建筑物理第5章建筑防热与节能(刘加平)第四版精品PPT课件
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建筑物理 保温与隔热ppt课件
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5.2.3 周期性不稳定传热
在周期性不稳定传热 过程中，每一个与热 流方向垂直的截面上， 热流强度都不相等;壁 体材料的比热（c）、 密度（β）和导热系 数（λ）以及热流波 动的波幅和周期都影 响着壁体内温度升降 的速度 。
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31
（1）谐波热作用:
（2）半无限大物体周期性传热特点
2
第5章 保温与隔热
1.保温与隔热概述 2.保温隔热设计原理 3.围护结构保温设计 4.围护结构隔热设计
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3
5.1保温与隔热概述 5.1.1基本概念 围护结构：墙、屋顶、门窗、地面,作用有围合、阻
隔、 保温、隔热、 通风等。
• 在我国大约有60％的地区冬季室内需要供暖。这 些地区的建筑在设计上既要考虑保证良好的室内 热环境，还要注意节省采暖的能耗和建造费用。
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5
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6
5.2保温隔热设计原理
5.2.1围护结构的传热过程 传热的三个基本过程： 内表面感热+ 构件传热+ 外表面感热
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7
（1）内表面感热
围护结构的内表面主要通过对流和辐射方式从 室内得到热量，内表面单位面积上在单位时间从 室内得到的热量，即到达围护结构内表面的热流
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53
• 材料层的热惰性指标愈大，说明温度波在其间的衰 减愈大。温度波的衰减倍数与材料层的热惰性指标 是呈指数函数关系。
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54
振幅衰减倍数达到2时称这层材料为“厚”层，或 “剧烈波动层”，
按照
计算衰减倍数为2，则D值 需等于1，由此得出以热 惰性指标是否大于1作为 材料最是否为“厚”层的判断。
5.2.3 周期性不稳定传热
在周期性不稳定传热 过程中，每一个与热 流方向垂直的截面上， 热流强度都不相等;壁 体材料的比热（c）、 密度（β）和导热系 数（λ）以及热流波 动的波幅和周期都影 响着壁体内温度升降 的速度 。
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31
（1）谐波热作用:
（2）半无限大物体周期性传热特点
2
第5章 保温与隔热
1.保温与隔热概述 2.保温隔热设计原理 3.围护结构保温设计 4.围护结构隔热设计
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3
5.1保温与隔热概述 5.1.1基本概念 围护结构：墙、屋顶、门窗、地面,作用有围合、阻
隔、 保温、隔热、 通风等。
• 在我国大约有60％的地区冬季室内需要供暖。这 些地区的建筑在设计上既要考虑保证良好的室内 热环境，还要注意节省采暖的能耗和建造费用。
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5.2保温隔热设计原理
5.2.1围护结构的传热过程 传热的三个基本过程： 内表面感热+ 构件传热+ 外表面感热
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7
（1）内表面感热
围护结构的内表面主要通过对流和辐射方式从 室内得到热量，内表面单位面积上在单位时间从 室内得到的热量，即到达围护结构内表面的热流
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53
• 材料层的热惰性指标愈大，说明温度波在其间的衰 减愈大。温度波的衰减倍数与材料层的热惰性指标 是呈指数函数关系。
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54
振幅衰减倍数达到2时称这层材料为“厚”层，或 “剧烈波动层”，
按照
计算衰减倍数为2，则D值 需等于1，由此得出以热 惰性指标是否大于1作为 材料最是否为“厚”层的判断。
建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案.doc
第二章建筑围护结构的传热原理及计算习题2-1、建筑围护结构的传热过程包括哪几个基本过程，几种传热方式？分别简述其要点。
答：建筑围护结构传热过程主要包括三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。
表面吸热一一内表面从室内吸热（冬季），或外表面从事外空间吸热（夏季）结构本身传热一一热量由高温表面传向低温表面表面放热一一外表面向室外空间散发热量（冬季），或内表面向室内散热（夏季）2-2、为什么空气间层的热阻与其厚度不是成正比关系？怎样提高空气间层的热阻？答：在空气间层中，其热阻主要取决于间层两个界面上的空气边界层厚度和界面之间的辐射换热强度。
所以，空气间层的热阻于厚度之间不存在成比例地增长关系。
要提高空气间层的热阻可以增加间层界面上的空气边界层厚度以增加对流换热热阻；或是在间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料以增加辐射换热热阻。
2.3、根据图2.17所示条件，定性地作为稳定传热条件下墙体内部的温度分布线，应区别出各层温度线的倾斜度，并说明理由。
