著導熱會產生自然對流換熱,對流換熱的強度與間層的厚度,位置,形狀等因素有關。
12.平壁週期性傳熱
外界熱作用隨時間呈週期性變化,稱為週期性傳熱。週期性傳熱是不穩定傳熱的一種特例。
13.簡諧熱作用:溫度隨時間呈正弦函式或余弦函式的規律變化。
14.半無限厚平壁在簡諧熱作用下的傳熱特徵:
1)平壁表面及內部任一點x處的溫度,都會出現和介質溫度週期z相同的簡諧波動。
2)從介質到壁體表面及內部,溫度波動的振幅逐漸減少,這種現象稱為溫度的衰減現象。
3)從介質到壁體表面及內部,溫度波動的相位逐漸向後推移,這種現象叫做溫度波動的相位延遲。
15.建築傳溼
濕空氣的概念:凡是含有水蒸氣的空氣就是濕空氣。
濕空氣的壓力等於幹空氣的分壓力和水蒸氣的分壓力之和。pw=pd+p
16.空氣的絕對濕度不能反映空氣的潮濕程度。
17.水蒸汽含量不變的濕空氣其溫度越高,其相對濕度越小 ;絕對濕度不變 。
18.相對濕度的定義
相對濕度指一定溫度及大氣壓下,空氣的絕對濕度f與同溫同壓下飽和蒸氣量fmax的比值。
19.維護結構的滲透強度
假設室內空氣的水蒸氣分壓力pi大於室外空氣的水蒸氣分壓力pe,水蒸氣從室內通過維護結構向室外滲透。其滲透強度:
——蒸汽滲透強度,g/(m2*h)
ho——維護結構的總蒸汽滲透阻,m2*h*pa/g
pi——室內空氣的水蒸氣分壓力,pa
pe——室外空氣的水蒸氣分壓力,pa
20.材料含溼量的影響
含溼量越大,水分所佔體積愈多。
材料的含溼量的增大必然使導熱系數值增大。
材料的生產、運輸、堆放、保管及施工過程對濕度的影響都必須予以重視。
第三章:建築保溫與節能
1、建築保溫的途徑:
1)建築體形的設計,應儘量減少外圍護結構的總面積。
2)圍護結構應具有足夠的保溫效能。
3)爭取良好的朝向和適當的建築物間距。
4)增強建築物的密閉性,防止冷風滲透的不利影響。
5)避免潮濕、防止壁內產生冷凝。
2.保溫設計的依據:
《民用建築節能設計標準》
《夏熱冬冷地區居住建築節能設計標準》
《公共建築節能設計標準》
3.圍護結構保溫設計計算(略)
4.圍護結構的經濟傳熱阻(略)
5.圍護結構平均傳熱系數的計算(略)
6、圍護結構保溫構造形式:
1)保溫、承重合二為一;
2)單設保溫層;
3)復合構造
7.夏季組織通風的主要方式是風壓通風 。
8.窗的保溫
1)提高窗的保溫效能
2)控制開窗面積
3)提高窗的氣密性,防止冷風滲透
4)提高窗戶冬季太陽輻射得熱
9.熱橋保溫
建築物理總結
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...
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