建筑物理复习笔记2.docx

建筑热工篇第一章 室内热环境1、人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种。2、热舒适是指人们对所处室内气候环境的满意程度。3、热舒适的必要条件，人体内产生的热量与向环境散发的热量相等，即保持人体的热平衡。关系式：4、室内热环境主要由室内气温、湿度、气流及壁面热辐射等因素综合而成的。5、人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种。6、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。7、热环境的综合评价： 1）有效温度： 2）热应力指数：3）预测热感指数：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。8、室内热环境的影响因素： 1）室外气候因素 与建筑密切有关的的气候要素有：太阳辐射、气温、湿度、风、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；人体活动的影响散射辐射照度与太阳高度角成正比，与大气透明度成反比。日照百分率：实际日照时数与可照时数的比值空气湿度：指空气中水蒸气的含量，通常以绝对湿度和相对湿度来表示。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。热岛效应：在城市由于人群，建筑密集，建筑物、道路蓄热，向地面处散发大量的热，且空气流动不畅，使城市区域气温不同程度高于郊区的现象。10、建筑热工设计分区：严寒地区：满足冬季保温，一般不考虑夏季放热。寒冷地区：满足冬季保温，部分地区兼顾夏季防热。夏热冬冷地区：必须满足夏季防热，适当兼顾冬季保温。夏热冬暖地区：必须满足夏季防热要求，一般不考虑冬季保温。温和地区：部分地区考虑冬季保温，一般不考虑夏季防热。第二章 传热基本知识传热是指物体内部或者物体与物体之间热能转移的现象。其方式主要有：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，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。热流强度：在单位面积，单位时间内透过该壁体的导热量，称为热流强度。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。平壁的稳态传热平壁：不仅是指平直的的墙体，还包括地板、平屋顶及曲率半径较大的穹顶、拱顶等结构。平壁内表面吸热公式热流强度：换热强度：半无限厚平壁：一侧由一个平面所限制，另一侧延伸到无限远处，不能确定其厚度的壁体称为半无限厚平壁。传热特点:1)平壁表面及内部任一点X处的温度，都会出现和介质温度周期Z相同的简谐波动。2）从介质到壁体表面及内部，温度波动的振幅逐渐减少3）从介质到壁体表面及内部，温度波动的相位逐渐向后推延。露点温度：某一状态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%时所对应的温度，成为该状态下空气的露点温度。相对湿度：一定温度一定大气压下湿空气的绝对湿度f与同温同压下的饱和蒸汽量的百分比。绝对湿度：单位容积空气所含水蒸气的重量称为空气的绝对湿度。冷凝：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。人体蒸发散热量：人体通过呼吸或皮肤表面出汗蒸发而散发的热量。人体对流换热量：人体与周围空气通过对流方式交换的热量。人体辐射换热量：人体与周围环境各表面通过辐射方式交换的热量。第三章 建筑保温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、围护结构最小阻热设计的依据：3、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。内保温：保温层在承重层内侧的保温方式外保温：保温层在承重层外侧的保温方式。夹心保温：保温层布置在两个结构层中间的保温形式。稳定传热：所研究的物体或体系，在传热过程中各点温度都不随时间变化。实体材料热阻：将实体材料厚度与其导热系数的比值。外保温优点：1）称重材料密实，热容量很大，房间的热稳定性好。2）能有效的防止热桥的产生。3）保护主体结构。4）施工时对室内的使用影响不大。窗的保温措施1） 提高窗的保温性能。2）控制各向墙面的开窗面积。3）提高窗的气密性，减少冷风渗透。4）提高窗户冬季太阳辐射得热。窗墙面积比：是表示窗洞口面积与房间立面单元面积比值。热桥：建筑热工学中，形象地将这类容易传热的构件或部分称为“热桥”。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。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。第四章 建筑防热1、建筑防热的途径：减弱室外热作用；窗口遮阳；围护结构的隔热与散热；合理地组织自然通风；尽量减少室内余热。2、围护结构三种热作用：1）太阳辐射热作用。