建筑物理期末复习题

建筑物理17-18上复习资料建筑热工学1.构成室内热湿环境的要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度、环境辐射温度。2.欲保持人体稳定的体温，体内产热量应与环境失热量相平衡。热平衡方程见教材正常比例散热对流换热C占总散热量25%~30%辐射散热R占总散热量45%~50%呼吸和无感觉蒸发散热25%~30%3.湿空气的物理性质(1)水蒸气分压力根据道尔顿分压定律Pw=Pd+PPw湿空气总压力Pd干空气总压力P水蒸气分压力饱和水蒸气压随温度升高增大（2）空气湿度绝对湿度单位体积空气中所含水蒸气的重量。相对湿度相对湿度是指一定温度及大气压力下，空气的绝对湿度与同温同压下饱和蒸汽量的比值。相对湿度是判断空气潮湿程度的依据。（3）露点温度大气压力一定，空气含湿量不变的情况下，未饱和的空气因冷却而达到饱和状态时的温度。4.室外热气候构成要素：一个地区的气候状况是许多因素综合作用的结果，与建筑物密切相关的气候因素有：太阳辐射、室外空气温度、空气湿度、风、降水等。5.建筑气候分区以及对建筑设计的基本要求建筑热工设计分区及设计要求全国建筑热工设计分区图6.热量传递三种基本方式：导热、对流、辐射（1）导热系数影响因素：物质种类、结构成分、密度、湿度、压力、温度等。金属的导热系数最大，非金属和液体次之，气体最小。空气的导热系数很小，不流动的空气就是一种很好的绝热材料；故如果材料中有很多空隙，就会大大降低λ值。（2）对流分为自然对流和受迫对流。主要是空气沿围护结构表面流动时，与壁面之间所产生的热交换过程。一般情况下在壁面附近，存在着层流区、过渡区、紊流区三种流动情况。（3）辐射一般建筑材料看做灰体黑体的定义见教材（1）物体表面对外来辐射的吸收与反射特性短波辐射，颜色起主导作用，白色对可见光反射能力最强长波辐射，材性起主导作用（2）物体之间的辐射换热7.围护结构的传热过程8.一维稳定传热特征平壁：当宽度与高度远远大于厚度时，则通过平壁的热流可视为只有沿厚度一个方向，即一维传热。当内外表面温度保持稳定时，则通过平壁的传热情况亦不会随时间变化9.单层平壁的导热和热阻（1）单层匀质平壁的导热AbsorptionConductionEmission热阻越大围护结构保温效果越好10.平壁的稳定传热过程通过多层平壁的热流强度沿热流方向保持不变平壁内部温度的确定温度计算例题见P56页例1.2-411.封闭空气间层的热阻建筑设计中常利用封闭空气间层作为围护结构的保温层对普通空气间层，提高其热阻，首要设法减少辐射换热量将空气间层布置在围护结构的冷层，降低间层平均温度；在间层壁面上图贴辐射系数小的反射材料，常用铝箔12.建筑保温（1）建筑保温设计策略1）充分利用太阳能2）防止冷风的不利影响3）选择合理的建筑体形和平面形式4）房间具有良好的热工特性、建筑具有整体保温和蓄热能力5）建筑保温系统科学、节点构造设计合理6）建筑物具有舒适、高效的供热系统（2）建筑体形系数:建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值，体形系数越大，外围护结构的传热损失就越大（3）建筑保温的途径建筑体型的设计应尽量减少外围护结构的总面积；围护结构应具有足够的保温性能；争取良好的朝向和适当的建筑物间距；增强建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利影响避免潮湿、防止壁内产生冷凝。（3）围护结构传热的异常部位是窗，外墙交角，地面，热桥等部位。13.非透明围护结构的保温与节能1.围护结构保温设计计算-----最小总传热阻的确定要求，查表求得。，取决于房间的类型和允许温差位置，查表求得；围护结构外表面所处的温差修正系数，取决于阻；围护结构内表面热转移；冬季室内、外计算温度、iiieiieiminttnRttnRtttR014.保温材料与构造（1）影响导热系数的因素1）密度：密度小孔隙率大孔隙率大导热系数小2）湿度：材料受潮后，其导热系数将显著增大。15.