已知入3〉XI）入2。
答：由q =-普可知，由于是稳定传热，各壁面内的热流都相同，当人值越大时，dx各壁层的温度梯度丝就越小，即各层温度线的倾斜度就越小。
dx2-4、如图2.18所示的屋顶结构，在保证内表面不结露的情况下，室外外气温不得低于多少？并作为结构内部的温度分布线。
已知：ti=22°C, 4）i=6O%, Ri= 0.115m2*k/W, Re=0.043 m2*k/Wo解：由ti=22"C,虬=60% 可查出Ps=2642.4Pa贝p = Ps x/=26424x0.6 = 158544/pa可查出露点温度七=13.88 °C要保证内表面不结露，内表而最低温度不得低于露点温度1）将圆孔板折算成等面积的方孔板-d2 =a2 a = 0.091m42）计算计算多孔板的传热阻有空气间层的部分（其中空气间层的热阻是0.17）=四竺 +0.17 +丝竺• + 0.11 + 0.04 = 0.35 （m2 K）/W01 1.74 1.74无空气间层的部分% =停 + 0.11+0.04 = 0.24 （m2-K）/W3）求修正系数0 097A, =1.74 W/（m K）%=号言=0.57 W/（m K）-0.15x0.93 = 0.143（麻./Q/W所以修正系数取0. 934）计算平均热阻0.097+0.053 0.097 0.053 0.35 * 0.245） 计算屋顶总的传热系数D 0.010.02 0.05 n 1 n 1 -八 / 2 r>r\ /II/ R = ------ + ------- + ------ + 0.143 + 0.15 = 0.63 （m - K ）/W0.17 0.93 0.196） 计算室外温度t — ttj — 2 2 - 22— 13.88R ~ Rj 0.63 一Ojl得 te=-24.79°C 由此可得各层温度是0 F 3. 45°C 02=-15. 92°C0 3=-17. 5°C 0 e=-21.84°C可画出结构内部的温度分布线。
5建筑物理(热工学)_建筑防热
寒冷地区
最冷月平均温度-10~0 C
夏热冬冷 地 区
最冷月平均温度0~10C， 最热月平均温度25~30 C 最冷月平均温度>10C，最 热月平均温度25~29C 最冷月平均温度0~13C， 最热月平均温度18~25C
夏热冬暖 地 区
温和地区
室内热环境的影响因素
通过屋顶、墙、地 面和窗的导热 室内各表面间 辐射换热
层内风速
层内风速是影响通风屋顶隔热效果的重要因素； 层内风速应至少达到0.2m/s，通风屋面才有较好的隔热效 果；
风速越大，隔热效果越好，当风速大于0.8m/s时再增加风 速无明显改善；
平屋顶：风压驱动为主，室外风速，兜风檐口； 坡屋顶：风压、热压共同驱动，温差与高差； 降低间层空气阻力：清理层内杂物，增加空气进出口面积 与间层横截面积，加大间层高度（200～240mm）。
夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值
外窗（包括透明幕墙） 窗墙面积比≤0.2 0.2＜窗墙面积比≤0.3 单一朝向外窗 (包括透明幕墙) 0.3＜窗墙面积比≤0.4 传热系数K W/(m2· K) ≤ 6.5 遮阳系数SC (东、南、西向/北向) —
≤ 4.7 ≤ 3.5
≤ 3.0 ≤ 3.0
窗口遮阳的基本形式 垂直式
可遮挡高度角较小、从窗户 侧向投射过来的直射阳光。 适用于北向、东北向和西北 向窗口。
窗口遮阳的基本形式 综合式
可遮挡中等大小高度角、从 窗户前侧向斜射过来的直射 阳光。 适用于东南向和西南向窗口。
窗口遮阳的基本形式 挡板式
可遮挡高度角较小、从窗户 正前方投射过来的直射阳光。 适用于东向和西向窗口。
建筑防热的途径
围护结构隔热；
窗口遮阳；
建筑物理(热工学)_建筑防热PPT演示课件
25
层内气流组织方式
26
通风隔热屋顶设计原则
a.屋面外表面应刷白或浅色； b.通风空气间层的高度在 200－240mm 之间为宜； c.应在通风屋面的进出口间造成一个压差，以增加间层内的空气 流动速度； d.太长的通风间层要避免； e.通风间层内空气流动方向应与该建筑物所在地的夏季主导风向 一致，以获得较大的通风量； f.当通风屋面带有保温材料时，应该将保温材料布置在下层屋面； g.通风屋面这重结构不适用于冬季时间长，夏季时间短的地区。
ae
(
I
ae
s
te
e )
ae (tsa e )
将室外空气温度和太阳辐射的作用综合起来， 等效于室外综合温度的作用：
tsa
I s
ae
te
太阳辐射当量温度
13
室外综合温度
广州市某建筑平屋顶的表面状况实测值；
太阳辐射当量温度所占比例相当大；
室外综合温度以24小时为周期波动。
3
室内热环境的影响因素
通过屋顶、墙、地 面和窗的导热
室内各表面间 辐射换热
通过敞开的门和 窗的对流换热
室内的内热源 （电器、人体）
太阳辐射透过玻璃被 室内墙面和地面吸收
4
建筑保温的途径
建筑体形； 建筑物朝向和间距； 防风； 防潮； 围护结构保温；
5
建筑体形
6
建筑体形
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，散热量越大。 一般控制在0.3以下。 体形系数与建筑物横截面形 状和层数有关。
9
建筑防热的途径
围护结构隔热； 窗口遮阳； 自然通风；
10
层内气流组织方式
26
通风隔热屋顶设计原则
a.屋面外表面应刷白或浅色； b.通风空气间层的高度在 200－240mm 之间为宜； c.应在通风屋面的进出口间造成一个压差，以增加间层内的空气 流动速度； d.太长的通风间层要避免； e.通风间层内空气流动方向应与该建筑物所在地的夏季主导风向 一致，以获得较大的通风量； f.当通风屋面带有保温材料时，应该将保温材料布置在下层屋面； g.通风屋面这重结构不适用于冬季时间长，夏季时间短的地区。
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将室外空气温度和太阳辐射的作用综合起来， 等效于室外综合温度的作用：
