建筑热工学
1.1建筑热工学基础
房格尔根据人体舒适时，人体热感觉与上 述六个参数的定量关系，建立起PMV指标系统， 把PMV系统值按人的热感觉分成七个等级， PMV指标与热感觉的关系见表：
PMV值与人体热感觉的关系
PMV 热感 觉 -3 寒冷 -2 冷 -1 稍冷 0 适中 1 稍热 2 热 3 炎热
房格尔通过大量实验获得在PMV值上感到不 满意等级的热感觉人数占全部人数的百分比 即预测不满意百分比（PPD），绘出了PMVPPD曲线，从而形成了PMV-PPD评价办法。
1）有效温度ET （Effective Temperature） 1. 1923~1925，美国，Yaglon提出。 2. 包含因素：气温、空气湿度和气流速度。 3. 评价依据：人的主观反映。
B室 A室 相对湿度 相对湿度为100% 气流速度 气流速度为0.1m/s 温度？ 温度 为B室的有效温度 图1-2有效温度的定标实验
相对湿度( )能够恰当地表示空气的干、湿 程度。建筑热工设计中广泛使用。 绝对湿度( f )是空气调节工程设计的重要参 数。
3)露点温度
• 由（1-6）式，T降低，Ps减小。含湿量不 变，当φ=100%时，继续降温，水蒸气析出， 此时温度为“露点温度”。 露点温度是在大气压力一定、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。用td（℃）表示。 • 冬天在寒冷的地区，窗玻璃内表面冷凝水、 霜。
• 早先温度指标不包括辐射热的作用，后来 做了修正，用黑球温度代替空气温度，称 为新有效温度。 黑球温度也叫实感温度,标志着在辐射热环 境中人或物体受辐射和对流热综合作用时, 以温度表示出来的实际感觉。所测的黑球 温度值一般比环境温度也就是空气温度高 一些。
新有效温度与热感觉关系：
建筑热工学
建筑物理与建筑设备辅导之建筑热工学(1)第一章建筑热工学建筑热工学的主要任务是以热物理学、传热学和传质学作为理论基础，应用已揭示的传热、传质规律，通过规划和建筑设计上的手段有效地防护和利用室内、外气候因素，合理地解决建筑设计中围护结构的保温、隔热和防潮等方面的间题，以创造良好的室内气候条件，节约能源并提高围护结构的耐久性第一节建筑热工学基本原理一、传热方式热量的传递称为传热。
根据传热机理的不同，传热的基本方式分为导热、对流和辐射。
(一)导热(热传导)导热是指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体直接接触而发生的传热现象1.傅立叶定律导热基本定律，即傅立叶定律的数学表达式为：式中 q——热流密度(热流强度)，单位时间内，通过等温面上单位面积的热量，单位为W/m2——温度梯度，温度差△t与沿法线方向两个等温面之间距离△n的比值的极限，单位为K/mλ——材料的导热系数，单位为W/(m·K)均质材料物体内各点的热流密度与温度梯度成正比，图1-1 等温面示意图但指向温度降低的方向。
式(1-1)中的负号表示热量的传递方向和温度梯度的方向相反。
2.导热系数表征材料导热能力大小的量是导热系数，单位是W/(m·K)。
其数值是物体中单位温度降度(即1m厚的材料的两侧温度相差1oC时)，单位时间内通过单位面积所传导的热量。
各种材料导热系数入的大致范围是：气体： 0.006～0.6 W/(m·K)液体： 0.07～0.7 W/(m·K)金属： 2.2～420 W/(m·K)建筑材料和绝热材料：0.025～3 W/(m·K)空气在常温、常压下导热系数很小，所以围护结构空气层中静止的空气具有良好的保温能力。
材料的导热系数不但因物质的种类而异，而且还和材料的温度、湿度、压力和密度等因素有关。
而影响导热系数主要因素是材料的密度和湿度。
(1)密度。
一般情况下，密度小的材料导热系数就小，反之就大。
（整理）建筑热工学基础
（整理）建筑热⼯学基础第⼀章建筑热⼯学基础⼀、传热的基本知识⼆、平壁的稳定传热过程三、封闭空⽓间层的传热四、周期性不稳定传热五、湿空⽓的概念及蒸汽渗透阻的概念第⼆章建筑热⼯设计⼀、建筑热⼯设计中常⽤名词的解释⼆、建筑热⼯设计中常⽤参数的计算第三章、建筑节能设计⼀、建筑节能设计的意义⼆、建筑节能设计的⼀般要求第⼀章建筑热⼯学基本知识⼀、传热的基本知识1、为什么会传热？传热现象的存在是因为有温度差。
凡是有温度差存在的地⽅就会有热量转移现象的发⽣，热量总是由⾃发地由⾼温物体传向低温物体。
