建筑物理復習知識點

1、熱工部分、基本概念1導熱系數(shù)（）:反映了材料的導熱能力。在數(shù)值上等于單位厚度材料層兩面溫差為1K,在1h內通過1怦截面積的熱量。單位：W/（m?K）（金屬 非金屬和液體 氣體）影響因素：1）材質；2）材料干密度（正）；3）材料含濕量（正）；4）溫度（正）2對流換熱系數(shù)（c ）:表示物體對流換熱能力，數(shù)值上等于溫差為1K,在1h內通過1 m2截面積的熱量。影響因素：氣流狀況（是自然對流還是受迫對流）；構件位置（是處于垂直的、水平的或是傾斜的）；壁面狀況（是有利于氣流流動還是不利于流動）；傳熱方向（由下而上（快）或是由上而下（慢）等主要影響因素。3輻射換熱系數(shù)（r ）：表示物體輻射換熱能力。數(shù)值上

2、等于溫差為1K,在1h內通過1 m截面積的熱量。影響因素：各物體的表面溫度、發(fā)射和吸收輻射熱的能力（£、T）以及它們之間的相對位置。4平壁的表面換熱系數(shù)i、 e :是表面對流換熱系數(shù)和輻射換熱系數(shù)的和。5輻射熱的吸收系數(shù)、反射系數(shù)、黑度h , rh分別稱為吸收系數(shù)和反射系數(shù)。10 1 0黑度（）：灰體的全輻射本領與同溫下絕對黑體的全輻射本領的比值。對于任意特定波長，物體對輻射熱的吸收系數(shù)在數(shù)值上與其黑度&是相等的。這就是說，物體輻射能力愈大，它對外來輻射的吸收能力也愈大；反之，若輻射能力愈，則吸收能力也愈小。6材料蓄熱系數(shù)（S）：半無限厚物體表面熱流波動的振幅Aqo與溫度波動

3、振幅Af的比值稱為物體在諧波熱作用下的材料蓄熱系數(shù)。單位為：W/（mK）影響因素：諧波周期；材料基本物理指標、C、 0等。物理意義：半無限厚物體在諧波熱作用下，表面對諧波熱作用的敏感程度。7材料層表面蓄熱系數(shù)（Y）:材料層表面的熱流波動振幅 Aq與表面溫度波動振幅 Af的比值。8熱惰性指標：D Rx?S稱為厚度為x的材料層的熱惰性指標，表示圍護結構在諧波熱作用下反抗溫度波動的能力。當D 1.0時，Y=S ;當DV1 0時，則材料層另側表面的邊界條件對表面溫度的波動有不可忽略的影響，此時Y衣。9飽和蒸汽壓（最大水蒸氣分壓力）Ps:處于飽和狀態(tài)的濕空氣中的水蒸汽分壓力。10絕對濕度（f ）：單位體

4、積空氣中所含水蒸汽的重量（g/m3 ）。飽和時用fmax表示。相對濕度（）：一定溫度，一定大氣壓下，濕空氣的絕對濕度與同溫同壓下飽和蒸汽量 的百分比。fP100% 100%fmaxps11 露點溫度（td ）： 一定狀態(tài)下的空氣，在保持含濕量不變的條件下，溫度下降到相對濕度達到100%的溫度，稱為該狀態(tài)空氣的露點溫度。12 蒸汽滲透系數(shù)（）：表明材料的透氣能力，與材料的密實程度有關，材料的孔隙率越大，透氣性就越強。13. 時角（Q）:指太陽所在的時圈與通過南點的時圈構成的夾角。14. 高度角（hs）：太陽光線與地平面的夾角15. 方位角（As ）：太陽光線在地平面上的投影與地平面正南方向的夾角

5、。16. 建筑物耗熱量指標（qH）：在計算采暖期室外平均溫度條件下，為保持室內計算溫度，單位建筑面積在單位時間內消耗的，需由室內采暖設備供給的熱量。單位：W/ m2o17. 體形系數(shù)（S ）: 一棟建筑與室外大氣接觸的外表面積F0與其所包圍的體積 V之比。18. 外遮陽系數(shù)（SD）:帶有外遮陽構造的窗口夏季透過的太陽輻射熱量與不帶外遮陽構造 的窗口夏季透過的太陽輻射熱量之比。19. 玻璃遮蔽系數(shù)（Se）:在標準輻射條件下，玻璃或其它透明材料有效輻射波段太陽輻射 能的透過量與標準玻璃在同樣條件下的透過量的比值。20. 外窗綜合遮陽系數(shù)（Sw）:評價窗本身和窗口建筑外遮陽裝置綜合遮陽效果的系數(shù)。其