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太阳辐射当量温度
13
室外综合温度
广州市某建筑平屋顶的表面状况实测值；
太阳辐射当量温度所占比例相当大；
室外综合温度以24小时为周期波动。
3
室内热环境的影响因素
通过屋顶、墙、地 面和窗的导热
室内各表面间 辐射换热
通过敞开的门和 窗的对流换热
室内的内热源 （电器、人体）
太阳辐射透过玻璃被 室内墙面和地面吸收
4
建筑保温的途径
建筑体形； 建筑物朝向和间距； 防风； 防潮； 围护结构保温；
5
建筑体形
6
建筑体形
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，散热量越大。 一般控制在0.3以下。 体形系数与建筑物横截面形 状和层数有关。
9
建筑防热的途径
围护结构隔热； 窗口遮阳； 自然通风；
10
《建筑物理》PPT课件
1 + d2/ μ2 + d3/ μ3 +… ，例4-1 。
第一篇
建筑热工
学
• 4·2
围护结构的防潮
• 防止和控制表面结露：表面温度；相对湿度；露点；通风除湿。
• 防止和控制内部冷凝：合理布置材料层的相对位置；设置隔气层；设置通风间层或泄 气沟道；冷侧设置密闭空气层。图4-12、图4-13 。
第一篇
第一篇
建筑热工 学
• 2·2 建筑保温与节能计算
• 建筑保温与节能主要用于严寒和寒冷地区围护结构热工 性能权衡判断的依据，也是评价采暖建筑节能设计的一 个重要指标。
• 建筑物耗热量计算：单位建筑面积通过围护结构的传热 耗热量qH · T，总建筑面积、围护结构临空总面积或外 表面积；单位建筑面积的空气渗透耗热量qINF；单位建 筑面积的建筑内部得热qI · H
t 。 • 太阳辐射等效温度或当量温度： s = ρS· I /αe
• 隔热设计标准： θ t i,max ≤ e,max
• 围护结构内表面最高温度θi,max=θi + Aif，例25、例2-6
第一篇
建筑热工 学
第三章 建筑保温与节能
基本内容： 1、建筑保温设计要求、依据和构造 2、采暖建筑室内热环境质量分析 3、保温构造类型和特点 4、保温材料的分类 5、被动式太阳能在建筑中的利用
• 热惰性指标D 计算： D=D1+D2+D3+…= R1 · S1 + R2 · S2 + R3 · S3 +…
• 围护结构性质：薄层结构D<1.0、厚层结构D≥1.0 ，例2-4
第一篇
建筑热工 学
• 2·4 建筑隔热设计控制指标计算
第一篇
建筑热工
学
• 4·2
围护结构的防潮
• 防止和控制表面结露：表面温度；相对湿度；露点；通风除湿。
• 防止和控制内部冷凝：合理布置材料层的相对位置；设置隔气层；设置通风间层或泄 气沟道；冷侧设置密闭空气层。图4-12、图4-13 。
第一篇
第一篇
建筑热工 学
• 2·2 建筑保温与节能计算
• 建筑保温与节能主要用于严寒和寒冷地区围护结构热工 性能权衡判断的依据，也是评价采暖建筑节能设计的一 个重要指标。
• 建筑物耗热量计算：单位建筑面积通过围护结构的传热 耗热量qH · T，总建筑面积、围护结构临空总面积或外 表面积；单位建筑面积的空气渗透耗热量qINF；单位建 筑面积的建筑内部得热qI · H
t 。 • 太阳辐射等效温度或当量温度： s = ρS· I /αe
• 隔热设计标准： θ t i,max ≤ e,max
• 围护结构内表面最高温度θi,max=θi + Aif，例25、例2-6
第一篇
建筑热工 学
第三章 建筑保温与节能
基本内容： 1、建筑保温设计要求、依据和构造 2、采暖建筑室内热环境质量分析 3、保温构造类型和特点 4、保温材料的分类 5、被动式太阳能在建筑中的利用
• 热惰性指标D 计算： D=D1+D2+D3+…= R1 · S1 + R2 · S2 + R3 · S3 +…
• 围护结构性质：薄层结构D<1.0、厚层结构D≥1.0 ，例2-4
第一篇
建筑热工 学
• 2·4 建筑隔热设计控制指标计算
建筑防热ppt
建筑物应尽量采用南北 向或接近南北向的朝向 ，以减少太阳辐射热的 影响。同时，建筑物之 间应保持一定距离，以 避免热岛效应。
建筑材料的选 用
在建筑物的外墙、屋顶 、地面等部位，选用具 有良好隔热性能的材料 ，如加气混凝土、聚苯 乙烯、膨胀珍珠岩等。
通风和空调系 统的设计
通风和空调系统是建筑 防热中最为重要的措施 之一。合理设计通风和 空调系统，可以有效地 降低室内温度和湿度， 提高居住舒适度。
对未来研究方向的展望
1 2 3
加强新型建筑防热材料的研发
随着人们对建筑防热要求的不断提高，需要研 发更为高效、环保、节能的新型建筑防热材料 ，以满足未来的市场需求。
深化建筑防热技术应用研究
针对现有建筑防热技术存在的不足之处，需要 进一步深化研究，提高其适用范围和使用效果 ，并探索新的防热技术的应用。
完善建筑防热标准及政策体系
为了规范建筑防热市场，提高行业整体水平， 需要完善相关的建筑防热标准及政策体系，为 行业发展提供有力保障。
对实际应用的建议
强化宣传教育
加强对建筑防热知识的宣传教育，提高广大市民对建筑防热的认识和重视程度，从而推动 建筑防热技术的发展和应用。
加强政策引导
政府应加大对建筑防热领域的支持力度，通过制定相关政策、提供资金支持等方式，引导 企业加强技术研发、提升产业水平，推动建筑防热市场的健康发展。
保温材料
03
包括保温板、保温毡等，具有轻质、高保温隔热性能等特点，
适用于各种建筑物的隔热和保温。
03
建筑防热结构设计
结构设计的目的和原则
目的
保证建筑物在炎热季节能够保持适宜的温度和湿度，避免室内过热、湿度过大等 问题，同时提高建筑物的隔热性能和通风性能。
建筑材料的选 用
在建筑物的外墙、屋顶 、地面等部位，选用具 有良好隔热性能的材料 ，如加气混凝土、聚苯 乙烯、膨胀珍珠岩等。
通风和空调系 统的设计
通风和空调系统是建筑 防热中最为重要的措施 之一。合理设计通风和 空调系统，可以有效地 降低室内温度和湿度， 提高居住舒适度。
对未来研究方向的展望
1 2 3
加强新型建筑防热材料的研发
随着人们对建筑防热要求的不断提高，需要研 发更为高效、环保、节能的新型建筑防热材料 ，以满足未来的市场需求。