2、传热的三种基本⽅式及其区别导热—指温度不同的物体直接接触时，靠物质微观粒⼦的热运动⽽引起的热能转移现象。
它可以在固体、液体和⽓体中发⽣，但只有在密实的固体中才存在单纯的导热过程。
对流—指依靠流体的宏观相对位移，把热量由⼀处传递到另⼀处的现象。
这是流体所特有的⼀种传热⽅式。
⼯程上⼤量遇到的流体留过⼀个固体壁⾯时发⽣的热流交换过程，叫做对流换热。
单纯的对流换热过程是不存在的，在对流的同时总是伴随着导热。
辐射—指依靠物体表⾯向外发射热射线（能显著产⽣热效应的电磁波）来传递能量的现象。
参与辐射热换的两物体不需要直接接触，这是有别于导热和对流换热的地⽅。
如太阳和地球。
实际上，传热过程往往是这三种传热⽅式的两种或三种的组合。
3、温度场的概念实际的温度往往都是变化的，各点的温度因位置和时间的变化⽽变化，即温度是空间和时间的函数。
在某⼀瞬间，物体内部所有各点温度的总计叫温度场。
若温度是空间三个坐标的函数，这样的温度场叫三向温度场；当物体只沿⼀个⽅向或两个⽅向变化时，相应地称做⼀向或⼆向温度场。
物体的温度随时间变化的温度场叫不稳定温度场，反之为稳定温度场。
⼆、平壁的稳定传热过程室内、外热环境通过围护结构⽽进⾏的热量交换过程，包含导热、对流及辐射⽅式的换热，是⼀种复杂的换热过程，称之为传热过程。
温度场不随时间⽽变化的传热过程叫做稳定的传热过程。
建筑热工学-1室内外热环境
部位
冷点
热点
部位
冷点
热点
前额
5.5-8.0
鼻子
8.0
1.0
嘴唇
16.0-19.0
脸部其他部位 8.5-9.0
1.7
胸部
9.0-10.2
0.3
手背
7.4
0.5
手掌
1.0-5.0
0.4
手指背
7.0-9.0
1.7
手指肚
2.0-4.0
1.6
大腿
4.5-5.20.4腹部源自8.0-12.5小腿
4.3-5.7
后背
7.8
22
人体的能量代谢率 影响因素： 肌肉活动强度（主要因素） 环境温度（偏高、偏低都增加代谢率） 性别（男性高于女性） 年龄（少年高于老人） 神经紧张程度（紧张时代谢率高） 进食后时间的长短等（进食后代谢率增加，蛋白质代谢率高）
23
人体与外界的热交换 人体与外界的热交换形式：
▪ 对流换热 ▪ 辐射换热 ▪ 出汗蒸发 ▪ 呼吸散热
外层温度指皮肤表面到 10 mm 以内的部 分，通常包括皮肤，皮下脂肪和表层的 肌肉。皮肤温度与外界环境有关，日夜 有1℃以内的波动。
我国正常成年人的体温(℃)
平均量
变动范围
腋温
36.8
36.0~37.4
口温
37.2
36.7~37.7
肛温
37.5
36.9~37.9
19
垂直温差对人热舒适的影响 当受试者处于热中性状态时，头足温差仍然使人感到不舒适。
从人体热舒适考虑，单纯达到热平衡是不够的，∆q＝0并不一定表示人体 处于舒适状态。还应当使人体与环境的各种方式换热量限制在一定的范围内。 据研究，在人体达到热平衡状态时，当对流换热约占总散热量的25％-30％、 辐射散热量占45％-50％、呼吸和有感觉蒸发散热量占25％-30％时（称为正常 比例散热），人体才能达到热舒适状态，这一条件则是人体热舒适的充分条件。
5 建筑热工学
温差修正系数n值
围护结构及其所处情况 序 号 1 2 3 外墙、平屋顶及与室外空气直接接触的楼板等 带通风间平屋顶、坡屋顶顶棚及与室外空气相通的不采暖地 下室上面的楼板等 与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙： 1~6层建筑 7~30层建筑 1.00 0.90 0.60 0.50 n值
4
不采暖地下室上面的楼板： 外墙上有窗户时 外墙无窗且位于室外地坪以上时 外墙无窗且位于室外地坪以下时
建筑平面
建筑措施 建筑形式 材料选择
遮阳、隔热、防潮、防霉、防雨、 防热要求高，防止热风和风沙袭击， 防虫、争取自然通风 宜设置地下室或半地下室以避暑 开敞轻快，通透淡雅 轻质隔热材料、铝箔、铝板及其 复合隔热板 严密厚实，外闭内敞 白色外表面，混凝土、砖、石、土等 热容量大的隔热材料
43
室内热量来源:
热气候特征:
日最高温（℃） 温度日振（℃） 相对湿度（%） 年降雨量（mm） 风
40
热气候地区:
41
建筑特征:
42
建筑设计原则:
设计内容 湿热气候区 干热气候区
群体布置