6、值為窗外遮陽系數(shù) SD窗玻璃遮蔽系數(shù) Se玻璃面積比E （玻璃面積/整窗面積）三者的乘 積。二、簡述1. 人體的舒適熱平衡必要條件：q qm qc qr-qw 0人體熱負荷，即人體產熱率與散熱率之差。（W/m2）充分條件：皮膚溫度處于舒適范圍內（體溫：36.5-37度；皮膚溫度：28-34度）。對流換熱約占總散熱量的 25%-30%;輻射散熱約占45%-50%;呼吸和無感蒸發(fā)散熱約占25%-30%。2. 構成室內熱環(huán)境的四項氣候要素是什么？室內氣溫、空氣濕度、氣流速度和平均輻射溫度。3. 表面的顏色、光滑程度，對圍護結構的外表面和結構內空氣間層的表面，在輻射傳熱方 面各有什么影響？材料對熱輻射

7、的吸收和反射性能，主要取決于表面的顏色、材性和光滑平整程度。對于 短波輻射，顏色起主導作用；對于長波輻射，則是材性起主導作用。白色表面對可見光的反射能力最強，對于長波輻射，其反射能力則與黑色表面相差極小。而拋光的金屬表面，不論對于短波輻射或是長波輻射，反射能力都很高，亦即吸收率很低。所以圍護結構外表面刷白在夏季 反射大陽輻射熱是非常有效的 ，但在墻體或屋頂中的空氣間層內，刷白則不起作用。4. 中國建筑熱工設計分區(qū)及設計原則嚴寒地區(qū) 建筑必須充分滿足冬季保溫要求，加強建筑物的防寒措施，一般可不考慮夏季防熱。寒冷地區(qū)：建筑應滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱。夏熱冬冷地區(qū)：建筑必須滿足夏季防熱

8、要求，適當兼顧冬季保溫。夏熱冬暖地區(qū)：建筑必須充分滿足夏季防熱要求，一般可不考慮冬季保溫。 溫和地區(qū)：部分地區(qū)的建筑應考慮冬季保溫。一般可不考慮夏季防熱。5試分析封閉空氣間層的傳熱特性；在圍護結構設計中應如何應用？封閉空氣間層的傳熱是導熱、對流和輻射三種傳熱方式綜合作用的結果。與封閉間層 表面材料的輻射性能（黑度、溫度）、空氣間層厚度、空氣間層位置、密閉性、熱流方向等因素有關。封閉空氣間層可以增加熱阻，省材料，重量輕一般空氣間層設置在溫度低的一側，以減少熱輻射損失；常采用單面貼鋁箔，且設在溫度較高側，以防止內部發(fā)生冷凝；若技術允許，增加層數(shù)較單純增加厚度要好。6建筑保溫設計的基本原則（1 ）爭

9、取良好的朝向和適當?shù)慕ㄖ镩g距。充分利用太陽能：節(jié)能、殺菌。應不使大 面積外表面朝向冬季主導方向，減少對流換熱損失。（2）選擇合理的建筑體形與平面形式。（3）圍護結構應具有良好的熱工性能。保溫性能：總熱阻不低于節(jié)能限值；應具有一 定的熱穩(wěn)定性；避免潮濕、防止壁內產生冷凝。（4）增加建筑物的密閉性，防止冷風滲透的不利影響。7.防止和控制圍護結構內部冷凝的措施（1 ）合理布置材料層的相對位置：“進難，出易”一一外保溫。（2）設置隔氣層。保證圍護結構內部正常濕狀況所需的蒸汽滲透阻，否則加大；隔汽 層布置在蒸汽流入一側。（3）設置通風間層或泄汽通道。8簡述外保溫的優(yōu)缺點.優(yōu)點：（1）使墻或屋頂?shù)闹饕?/p>