深化建筑防热技术应用研究
针对现有建筑防热技术存在的不足之处，需要 进一步深化研究，提高其适用范围和使用效果 ，并探索新的防热技术的应用。
完善建筑防热标准及政策体系
为了规范建筑防热市场，提高行业整体水平， 需要完善相关的建筑防热标准及政策体系，为 行业发展提供有力保障。
对实际应用的建议
强化宣传教育
加强对建筑防热知识的宣传教育，提高广大市民对建筑防热的认识和重视程度，从而推动 建筑防热技术的发展和应用。
加强政策引导
政府应加大对建筑防热领域的支持力度，通过制定相关政策、提供资金支持等方式，引导 企业加强技术研发、提升产业水平，推动建筑防热市场的健康发展。
保温材料
03
包括保温板、保温毡等，具有轻质、高保温隔热性能等特点，
适用于各种建筑物的隔热和保温。
03
建筑防热结构设计
结构设计的目的和原则
目的
保证建筑物在炎热季节能够保持适宜的温度和湿度，避免室内过热、湿度过大等 问题，同时提高建筑物的隔热性能和通风性能。
建筑物理,热5
时 间 项 目 太阳高度角hs 太阳方位角As 日出 7:25 日落 16:35 0 8 9 10 11 12
16
5.5
15
13.9
14
20.7
13
25.0 26.6 0
影长L=Hctghs 落影方位角A′s
±58.7 ±53.0 ±41.9 ±29.4 ±15.2 10.39H 4.08H 2.65H 2.14H 2.00H ∞ A′s=As+180
H——水平板至窗台的高（m）
hs——要遮挡的太阳光线高度角（°）
rs· w——太阳方位角与墙方位角之差（°）
垂直式遮阳板：
L⊥=Bctgrs· w
1 L B ctghs sin rs w
’
B——板面间净距离（m） L⊥’——垂直板上缘离窗上缘的距离 或下缘离窗台的距离（m）
挡板式遮阳板：
’
中午：hs=67° As=0° L_=1.6ctg67°×cos0°=0.68（m） D=1.6ctg67°×sin0°=0 L⊥=1.2ctg0°=∞
1 L 1.2 ctg 67 sin 0
’
（正午不适合用垂直式）
实际遮阳板挑出长度可减去墙厚 （太阳光线照在窗台内侧）
每小时以15°计算
P133表5—1
太阳高度角hs：太阳光线与地平面间的夹角 地平面为0，向天顶方向为正 太阳方位角As：太阳光线在地平面上的投影线与 地平面正南线所夹的角
正午为0，下午为正，上午为负
计算公式
sinh s sin sin cos cos cos
7．21（大暑） 34°30′ 98°55′
9．23（秋分） 27°23′ 77°14′
16
5.5
15
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25.0 26.6 0
影长L=Hctghs 落影方位角A′s
±58.7 ±53.0 ±41.9 ±29.4 ±15.2 10.39H 4.08H 2.65H 2.14H 2.00H ∞ A′s=As+180
H——水平板至窗台的高（m）
hs——要遮挡的太阳光线高度角（°）
rs· w——太阳方位角与墙方位角之差（°）
垂直式遮阳板：
L⊥=Bctgrs· w
1 L B ctghs sin rs w
’
B——板面间净距离（m） L⊥’——垂直板上缘离窗上缘的距离 或下缘离窗台的距离（m）
挡板式遮阳板：
’
中午：hs=67° As=0° L_=1.6ctg67°×cos0°=0.68（m） D=1.6ctg67°×sin0°=0 L⊥=1.2ctg0°=∞
1 L 1.2 ctg 67 sin 0
’
（正午不适合用垂直式）
实际遮阳板挑出长度可减去墙厚 （太阳光线照在窗台内侧）
每小时以15°计算
P133表5—1
太阳高度角hs：太阳光线与地平面间的夹角 地平面为0，向天顶方向为正 太阳方位角As：太阳光线在地平面上的投影线与 地平面正南线所夹的角
正午为0，下午为正，上午为负
计算公式
sinh s sin sin cos cos cos
7．21（大暑） 34°30′ 98°55′
9．23（秋分） 27°23′ 77°14′
《建筑防热》课件
通风型
如通风砖、通风板等，通过通风换气来降低室内温度。
05
建筑防热设计案例
北京奥运会主体育场防热设计
总结词
环保理念、高科技材料、创新设计
详细描述
北京奥运会主体育场采用了环保理念，通过高科技材料和创新设计来实现防热效果。体育场屋顶采用了太阳能板 和节能材料，能够有效地吸收和转化太阳能，降低能耗。同时，体育场还采用了智能通风系统和自然采光设计， 进一步提高了建筑的防热性能和舒适度。
地面防热
地面材料选择
选择具有高热绝缘性的材 料，如草坪、地砖等，以 减少太阳辐射热量的吸收 。
地沟排热
通过地沟将地面热量排出 室外，以降低地面温度。
地面隔热
在地面下方设置隔热层， 如安装保温板、玻璃纤维 棉等，以阻止热量传递到 室内。
04
建筑防热材料ຫໍສະໝຸດ 墙体防热材料反射型
通风型
如铝箔、镀铝膜等，通过反射太阳光 来达到防热效果。
国家大剧院防热设计
总结词
自然采光、通风设计、智能调控
详细描述
国家大剧院的防热设计充分运用了自然采光和通风设 计。建筑的顶部采用了大面积的玻璃天窗，利用自然 光进行照明，减少了人工照明的能耗。同时，建筑的 通风系统也经过精心设计，利用自然风进行通风换气 ，提高了室内空气质量。此外，建筑还采用了智能调 控系统，可以根据室内外环境的变化自动调节建筑设 备的运行状态，进一步降低能耗和维护室内环境的舒 适度。
屋顶防热材料
反射型
如铝箔、镀铝膜等，通过反射太阳光来降低屋顶 温度。
隔热型
如保温材料、泡沫混凝土等，通过阻隔热量传递 来达到防热效果。
通风型
如通风瓦、通风板等，通过通风换气来降低室内 温度。
如通风砖、通风板等，通过通风换气来降低室内温度。
05
建筑防热设计案例
北京奥运会主体育场防热设计
总结词
环保理念、高科技材料、创新设计
详细描述
北京奥运会主体育场采用了环保理念，通过高科技材料和创新设计来实现防热效果。体育场屋顶采用了太阳能板 和节能材料，能够有效地吸收和转化太阳能，降低能耗。同时，体育场还采用了智能通风系统和自然采光设计， 进一步提高了建筑的防热性能和舒适度。