争取自然通风好的朝向，间距稍 布局较密形成小巷道，间距较密集， 大些布局较自由，房间要防西晒， 便于相互遮挡；防止热风，注意绿化 环境要有绿化、水域 外部较开敞，亦设内天井，注意 庭院布置。设置凉台；平面形式 多条形或竹筒形，多设外廊或底 层架空，进深较大 外封闭、内开敞，多设内天井，平面 形式有方块式、内廊式，进深较深。 防热风，开小窗。防晒隔热
(m 2 K / W )
18
由于 R0min R0 , 所以墙体满足热工要求。
2. 建筑节能设计标准规定
规定:
总能耗指标(耗煤量指标, 耗电量指标)
建筑物理——建筑热工学基本知识
2.1室内热环境
•本节要点：
1.人体热平衡；
2.室内热环境因素；
3.室内热环境评价。
2.1.1人体热平衡人Fra bibliotek与机器比较热能机:燃料产热做功散热
人体:食物产热生命活动散热
发热体,散热体,恒温体
人体热平衡:产热量=散热量人体健康基本条件
人体热平衡天平：
动态热平衡
人体具有热调节方式:生理调节环境变冷(热)
饱和水蒸气分压力Ps空气容湿能力气温
描述:风向,风来的方向
风速单位:m/s
类型: (1)大气环流(2)季风(3)地方风
2.2.2建筑热工设计气候分区
皮肤毛细血管收缩(膨胀)
血流量减少(增加)
皮肤温度下降(上升,出汗)
保持热平衡
主观调节活动衣服
2.1.2人体热感觉影响因素
散热方式环境因素得/失热
对流空气温度、空气流速人体温度>空气温度失热
辐射壁面温度同上
呼吸空气温度、湿度失热
蒸发无感觉蒸发
出汗
思考题：
•室内热环境因素中,通过建筑设计能够最有效改善的有哪些因素？
建筑热工学基本知识
29
一日的气温还受到大气中云层的影响。由 于水蒸气凝结成云，能够阻断并吸收相当 多的辐射热，因此在多云的日子，白天的 太阳日射被遮蔽使气温不会上升。夜间自 地表放出的热为云层所吸收，部分又会射 回地表面，因此气温下降不大。所以多云 的日子日较差较小。
别。 5、白天与晚上不同。 4、•••••• 为什么？
24
气温的日变化： 白天地表因受到光照日射而温度上
升，然后会放热使大气获得热量而增温。 而夜间因为日射消失，使地表冷却，因 此气温也跟着下降。气温的日变化如图 1-31所示，呈正弦曲线
25
26
从图1-31气温日变化曲线可以看出： 1、气温日变化中有一个最高值和最低值。
❖ 建筑热工设计的理论基础，是建筑热工学。
3
❖ 第一节 热环境概述
❖ 一、概述
❖ 1、热工学研究对象：建筑热环境
❖
----影响人体冷热感 的环境
❖
❖ 2、热环境：-----室内热环境（热气候）
❖
-----室外热环境（热气候）
4
3、热工学的任务。。。。。。
。。。 A、创造良好的健康舒适热 环境 ____________本课程的研究任务
11
12
八、 热环境气候
♣气候可以看作围绕建筑物的媒介，通过建筑物 的开口与室内相通或通过不透气的外壳传热；而 室内人员周围的环境则是室外环境的延续。
♣全球气候系统以太阳能、加热的陆地和水体为 动力。大气中空气团在陆地与水体的上空对流， 形成了水的蒸发和降雨过程，导致空气温度和大 气压力发生变化，所有这些组成了以空间和时间 变化为特征的气候系统。
16
1、太阳辐射中的热辐射
03热工学基本知识
λ值与材料的容重、温度和湿度相关：1、一般，容重小， λ 值也小，但容重降低到一定程度以后，继续降低容重， λ值 反而增大 ；2、湿度越大， λ值越大；3、金属的λ值随温度 增加而减少，非金属的λ值随温度的降低而增加。
材料的导热系数及其影响因素：
（2）材料干密度的影响 干密度：材料的密实程度。 最佳干密度：导热系数最小时的干
黑体的全辐射力：黑体不但能将 一切波长的外来辐射全部吸
收，而且能向外发射一切波长的辐射。单位时间内在物体单 位表面积上辐射的波长从0~ ∞范围的总能量，称为黑体的全 辐射力。 斯蒂芬—波尔兹曼定律：
Eb
Cb
Tb 100
4
C b5.68 W /(M 2•K 2) 黑体的辐射系数
特点：辐射换热时有能量转化：热能 --辐射能- 热能
参与换热的物体无须接触。
一切物体，不论温度高低都在不停地对外辐射电磁波，辐 射换热是两物体互相辐射的结果。
高温
低温
辐射能的吸收、反射和透射
物体对外来射线的反应遵循与可见光相同的规律。
设有能量为I0 的热射线投射到物体表面，则其中
Ir 被反射，Ia 被吸收，It 可能透过物体。
对流换热计算公式：
qc ac(t)
对流换热系数 a c
对流换热系数包含了影响对流换热强度的一切因素，因此 不是一个固定不变的常数，而是一个取决于许多因素的物 理量。