10、分受到保護，大大降低溫度應力的起伏，提高結構的耐久性。（2）由于承重層材料的熱容量一般都遠大于保溫層，所以，外保溫對結構及房間的熱穩(wěn)定性有利。（3）外保溫在一定條件下對防止或減少保溫層內部產生水蒸汽凝結，是十分有利的。（4）外保溫法使熱橋處的熱損失減少，并能防止熱橋內面局部結露。（5）舊房的節(jié)能改造，外保溫處理的效果最好。缺點：多孔需防水。保護層不論在材料還是構造上的要求，都比內保溫時咼。9簡述內保溫的優(yōu)缺點.優(yōu)點：a.材料不受室外氣候的影響，無須特殊防護；b.室內供熱時溫度上升快。缺點：a.結構內部易出現(xiàn)冷凝；b.熱穩(wěn)定性不足。10. 室外綜合溫度（tsa ）及其影響因素考慮室外空氣和太陽短

11、波輻射的加熱作用，而且考慮結構外表面的有效長波輻射的自然散熱作用，將三者對外圍護結構的共同作用綜合成的一個單一的室外氣象參數(shù)。tsa = te+ PI / % - J影響因素：室外氣溫；圍護結構外表面對太陽輻射熱的吸收系數(shù)；太陽輻射強度（照度）；外表面換熱系數(shù) W/ （怦 K）;屋面、外墻的散熱能力。11. 防止室內過熱的途徑1）減弱室外的熱作用；2）外圍護結構的隔熱；3）房間的自然通風；4）窗口遮陽；5）利用 自然能。建筑防熱設計要綜合處理。12. 屋頂隔熱措施(1)增大熱阻與熱惰性。 如設封閉空氣間層、 混凝土板面層、 水隔熱屋頂、 種植隔熱等。 ( 2) 通風隔熱屋頂。高度：以 20-2

12、4cm 左右為好。( 3)閣樓屋頂。 ( 4)采用淺色飾面，減小當 量溫度。13. 棒影日照圖的繪制方法及其應用1) 由計算法或圖解法求出某地某日各時刻的方位角和高度角，并據(jù)此求出影長及方位角。2) 在圖上作水平線和垂直線交于0，在水平線上按一定比例截取若干段。由O 點按各時刻方位角作射線，并標明射線的鐘點數(shù)。再按 Hctghs 值在相應的方位角線上截取若干段影長。 然后把各射線同一棒高的影長各點連接，即成棒影日照圖。3) 棒影日照圖上應注明緯度、季節(jié)日期、比列及指北方向等。應用： 1)建筑物陰影區(qū)和日照區(qū)的確定；2)確定建筑物日照時間、朝向與間距；3 )遮陽尺寸的確定。14. 窗口遮陽的基本

13、形式及適用情況水平式 ：可遮擋高度角較大、 從窗戶上方投射下來的直射陽光。北回歸線以北地區(qū)， 適用于南向窗口；北回歸線以南地區(qū)，適用于南向和北向窗口。垂直式 ：可遮擋高度角較小、 從窗戶側向投射過來的直射陽光。適用于北向、東北向和西北向窗口擋板式 ：可遮擋高度角較小、從窗戶正前方投射過來的直射陽光。適用于東向和西向窗口。 綜合式： 可遮擋中等大小高度角、 從窗戶前側向斜射過來的直射陽光。 適用于東南向和西南 向窗口。四、計算? 外圍護結構保溫節(jié)能設計及驗算。? 材料層表面蓄熱系數(shù)。? 冷凝驗算內表面溫度計算1某嚴寒地冬季室內設計溫度t i=18 C,室外計算溫度t e=-19 C,-21 C,

14、 -23 C, -25 C。已知：Ri=0.115m2 K /W ,Re=0.043 m2 K /W,;屋頂內表面允許溫差為4 C。平屋頂構造從內至外依次為：石灰沙漿 20 mm (入 1= 0.81W/ m K, S1=10.75 W/ m2 K)鋼筋混凝土板 80mm (入 2=1.74W/ m K, S2=17.2W/ m2 K)水泥沙漿 20mm (入 3= 0.87W/ m K, S3=10.75 W/ m2 K)加氣混凝土 200mm (入 4= 0.19W/ m K, S4=2.81W/ m2 K)水泥沙漿 20mm (入 5=0.87W/ m K, S5=10.75 W/ m2

15、 K)( 1 )試計算其傳熱系數(shù),驗算熱工性能。(2)根據(jù)節(jié)能65%要求，傳熱系數(shù)限制為0.35 W/(m2 K),此屋面如何改造？參考資料：1 )聚苯乙烯(EPS板：導熱系數(shù) 0.03W/m.K ;蓄熱系數(shù)0.36 W/m2.K。2) 擠塑聚苯乙烯(XPS板：導熱系數(shù)0.028W/m.K蓄熱系數(shù)0.36 W/m2.K ;水蒸氣滲透系數(shù)見 附錄。答案：( 1 )0.0220.082R10.0247 mK /WR20.046 mK /W0.181.740.0220.22R30.023mK /WR41.053mK/W0.870.190.022R50.870.023mK /WR0.1150.0430