地面防热
地面材料选择
选择具有高热绝缘性的材 料，如草坪、地砖等，以 减少太阳辐射热量的吸收 。
地沟排热
通过地沟将地面热量排出 室外，以降低地面温度。
地面隔热
在地面下方设置隔热层， 如安装保温板、玻璃纤维 棉等，以阻止热量传递到 室内。
04
建筑防热材料ຫໍສະໝຸດ 墙体防热材料反射型
通风型
如铝箔、镀铝膜等，通过反射太阳光 来达到防热效果。
国家大剧院防热设计
总结词
自然采光、通风设计、智能调控
详细描述
国家大剧院的防热设计充分运用了自然采光和通风设 计。建筑的顶部采用了大面积的玻璃天窗，利用自然 光进行照明，减少了人工照明的能耗。同时，建筑的 通风系统也经过精心设计，利用自然风进行通风换气 ，提高了室内空气质量。此外，建筑还采用了智能调 控系统，可以根据室内外环境的变化自动调节建筑设 备的运行状态，进一步降低能耗和维护室内环境的舒 适度。
屋顶防热材料
反射型
如铝箔、镀铝膜等，通过反射太阳光来降低屋顶 温度。
隔热型
如保温材料、泡沫混凝土等，通过阻隔热量传递 来达到防热效果。
通风型
如通风瓦、通风板等，通过通风换气来降低室内 温度。
建筑物理环境 课件
由明到暗 ~ 5’ / 35’
电影院 酒吧间 隧道口
8. 建筑光环境控制 – 采光与照明
最低/平均 > 0.7
立体造型 / 材料质感
绘画 / 容貌 / 菜肴
30°内弱对比
全视野无眩光
照度数值 对象尺寸
均匀度 防眩光 方向性 显色性 环境比
数量 质量
指标 规定
各种 工作面
工作 照明
主题造型需暗衬 冷暖强弱层次分 布局对位合整体 透光泛光结构明 古典细部宜匀照 间接晕光情调生 背景杂陈艳光补 平衡日光塑中心
建筑物理环境
精选版课件
课程定位
政策 法规
技术
建筑
经济
设计
精神 诉求
行为 模式
物质 功能
活动 尺度
人体 工学
舒适 度
环境 心理
物理 环境
课程内容
建筑 热工
建筑 光学
建筑 声学
热工 建筑 建筑 基础 保温 防潮
综合 建筑 建筑 措施 防热 日照
光学 光源 环境 基础 灯具 照明
天然 工作 景观 采光 照明 照明
窗上部设反光板 折光 / 扩散玻璃
指标 不定
艺术法则 操作指南
环境 照明
空间 界面
普适性 / 方向性 衰减快 / 不均匀 纵向均匀补偿
侧窗
采光
亮度 均匀
灯具 保障 布置 距高比
灯具 宽配光 选择 间接型
与工作照明显著差异
亮度 变化
主次 层次
效果 模式
开敞感 ~ 近中等/边明亮→扩散外向/舒展 透明感 ~ 泛光/高亮/边界虚化→结构消解 私密感 ~ 中暗/边亮→洞观窥探 舞台感 ~ 近明亮/边中等→张扬表现 轻松感 ~ 整体低亮/柔晕无眩→雅静/舒适 活力感 ~ 工照高亮均匀/边墙变化→平衡/活跃 恐怖感 ~ 中亮边暗/ 外泄光影扭曲→变异
电影院 酒吧间 隧道口
8. 建筑光环境控制 – 采光与照明
最低/平均 > 0.7
立体造型 / 材料质感
绘画 / 容貌 / 菜肴
30°内弱对比
全视野无眩光
照度数值 对象尺寸
均匀度 防眩光 方向性 显色性 环境比
数量 质量
指标 规定
各种 工作面
工作 照明
主题造型需暗衬 冷暖强弱层次分 布局对位合整体 透光泛光结构明 古典细部宜匀照 间接晕光情调生 背景杂陈艳光补 平衡日光塑中心
建筑物理环境
精选版课件
课程定位
政策 法规
技术
建筑
经济
设计
精神 诉求
行为 模式
物质 功能
活动 尺度
人体 工学
舒适 度
环境 心理
物理 环境
课程内容
建筑 热工
建筑 光学
建筑 声学
热工 建筑 建筑 基础 保温 防潮
综合 建筑 建筑 措施 防热 日照
光学 光源 环境 基础 灯具 照明
天然 工作 景观 采光 照明 照明
窗上部设反光板 折光 / 扩散玻璃
指标 不定
艺术法则 操作指南
环境 照明
空间 界面
普适性 / 方向性 衰减快 / 不均匀 纵向均匀补偿
侧窗
采光
亮度 均匀
灯具 保障 布置 距高比
灯具 宽配光 选择 间接型
与工作照明显著差异
亮度 变化
主次 层次
效果 模式
开敞感 ~ 近中等/边明亮→扩散外向/舒展 透明感 ~ 泛光/高亮/边界虚化→结构消解 私密感 ~ 中暗/边亮→洞观窥探 舞台感 ~ 近明亮/边中等→张扬表现 轻松感 ~ 整体低亮/柔晕无眩→雅静/舒适 活力感 ~ 工照高亮均匀/边墙变化→平衡/活跃 恐怖感 ~ 中亮边暗/ 外泄光影扭曲→变异
建筑防热建筑通风PPT课件
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• 据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3~2/3、开口面积为地板面积的15%~25%时， 通风效率最佳。
第42页/共81页
①进风口和出风口的面积比
• 当进风口与出风口面积不等时，室内平均气流速度只取决 于较小的开口尺寸；至于较小的是进风口还是出风口，则 差别不大。但两者的相对大小对室内最大气流速度和流场 分布则有很大影响，多数情况下最大气流速度是随着出风 口与进风口的比值而增加的，室内最大气流速度通常出现 在接近进风口处。
• 4)门、窗相对位置以贯通为最好，减少气流的迂 回和阻力。纵向间隔墙在适当部位开设通风口或 可以调节的通风构造。
• 5)利用天井、小厅、楼梯间等增加建筑物内部的 开口面积，并利用这些开口引导气流，组织自然 通风。
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(3)房间的开口和通风构造措施
• 房间开口尺寸的大小，是如何影响风速及进风量的? • 开口大，则气流场较大；缩小开口面积，流速虽相对增加，但气流场缩小，如图1．4-23(a)、(b)所示。
第57页/共81页
• 而在图4.22中的状况与之恰恰相反 • 入气窗的位置相对外墙而言偏高，致 使下侧墙面的正压气流将进入室内的 气流向上方挤压，迫使气流向上流入 至天花板，并沿着天花板流到出气窗 而后流出到室外。
第58页/共81页
图4.23的情况则如图 4.21，这也再次说明气 流路径的偏向与出气口 无关，而是由迎风面墙 体进气洞口的位置决定。