建筑维护结构的对流换热的传热量：
（1）自然对流换热：因温差而引起的对流换热。
对流换热系数: 当平壁处于垂直状态时:
c 24t
当平壁处于水平状态时：
物理意义：材料单位厚 度的温度差为1k时，在 1h内通过1m2表面积的 热量。
建筑物理复习(建筑热工学)..
第一篇 建筑热工学第1章 建筑热工学基础知识1.室内热环境构成要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成。
2.人体的热舒适①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量。
m q ——人体新陈代谢产热量e q ——人体蒸发散热量r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量②充分条件：所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30% ，辐射散热约为45-50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%。
处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。
（注意与“负热平衡区分”）③影响人体热舒适感觉的因素：1.温度；2.湿度；3.速度；4.平均辐射温度；5.人体新陈代谢产热率；6.人体衣着状况。
3.湿空气的物理性质①湿空气组成：干空气+水蒸气=湿空气②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。
⑴未饱和湿空气的总压力：w P ——湿空气的总压力（Pa ） d P ——干空气的分压力（Pa ） P ——水蒸气的分压力（Pa ）⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力注：标准大气压下，s P 随着温度的升高而变大（见本篇附录2）。
表明在一定的大气压下，湿空气温度越高，其一定容积中所能容纳的水蒸气越少，因而水蒸气呈现出的压力越大。
③空气湿度：表明空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法。
⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量，用f 表示（g/m 3）。
饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f （g/m 3）表示。
⑵相对湿度：一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f ，与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比：⑶同一温度（T相对湿度又可表示为空气中P ——空气的实际水蒸气分压力 （Pa s P ——同温下的饱和水蒸气分压力 （Pa ）。
（注：研究表明，对室内热湿环境而言，正常湿度范围大概在30%~60%。
第一篇-建筑热工学
C Cb
或C
Cb
比值ε称为发射率或黑度
温度不同时，其光谱中的波长特性也不同，温度增加，短波成
分增强。
2898 m
T
T为物体表面的绝对温度，K。
2、物体表面对外来辐射的吸收与反射特性
任何物体不仅具有本身向外辐射的能力，而且对 外来的辐射具有吸收性和反射性，某些材料还有透射 性。（绝大多数建筑材料对热辐射不透明）。
1 2
3
λ
黑体、灰体、非灰体单色辐射的对比
1—黑体； 2—灰体； 3—非灰体
（2）斯蒂芬—波尔兹曼定律：黑体和灰体的全辐射能力与其表 面的绝对温度的四次幂成正比 即：
其中：C—物体的辐射系数， W/m2k4 T—物体表面的绝对温度，K
E C
T
4
100
黑体的辐射系数Cb=5.68，灰体的辐射系数C
导热系数λ的大小：
金属最大
——
非金属和液体次之 ——
气体为最小
——
隔热材料
——
建筑材料和绝热材料——
λ=2.2～420 λ=0.07～0.7 λ=0.006～0.6 λ﹤0.25。 λ=0.025～3
导热系数与温度的关系:
0 bt
其中： λ0为00C时的导热系数； b为实验测定的常数。
二、 对 流
1）分类 —按物体的辐射光谱特性
黑体：
能发射全波段的热辐射，在相同的温度条件下，