保温材料的选择（1）保温构造类型1）保温、承重合二为一2）单设保温层3）复合构造4）封闭空气层（2）保温层的位置（1）内保温——保温层设在承重层内侧（2）外保温——保温层设在承重层外侧（3）中保温或夹芯保温——保温层设在承重结构层中间三种保温构造的特点比较：（3）热桥保温在建筑热工学中，形象地将容易传热的构件或部分称为“热桥”。1）热桥的类别:A.贯通式热桥B.非贯通式热桥(内热桥、外热桥）16.提高窗保温能力的措施：A.迎风面(冬季主导风)不设或少设洞口;B.控制各向墙面的开窗面积C.提高窗的气密性，减少冷风渗透D.提高窗框的保温性能E.增加玻璃部分的保温能力F.窗帘的使用17.内部冷凝的检验检验内表面是否产生冷凝，实质上是检验该处的温度是否低于露点温度。通常，对正常湿度的房间，若围护结构按最小总热阻方法进行设计，主体部分一般不会产生表面冷凝。但围护结构中的保温薄弱部位则应认真检验和慎重处理。为判断围护结构内部是否会出现冷凝现象，可按下述步骤检验:（1）根据室内、外空气的温湿度，确定水蒸汽分压力Pi和Pe，并依次计算出围护结构各层的水蒸汽分压力，作出P分布线。（2）根据室内、外空气温度ti和te，确定围护结构各层的温度，并从附录Ⅲ中查出相应的饱和水蒸汽分压力Ps，作出Ps分布线。（3）根据P线与Ps线相交与否来判断围护结构内部是否会出现冷凝现象。Ps线与P线不相交，说明内部不会产生冷凝；Ps线与P线两线相交，则内部会出现冷凝。围护结构内部冷凝的判断18.防止地面泛潮的措施在我国广大南方地区，由于春季大量的降水，春夏之交气温骤升骤降，变化幅度甚大，加之空气的湿度大，当空气温度突然升高时，某些表面特别是地面的温度将处于露点温度之下，于是出现了泛潮现象。由于南方地区的气候条件与北方地区显著不同，建筑状况也有许多区别，因此地面泛潮的防止措施也与采暖建筑不尽相同。地面应具有一定的热阻，减少地面对土层的传热量；地面表层材料的蓄热系数要小，当空气温度升高时，表面温度能随之波动；表面材料有一定的吸湿作用，以“吞吐”表层偶尔凝结的水分。水泥砂浆地面、混凝土地面、水磨石地面等不满足上述三个条件，故容易泛潮；而木地面、粘土砖地面、三合土地面基本满足上述要求，一般也就不泛潮。值得注意的是，泛潮现象也可能在墙面、顶棚等表面出现，所以在一般非用水房间不宜采用不透汽材料作内饰面。19.建筑防热（1）夏季室内过热的原因A.较高的室外气温;B.较强的太阳热辐射;C.室内生产、生活产热;D.围护结构隔热能力差。（2）建筑防热的综合处理措施a城市、区域以及建筑的科学规划b房间的自然通风组织c围护结构的隔热与散热d窗口遮阳f较高的环境绿化率与合理的建筑饰面处理（3）室外综合温度由于引起室内温度过热的室外环境气候因素主要是太阳热辐射和室外气温。它们对围护结构的热作用方式虽然不同，但对围护结构的影响结果却是一样的，在进行外围护结构的隔热设计时室外热作用应该选择室外综合温度.20.外围护结构隔热设计原则（1）分清主次,突出重点;首先且重要的是屋顶；其次是西、东墙;…（2）选用浅色、平滑的材料做围护结构外饰面；（3）重视建筑遮阳的作用；（4）设置通风间层构造，分流传热量；（5）促使太阳能转化，减少建筑及围护结构获取的热量。21.外围护结构隔热措施及构造(1)屋顶隔热A.采用浅色外饰面，减小当量温度B.增大热阻与热惰性C.通风隔热屋顶D.蓄水隔热屋顶E.种植隔热屋顶22、通风的类型空气的流动，必须要有动力，利用机械能驱动空气(例如鼓风机、电扇)，称为机械通风；利用自然因素形成的空气流动，称为自然通风。自然通风夏季组织通风的主要方式。（1）、自然通风的成因A.热压作用B.风压作用（2）自然通风组织的建筑措施正确选择建筑的朝向、间距；合理布置建筑组群及其空间构成；确定合理的建筑平面形式；选择合理的建筑平面形式；（2）建筑群的布局建筑群的布局和自然通风的关系，可以从平面和空间两个方面考虑。一般建筑群的平面布局有行列式、错列式、斜列式、周边式等。如下图所示。从通风的角度来看，以错列、斜列较行列式、周边式为好。当用行列式布置时，建筑群内部的流场因风向投射角不同而有很大变化。错列和斜列可使风从斜向导人建筑群内部，有时亦可结合地形采用自由排列的方式。周边式很难使风导入，这种布置方式只适于冬季寒冷地区。23.