2)室外空气的传热。3）围护结构吸热后，向外辐射热量。3、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；4、自然通风两个要素：风压和热压自然通风的组织： 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）建筑的布置与剖面设计。3）门窗的位置和尺寸。4）门窗的开启方式。5）设置导风板。 第五章 建筑日照与遮阳日照的作用：1）引起光合作用，促进生物体新陈代谢。2）良好的天然杀菌作用。3）有良好的取暖和干燥作用。4）光影增加建筑物的立体感，使建筑更有艺术风采。5）节省照明。缺点：1）使室内过热，恶化室内热环境。2）产生眩光降低工作效率，造成事故。3）使物品褪色，变质，损坏，还有可能爆炸。1、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。2、遮阳形式及适用朝向 水平式遮阳：太阳高度角大，窗口前上方投射光线，在北回归线以北地区适用于南向附近窗口；在北回归线以南地区既适用于南向窗口又可用于北向窗口。 垂直式遮阳：窗侧向斜射，太阳高度角小，适用于北向、东北向和西北向附近的窗口 综合式遮阳：太阳高度角适中，窗前侧向斜射，适用于东南向或西南向附近窗口，适应范围较大 挡板式遮阳：窗口正前面方，太阳高度角小，适用于东向、西向附近窗口3、遮阳设施构造设计要点 1）遮阳的板面组合与构造：用不同的板面组合以便选择对采光、通风、视野、立面造型和构造等要求都更加有利的形式。 2）遮阳板的安装位置：安装位置对防热和通风的影响很大。 3）材料与颜色：多采用坚固耐久的轻质材料；轻便、灵活；外表面颜色宜浅，以减少对太阳辐射热的吸收，内表面则应稍暗，以避免产生炫光，并希望材料的辐射系数较小。建筑光学篇第一章 建筑光学基本识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：表示波长和波长的单色辐射，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。3、视野范围（视场）水平面180，垂直面130，上方为60，下方为704、普尔钦效应：在不同的光亮条件下，人眼感受性不同的现象。5、光通量： 人眼对光的感觉量 公式：6、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。7、发光效率：单位辐射通量产生的光通量。8、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。公式：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。公式：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I成正比，与它至光源距离r的平方成反比，公式：11、亮度：视网膜上物像的照度是和发光体在视线方向的投影面积Acos成反比，以发光体朝视线方向的发光强度成正比，公式：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。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。光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面、釉瓷砖。可见度：人眼辨认物体存在或形状的难易程度。14、 视度：看物体的清楚程度，影响因素：适当的亮度、物件尺寸、对比、识别时间、避免炫光15、 眩光：在视野中由于亮度的分布或亮度的范围不适宜，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。影响程度分：失能眩光，不舒适眩光形成过程：直接眩光，反射眩光眩光包括：直接眩光，反射眩光，光幕反射。防止眩光：作业区应减少或避免直射阳光；工作人员的视觉背景不宜为窗口；可采取室内外遮挡设施来减少窗亮度或减少窗的视域；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第二章 天然采光1、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。2、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3、晴天的地面照度由太阳照度和天空扩散光两部分组成。4、采光系数：室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度和同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上有全阴天天空漫射光所产生的照度的比值，公式：5、采光系数标准值临界照度：室内完全利用天然光进行工作时的室外天然光最低照度。我国规定为5000lx。四川、贵州4000lx。9、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。