第12页/共81页
第13页/共81页
以半穴居方式来防风的兰屿民居（中国台湾）
第14页/共81页
高 耸 屋 顶 的 To r a j a 族 民 居 只 能 出 现 于 无 台 同 地 （印度尼西亚苏拉威西）
• 据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3~2/3、开口面积为地板面积的15%~25%时， 通风效率最佳。
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①进风口和出风口的面积比
• 当进风口与出风口面积不等时，室内平均气流速度只取决 于较小的开口尺寸；至于较小的是进风口还是出风口，则 差别不大。但两者的相对大小对室内最大气流速度和流场 分布则有很大影响，多数情况下最大气流速度是随着出风 口与进风口的比值而增加的，室内最大气流速度通常出现 在接近进风口处。
• 4)门、窗相对位置以贯通为最好，减少气流的迂 回和阻力。纵向间隔墙在适当部位开设通风口或 可以调节的通风构造。
• 5)利用天井、小厅、楼梯间等增加建筑物内部的 开口面积，并利用这些开口引导气流，组织自然 通风。
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(3)房间的开口和通风构造措施
• 房间开口尺寸的大小，是如何影响风速及进风量的? • 开口大，则气流场较大；缩小开口面积，流速虽相对增加，但气流场缩小，如图1．4-23(a)、(b)所示。
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• 而在图4.22中的状况与之恰恰相反 • 入气窗的位置相对外墙而言偏高，致 使下侧墙面的正压气流将进入室内的 气流向上方挤压，迫使气流向上流入 至天花板，并沿着天花板流到出气窗 而后流出到室外。
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图4.23的情况则如图 4.21，这也再次说明气 流路径的偏向与出气口 无关，而是由迎风面墙 体进气洞口的位置决定。
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以半穴居方式来防风的兰屿民居（中国台湾）
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高 耸 屋 顶 的 To r a j a 族 民 居 只 能 出 现 于 无 台 同 地 （印度尼西亚苏拉威西）
建筑物理-热学课件-第五章
L H cot hs
As ' As 180 o
一天中，太阳高度角和方位角不断变化，棒影的端点也随 之变化。若绘制不同高度的棒影的端点。连成轨迹线，就 构成该地这一天不同棒高的棒影日照图。
棒影日照图连续地反映了某地不同高度的棒端影的变化。 1）它说明了某地某日某各时刻棒高H的影长及其方位； 2）通过棒高与影长的关系及棒影的方位，可以得到相应时 刻的太阳高度角及方位角。
时角——太阳所在的时圈与通过南
点的时圈所构成的夹角。
自天球北极看，顺时针方向为正， 逆时针方向为负。（上午为负，下 午为正） 时角表示太阳的方位。因为一天旋 转360度，因此一小时旋转15度。
15t, deg
t 为经过正南点至观察位置所经过的时间
用太阳高度角和方位角来确定太阳在天球中的位置。
太阳高度角——太阳直射光线与地平面
当地方经度在中心经度以西时，每经过1度减去4分钟， 当地方经度在中心经度以东时，每经过1度增加4分钟。
例：求广州地区当地平均太阳时为12h时，相当于北京标准 时间几点几分？
解：北京标准时间的子午圈经度为东经120度，广州经度为 113度19分。
To Tm 4(Lo Lm ) E p 12 4(120o 113o19') 12h27min
建筑物理（I）
— 建筑热工、建筑光学
浙江大学 建筑工程学院 建筑学系 建筑技术科学研究所
授课教师：葛 坚
第5章 建筑日照与遮阳
第1节 日照的基本原理
1. 日照的作用与建筑物对日照的要求
日照——阳光直射到物体表面的现象 建筑日照——阳光直射到建筑地段、建筑外围护结构表面、 房间内部的现象。
建筑日照主要研究太阳直射辐射对建筑物的作用和建筑物对 日照的要求。
5建筑物理(热工学)_建筑日照与 遮阳ppt课件
41
Energy 50% of all energy generated globally
is used to heat light and ventilate buildings
42
Scale Modelling
1. Sky Dome 2. Wind tunnel
43
WIND TUNNEL MODELLING
11
玻璃遮阳
普通玻璃
吸热玻璃
反射玻璃
12
窗口遮阳的作用与效果
＋ 遮挡太阳辐射
降低室内气温
－ 影响室内采光
影响室内通风
13
遮挡太阳辐射
14
降低室内气温
15
影响室内采光和通风
一般室内照度降低53％～73％（通过控制可见光 透过率保证室内采光）。 阻挡直射阳光，防止眩光。 使得室内照度分布更加均匀。 室内通风减弱22％～47％。
5
住宅日照标准在特定情况还应满足下列规定：
老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准 在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低 旧区改建的项目内新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日 日照1小时的标准
其他建筑日照标准：
宿舍半数以上的居室，应能获得同住宅居室空间相等的日照标准 托儿所幼儿园的主要生活用房，应能获得冬至日不小于3h的日照标准 老年人住宅、残疾人住宅的卧室、起居室、医院疗养院半数以上的病 房和疗养室，中小学半数以上的教室应能获得冬至日不小于2h的日照标准。
through flooding due to global warming
39