16、.02470.0460.023 1.0530.02321.326m K /WDS 0.0247 10.750.04617.20.023 10.75 2 1.053 2.814.54.1D 6.0取te21 CK=1R=0.754 W/( m2 K)求最小熱阻Ro min(ti -te)nRi 18 21 0.11 1.12m2 K/Wt4R Ro，min所以該屋頂滿足熱工要求。(2 )不滿足節(jié)能要求加鋪聚苯乙烯板。厚度d=0.03 /(0.754-0.35)=0.0682mm=70mm2. 墻體構造從內至外依次為：石灰沙漿 20 mm (入 1= 0.81W/ m K, S1=10.75 W/

17、 m2 K) 擠塑板(厚度待定)mm (入 2= 0.028W/ m K, S2=0.36 W/ m2 K)爐渣磚370mm (入 3= 0.81W/ m K, S3=10.43W/ m2 K)水泥沙漿 20mm (入 4= 0.87W/ m K, S4=10.75W/ m2 K)根據(jù)節(jié)能65%要求，墻體傳熱系數(shù)限制為0.40 W/(m2 K),試確定擠塑板厚度。解：1)計算最小熱阻R01/K2.5m2 K/W2) 計算墻體厚度已知層的熱阻0.02 2R 0.0247m K/W0.810.372R,0.457m2 K/W0.81R,0020.023m2 K/W0.873) 計算所需擠塑板的厚度

18、R2 R0 R1 R3 R4 R Re22.5 0.0247 0.457 0.023 0.15 1.851m K/Wd21.85 0.0280.052m取 d =60mm3. 求鋼筋混凝土圓孔板冬季的熱阻（設熱流為自下而上）oooOLTt Qi niL = 1 一廠仏 omu ws bou二匚 Hili二匸仏他E解：(1)b2214b 0.079 m將圓孔折算成等面積的正方形孔，則正方形的邊長:2 20.08920.00622 m24(2)分別計算各部分的傳熱阻R0.1R0.20.0261.740.131.740.170025 0.11 0.04 0.349( m2 K)/W1.7420.11

19、 0.04 0.229(m ?K)/W3 ）根據(jù)導熱系數(shù)比，計算修正系數(shù)，空氣間層的當量導熱系數(shù)查表得:0.93200790.46W/(m?K)0.17丁 0.46/1.740.267Fo-(R0.079 0.0332-0.150.930.139(m2K)/W0.0790.033、)0.3490.225F1F 2FnR0 1 f 2R0如圖所示墻體由內至外依次為：石灰沙漿內抹灰、粘土磚砌體、水泥沙漿外粉刷。4:計算墻體的總熱阻；2）若已知室內氣溫為 16C，室外氣溫為-8 C,計算三層平壁的內部溫 度分布。解：1）試(2)RoR0（1）查表得出相關數(shù)據(jù)0.81W/(m .K)0.11m2.K/

20、W計算平壁的導熱阻d1 d2d30.81W/(m.K)0.020.810. 240. 810. 0250. 2960. 02223 0.93W/(m.K)Re 0.04m .K/W0.020.930. 343nf.K/W計算總熱阻RiRRe 0.110.343 0.040.439m2.K/Wti-R Rl Uti-te)Ro16-0.110.025 0.2960.49324-5 Cti-RR2R3 (ti -te)R°16-0.11 °.°25 °.2960.4930.02224 -6 C（4 ）計算各分界層表面溫度i tRJ -(ti - te)R00.1116- 16 -0.439-(-8)10.6 CRR1 .、“ 0.110.0252ti -(ti-te)16-249.5 CR00.493光學部分一、建筑光學基本知識（一）人眼的視覺特點（二）基本光度單位及應用1. 光通量（）：單位：Im2發(fā)光強度（光強）（I ）:單位：cd3照度（日：單位：lx4. 亮度（L ）單位：cd/ m2 ;sb;asb照度與發(fā)光強度的關系：表面法線與入射光線成 i角處的照度，與它至點光源的距離平方成反比，與光源在i方向的發(fā)光強度和入射角i的余弦成正比。E Acosir照度和亮度的關系（立體角投影定律）：某一亮度為La