10、采光口：在房屋的外围护结构上开各种形式的洞口，装上各种透光材料，这些洞口称为采光口。侧窗 缺点：照度不均匀；优点：构造简单，不受建筑物层数限制，布置方便，造价低廉，光线具有明确方向性。虽可用提高窗位置方法解决室内照度不均的问题，但受建筑物层高的限制。这种窗只能保证有限进深的采光要求。一般进深不超过窗高的1.5-3倍。天窗矩形天窗 天窗架+窗扇 课避免单侧窗照度变化大的缺点，使照度均匀。窗口位置高，一般处于视野范围外，不易形成眩光和受外面物体的遮挡。锯齿形天窗 由于倾斜顶棚的反光，采光效率比纵向矩形天窗高，当采光系数相同时，锯齿形天窗的玻璃面积比纵向天窗少15%-20%。平天窗 优点：采光效率高，面积大；缺点：积尘，易产生眩光。种类：采光天棚（中庭、市场、体育馆、温室）接近自然的全天侯室内空间；板式、条式；采光罩日光斗 屋顶向阳的垂直天窗，适于温带及高纬度地区，冬季比夏季可接受更多光线，可控制眩光。第三章 人工光源1、人工光源： 热辐射光源：当金属被加热到1000K以上时，就发出可见光，温度越高，可见光在总辐射中所占比例越大，这一原理制造的光源就称为热辐射光源。白炽灯：优点 体积小，易控光，工作环境温度范围较大，结构简单，价格便宜，使用方便；缺点 发光效率低，灯丝亮度高，散热量大，寿命短，受电压变化、机械振动影响大。气体放电光源：利用某些元素的原子被电子激发而发出可见光的光源。荧光灯：无荧光粉则为紫外线灯；通过启辉器、整流器、发出高压脉冲电流；上表面反射材料，下表面荧光粉。优点：发光效率高，发光表面亮度低，不易产生眩光，光色好，接近自然光色，寿命较长，灯管表面温度较低缺点：初期投资较大，冬天难启动，有频闪现象，有紫外线泄露，对无线电有干扰2、电光源主要性能指标： 光通量发光效率：灯的光通量与消耗的电功率之比寿命：以小时计算平均亮度：以cd/表示，普通白炽灯发光体为灯丝，乳白灯泡发光体为玻壳，荧光灯发光体为管壁灯的色表：灯光颜色给人直观感受（冷、暖、中间色）显色指数灯的启动、再启动时间受环境影响程度3、照明均匀度：企业工业室内作业区域采用一般照明是，给定平面上最小照度与平均照度之比，即为照度均匀度不宜小于0.704、减弱光幕反射的措施： 1）尽可能使用无光纸和不闪光墨水，使视觉作业和作业房间内的表面为无光泽的表面 2）减少来自干扰区的光，增加干扰区外的光，以减少光幕反射，增加有效照度 3）尽量使光线从侧面来，以减少光幕反射。5、消除频闪现象的措施：至少使用双管灯；将相邻两管接在不同相位上。6、学校教室光环境设计要求：1）整个教室应保持足够照度，且分布均匀，黑板上有足够照度； 2）合理安排教室环境的亮度分布，消除眩光，保持正常视力，减少视疲劳3） 较少投资、维护费用灯具：光源所需的灯罩及附件的总称。灯具分类：直接型，半直接型，漫射型，半间接型和间接型。照明：一般照明，分区一般照明，局部照明，混合照明。直接型灯具：指90-100的光通量向下半球照射的灯具。建筑声学篇波阵面：某一时刻，波动所到达形成的包迹面。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，I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。I=p2/pc声聚焦：凹曲面对声波反射形成声能集中的现象。声线：自声源发出，代表声能量传播方向的曲线。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。T60=混响：是在声源停止发声后，声音由于多次反射或散射延续的现象。在分贝标度中，声压每加1倍，声压级增加6dB。与声源的距离每增加1倍，声压级降低6dB音质设计：在建筑设计中从音质上保证建筑适合使用要求所采取的措施，步骤。1、控制反射声2、调整声场分布3、消除回声噪声控制：1吸收2、消声管道3、个人防护前次反射声：在直达声之后50ms以内的到达听众的反射声。房间的总吸声量：房间内各表面吸声量与房间内所有物体及人的吸声量的总和。多孔吸声材料：内部有许多和外部相通的微孔和通道，对气体和液体给予阻尼作用的材料吸声机理：多孔材料的构造特征是在材料中有许多微小间隙和连续气泡，因而具有一定的通气性。特性：中高频吸声较大，低频吸声较小。特点：1、通气性2、吸收中高频（与空气层结合，吸收低频）3、取材方便影响吸声系数的因素：空气流阻、孔隙率、厚度、密度、材料背后的条件、饰面的影响、声波的频率和入射条件、吸湿吸水的影响。帘幕加强做法：帘幕与墙面之间有一段距离（空气层）、褶多且深、加重质量定律：墙面的单位面积质量越大，隔声效果越好，增加一倍，隔声量增加6dB。轻质隔墙：质量小，隔声效果低提高措施：1、空气层大于7.5cm2、多孔材料填充空气层3、石膏板4、多层复合，各层质量不等5、弹性连接（声桥-刚性连接）门窗隔声：方法：1、改善“轻、薄、单”的状况2、密封缝隙，减少透声门：1、厚、重材料2、多层复合3、声阐窗：1两-三层2、厚度4-6mm，3、不同厚度、不平行4、窗樘上填吸声材料5、密封楼板隔声措施：1）在承重楼板上铺放弹性面层。2）浮筑构造。3）在承重楼板下加设噪声的危害：1、对人耳听力损害2、多种疾病3、影响生活4、降低效率5、损坏建筑物