Timber 60% of global timber products end up in building construction and nearly
Energy 50% of all energy generated globally
is used to heat light and ventilate buildings
42
Scale Modelling
1. Sky Dome 2. Wind tunnel
43
WIND TUNNEL MODELLING
11
玻璃遮阳
普通玻璃
吸热玻璃
反射玻璃
12
窗口遮阳的作用与效果
＋ 遮挡太阳辐射
降低室内气温
－ 影响室内采光
影响室内通风
13
遮挡太阳辐射
14
降低室内气温
15
影响室内采光和通风
一般室内照度降低53％～73％（通过控制可见光 透过率保证室内采光）。 阻挡直射阳光，防止眩光。 使得室内照度分布更加均匀。 室内通风减弱22％～47％。
5
住宅日照标准在特定情况还应满足下列规定：
老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准 在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低 旧区改建的项目内新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日 日照1小时的标准
其他建筑日照标准：
宿舍半数以上的居室，应能获得同住宅居室空间相等的日照标准 托儿所幼儿园的主要生活用房，应能获得冬至日不小于3h的日照标准 老年人住宅、残疾人住宅的卧室、起居室、医院疗养院半数以上的病 房和疗养室，中小学半数以上的教室应能获得冬至日不小于2h的日照标准。
through flooding due to global warming
39
Timber 60% of global timber products end up in building construction and nearly
(完整word)建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第5章
第五章 建筑防热习 题5—1、试计算武汉地区（北纬30°）某厂房卷材屋顶的室外综合温度的平均值与最高值。
已知:I max =998W/m 2（出现在12点）；=I 326 W/m 2；t e ，max =37℃（出现于15点）；2.32=e t ℃；19=e α W/（m 2。
K ）； 88.0=s ρ解：1）室外平均综合温度，取t lr =3.5℃ 80.435.31932688.02.32=-⨯+=-+=lr e s e sa t I t t αρ ℃2）12.3119/88.0)326998(/)(max =⨯-=-=e S ts I I A αρ8.42.3237max .=-=-=e e te t t A48.68.412.31==te ts A A 所以取修正系数为0。
95 12.3495.0)12.318.4()(=⨯+=+=βts te sa A A At92.7712.348.43max .=+=+=sa sa sa At t t ℃5-2、试计算武汉地区某厂房在自然通风下屋顶的内表面温度状况。
其屋顶结构为：（1)钢筋混凝土板:厚度（2)泡沫混凝土隔热层:厚度（3）水泥砂浆抹平层：厚度（4）卷村屋面：厚度(水平面的太阳辐射和室外气温资料参照习题5-1;其他条件可自行假设）.5—3、设北纬30°地区某住宅朝南窗口需设遮阳板,求遮挡七月中旬9时到15时所需遮阳板挑出长度及合理形式.已知窗口高1。
8米,宽2.4米，窗间墙宽1。
6米，厚0。
18米。
5—4、试从隔热的观点来分析:（1）多层实体结构;(2)有封闭空气间层结构;（3）带有通风间层的结构；它们的传热原理及隔热的处理原则。
答:1、多层实体结构它的传热主要是实体结构的导热，在进行隔热处理时可通过增加实体结构的热阻,以降低结构的导热系数，从而增加隔热能力；2、有封闭空气间层结构它的传热主要是间层中的辐射传热，在进行隔热处理时可在间层壁面贴辐射系数小的反射材料,以减小辐射传热量，从而增加隔热能力；3、带有通风间层的结构它的传热主要是对流传热，当室外空气流经间层时，带走部分从面层传下的热量，从而减少透过基层传入室内的热量.因此，可通过增加间层的通风量，来达到隔热的目的。
建筑物理刘加平(第四版)
3
保温材料与构造
2）提高窗框保温性能
木制窗框保温性能较好，但现代建筑多用金属窗框，传 热系数较大。因此我们可从几方面提高窗保温性能1、实腹 型材改为空心型材；2、采用塑料构件；3、断桥隔热复合层或多层玻璃。保温性能较高的玻璃：Low-E中 空玻璃、惰性气体的Low-E中空玻璃、两层或多层中空玻璃 与Low-E膜。
• 寒冷区：最冷月平均温度 0～－10 ℃ ，日平均气温 ≤5 ℃的天
数在90—145天的地区； • 夏热冬冷区：最冷月平均温度0～10 ℃ ，最热月平均温度25℃～ 30℃； • 夏热冬暖区：最冷月平均温度大于10 ℃ ，最热月平均温度25℃～ 29℃；日平均气温 ≥25 ℃的天数在100—200天，夏季防热、冬季 可不保温； • 温和地区：最冷月平均温度0～13 ℃ ，最热月平均温度18℃～ 25℃。日平均气温 ≤5 ℃的天数在0—90天
外粉 墙 砖砌 体 内粉 墙 隔汽 层 保温 层
单设保温层结构示例
3
保温材料与构造
3）保温与承重相结合。如
空心板、多孔砖、混凝土空心砌 块，轻质实心砌块——低层、多 层、墙承重。
空心砌块保温与 承重结合构造
4）混合型构造
当单独用某一种方 式不能满足保温要求， 1 或为达到保温要求而造 成技术经济上不合理时， 2 往往采用混合型保温构 造。例如既有实体保温 3 层，又有空气层和承重 层的外墙或屋顶结构。 如图是一个200C的恒温 车间外墙构造。
2
非透明围护结构的保温与节能
3.2.4 楼地面的保温节能与热舒适性
1）楼面的热工设计
木地面吸热指数B=10.5，水磨石地面B=26.8
2
非透明围护结构的保温与节能
实验证明，地面对人体热舒适感和健康影响最大的 是厚度约为3~4cm的面层材料。由此