建筑日照（1）日照时数：太阳照射的时数（2）太阳赤纬角：太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角赤纬角从赤道面起算，向北为正，向南为负。赤纬角的周期性变化见教材。赤纬角变化于±23º27'范围内。（3）太阳高度角：太阳直射光线与地平面间的夹角。（4）太阳方位角：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，通常以南点S为0º，向西为正值，向东为负值。任何一个地区，在日出、日没时，太阳高度角hs=0º；一天中的正午，即当地太阳时12时，太阳高度角最大，此时太阳位于正南(或正北)，即太阳方位角As=0º(或180º)。（5）日照标准：老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准；托儿所、幼儿园的主要生活用房，应能获得冬至日不小于3小时的日照标准。（6）建筑遮阳遮阳各种方式适用的地区见教材建筑光学建筑光学基本知识1.人眼基本构造瞳孔，水晶体，视网膜，感光细胞：锥状、杆状感光细胞2.基本光度单位光通量：光源在单位时间内发出以人眼感觉为基准的能量，也可解释为在单位时间内，人眼感觉光辐射能量的大小。（单位——Lm）。Φ＝KmΣe，λV（λ）发光强度：点光源在给定方向的发光强度，是光源在这一方向上立体角元内发射的光通量与该立体角元之商。符号为I。I＝d/d单位cd，＝S/r2如果在有限立体角对内传播的光通量是均匀分布的，上式可写成:I＝/发光强度的单位是坎德拉，符号cd。在数量上1坎德拉等于1流明每球面度（1cd=1lm／Sr)。照度：单位面积上的光通量。（单位——Lx）E＝/A照度的单位是勒克斯，符号lx。1勒克斯等于1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的照度，即1lx＝1lm／m2则得:E＝I/r2，表明某表面的照度与点光源在这方向的发光强度成正比，与它至光源距离的平方成反比。这就是计算点光源产生照度的基本公式，称为距离平方反比定律。亮度：一单元表面在某一方向上的光强密度。（单位——cd/m²）它等于该方向上的发光强度与此面元在这个方向上的投影面积之商，以符号L表示。Lθ=dIθ/dAcosθcd/m2亮度与照度关系：E＝Lαcosθ光是以电磁波形式传播的辐射能。波长在380nm至780nm：为可见光。波长短于380nm：紫外线、x射线、γ射线、宇宙线；长于780nm：红外线、无线电波等等在明亮的环境中，人眼对黄绿色光的光最敏波长为555nm，在暗的环境中，人眼对507nm蓝绿光最敏感。光学基础知识计算题对照教材课后习题以及例题进行练习。3.可见度及其影响因素可见度：观看物体的清除程度。影响因素：亮度阈限；物体的相对尺寸；对比；识别时间；眩光。（1）避免眩光：在视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在着极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。眩光：在视野当中，出现高亮度或者大的亮度对比，就会引起视觉上的不舒适、烦躁或视觉疲劳，这种现象成为眩光。失能眩光：降低视觉功效和可见度的眩光。不舒适眩光：只有不舒适感觉的眩光。从形成眩光的过程来分：直接眩光：由视野中的高亮度或未曾充分遮蔽的光源所产生，可避开。反射眩光：由视野中的光泽表面的反射所产生，不可避开。（2）控制直接眩光的措施：A限制光源亮度（当光源亮度超过16sb时，不管亮度对比如何，均会产生严重的眩光现象）B增加眩光源的背景亮度，减少二者之间的亮度对比。C减小形成眩光的光源视看面积.D尽可能增大眩光源的仰角(当眩光源的仰角小于27°时，眩光影响就很显著；而当眩光源的仰角大于45°时，眩光影响就大大减少了)E（3）控制反射眩光的措施：A尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱镜面反射而形成的反射眩光；B应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的镜面反射区域；C使