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5.1.1热气候特征与我国炎热地区的范围
• 湿热区建筑设计防热措施：
• （1）防止日辐射：周围环境要绿化；窗口要 遮阳；外围护结构要隔热；朝向要合理。
• （2）争取自然通风：房屋间距、布局要合理； 建筑低层架空；设通风屋顶、通风幕墙。
• (3)防治夏季结露。
பைடு நூலகம்
热气候特征与建筑设计原则
气候类型 特点要求
2）防热的被动式措施
A) 对建筑物的朝向和总体布局进行合理安排。减弱 室外的热作用。
B) 正确选择外围护结构的材料及隔热形式。 C) 房间的自然通风，排除房间余热。 D)窗口遮阳，阻挡直射阳光进入室内。 E)利用夜间对流、被动蒸发冷却、地冷空调等自然
能防热降温。
5.1.2 室内过热的原因和防热的途径
湿热气候区
干热气候区
气候特点
温度日较差小，气温最高38℃以下，温度 日振幅7℃以下。湿度大，相对湿度一般 在75%以上，雨量大，吹和风，常有暴风 雨
温度日较差大，气温常达到38℃上，且日 振幅常在7℃以上。湿度小、于燥，降雨少， 常吹热风并带沙
争取自然通风好的朝向，间距稍大些，布 布局较密形成小巷道，间距较密集，便于
建筑低层架空—防潮、通风
和平饭店屋顶花园
设置内庭花园或屋顶花园,减少室内 太阳辐射得热
建筑低层架空—防潮、通风 ---勒.柯布西耶的作品，法国萨伏伊别墅
勒.柯布西耶的作品是哲理与诗意的融合，深含着对自然环 境的弄情。 选择平整开阔建造用地和白色的建筑色彩—建 筑形象清晰明确，周围环境起到了衬托作用。他提出的“新 建筑五点”中的底层架空和屋顶花园，本意就是增加绿化面 积。周围景观与建筑造型看似毫无关联，却成了室内与屋顶 的视觉景观的延伸，从屋顶、从每一扇窗都能看到美丽的花 园。
群体布置 局较自由，房屋要防西晒，环境要有绿化、 相互遮挡；要防止热风，注意绿化
设
水域
外部较开敞，亦有设内天井，注意庭园布 外封闭、内开敞，多设内天井平面形式有
计 建筑平面 置。设置凉台；平面形式多条形或竹筒形， 方块式、内廊式，进深较深。防热风，开
多设外廊或底层架空，进深较大
小窗。防晒隔热
遮阳、隔热，防潮、防霉，防雨、防虫， 防热要求较高，防止热风和风沙的袭击，
5.1.1热气候特征与我国炎热地区的范围
这些地区的热气候特征 • 气温高且持续时间长。日平均气温≥25℃
的天数，每年约有100~200d。 • 太阳辐射强度大，水平辐射强度最高约为
930~1045W/m2. • 相对湿度大,最热月的相对湿度在80%-
90% • 季风旺盛.风速平均1.5-3.7m/s
干热区 安纳沙兹人的“悬崖宫殿”
新 疆 民 居
5.1.2 室内过热的原因和防热的途径
1）室内过热的原因：
• 在太阳辐射和室外气温的作用下，使得围护结构内表面及室内 空气温度升高。
• 通过窗口进入室内的太阳辐射热，（包括建筑物墙面、地面吸 收太阳辐射热温度升高后，又向外辐射的热量）进入窗口，使 部分地面、家具等吸热升温，加热室内空气。
原 建筑措施 并争取自然通风
宜设置地下室或半地下室以避暑
建筑形式 开敞轻快，通透淡雅 则
严密厚重，外闭内敞
材料选择
现代轻质隔热材料、铝箔、铝板及其复合 隔热板
热容量大、外隔热、白色外表面、混凝土、 砖、石、土
自然能 夜间强化通风、被动蒸发冷却、地冷空凋 被动蒸发冷却、长波辐射冷却、夜间通风、
源利用
地冷空调
干热地区建筑特色： • 干热区气候干燥、气温高、温度日较差大，
晴朗少云， 吹热风并带沙尘。
干热地区建筑特色
建筑特色：墙厚少开窗或开小窗；外围护结构隔热要求 高；内庭周围多设走廊，庭院内种植物和设置水池以调 节干热的气候； 在干热地区，生土建筑对调节室内气温起的作用很大。 如一昼夜室外气温波动在40℃~18℃之间，而室内气温 的波动仅在29℃~24℃之间，房间内部温度较为稳定， 具有一定的空调作用。
永定土楼位于闽西龙岩地 区的永定，分布着客家民 居建筑群，它们被统称为 “永定土楼”。它起源于 唐代，元末明初时慢慢被 当地所接受，并且广泛流 传。现在永定土楼以历史 悠久、风格独特、规模宏 大、结构精巧等特点屹立 于世界民居建筑艺术之林
永定客家土楼具有通风、采光、防 水、抗震、隔热等功能，而这些功 能的形成与当地地理环境有着密切 的关系。
热气候称干热气候。 • 我国炎热地区指常年最热月份平均气温高于或等于25℃的
地区。其范围主要包括长江流域的江苏、浙江、安徽、江 西、湖南、湖北和四川盆地；东南沿海的福建、广东、海 南和台湾及广西、云南、贵州。 • 这些 地区因受东南季风和海洋暖气团北上的影响，以及强 烈的太阳辐射和下垫面共同作用，使得气候炎热，夏季时 间长，如不采取防热措施，势必造成室内过热，严重影响 人们的生活、工作，甚至人体健康。
5.1.1热气候特征与我国炎热地区的范围 湿热地区建筑特色
布置灵活、平面开敞、设置内庭花园或屋顶花园，底层 架空。设有阳台、凉台、遮阳板、离雨飘檐及通风屋顶。
湿热区的“干阑”建筑--西双版纳地区
湿热区的“干阑”建筑
热带雨林湿热区-----苏门达腊岛及我国黎族的 船形住屋
热带雨林湿热区-----苏门达腊岛及我国黎族的 船形住屋
• 自通通风过程中带进带出的热量。 • 室内生产或生活过程中产生的余热，包括人体散热。
5.1.2 室内过热的原因和防热的途径
建筑防热的主要任务： 尽可能的减弱不利的室外热作用的影响，使
室外热量少传入室内，并使室内热量尽快散发 出去，以免室内过热。
即：得热少、降热快！
5.1.2 室内过热的原因和防热的途径
第一篇、建筑热工学
第五章 建筑防热与节能
5.1 热气候特征与防热途径 5.2 屋顶与外墙的隔热设计 5.3 窗口遮阳 5.4 房间的自然通风 5.5 自然能源利用与防热降温 5.6 空调建筑节能设计
5.1 热气候特征与防热途径
• 5.1.1热气候特征与我国炎热地区的范 围
热气候有干热和湿热之分。 • 温度高、湿度大的热气候称湿热气候；温度高而湿度低的
3）防热的主动式措施
A) 机械通风降温 B)空调设备降温
要综合考虑隔热、自然通风、窗口遮阳和环境绿化
5.2 屋顶和外墙的隔热设计