辐射能力最大。
灰体：
其辐射光谱具有与黑体辐射光谱相似的形状，且对 应每一波长的单色辐射力，与同温度同波长的黑体 的的比值ε为一常数。
即： 其中
E 常数
E,b 称为发射率或黑度
非灰体：只能发射某些波长的辐射线。
建筑物理复习(建筑热工学)..
第一篇 建筑热工学第1章 建筑热工学基础知识1.室内热环境构成要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成。
2.人体的热舒适①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量。
m q ——人体新陈代谢产热量e q ——人体蒸发散热量r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量②充分条件：所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30% ，辐射散热约为45-50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%。
处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。
（注意与“负热平衡区分”）③影响人体热舒适感觉的因素：1.温度；2.湿度；3.速度；4.平均辐射温度；5.人体新陈代谢产热率；6.人体衣着状况。
3.湿空气的物理性质①湿空气组成：干空气+水蒸气=湿空气②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。
⑴未饱和湿空气的总压力：w P ——湿空气的总压力（Pa ） d P ——干空气的分压力（Pa ） P ——水蒸气的分压力（Pa ）⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力注：标准大气压下，s P 随着温度的升高而变大（见本篇附录2）。
表明在一定的大气压下，湿空气温度越高，其一定容积中所能容纳的水蒸气越少，因而水蒸气呈现出的压力越大。
③空气湿度：表明空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法。
⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量，用f 表示（g/m 3）。
饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f （g/m 3）表示。
⑵相对湿度：一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f ，与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比：⑶同一温度（T相对湿度又可表示为空气中P ——空气的实际水蒸气分压力 （Pas P ——同温下的饱和水蒸气分压力 （Pa ）。
（注：研究表明，对室内热湿环境而言，正常湿度范围大概在30%~60%。
建筑热工学-建筑热工学基础知识
平行于固体壁面流动的流体薄层，叫“层流边界层”。
对流换热过程：（如图7-4）
倾斜直线
区—层流边界层；
抛物线区—流体核心
部分 ；
水平线区—过度区 。
对流换热计算公式：
qc
ac(t)1t
t
Rc
ac
对流换热系数
对流换热热阻
建筑热工学-建筑热工学基础知识
确定对流换热系数αc：
对流换热系数
包含了影响对流换热强度的一切因素。建筑热工学中常遇
建筑热工学-建筑热工学基础知识
经过单层平壁导热：
设一单层匀质平壁（如图7-2），厚 d
平壁内、外温度为 θi 、 θe （设 θi > θe , 且均不随时间变化）。
这是一稳定导热问题，实践证明，通过
壁体的热流量Q 满足下面关系式：
Q
d
(i
e)
单位时间内通过单位面积的热流量，称为热流强度。
qd(i e)i e
建筑热工学-建筑热工学基础知识
特点：
（1）辐射换热中伴随有能量形式的转化： 一物体内能电磁波另一物体内能； （2）电磁波可在真空中传播，故辐射换热不需 有任何中间介质，也不需冷热物体直接接触； （3）一切物体，不论温度高低都在不停地对外 辐射电磁波，辐射换热是两物体互相辐射的结果。
高温
低温
建筑热工学-建筑热工学基础知识
研究室内热环境的目的：
使室内的热湿效果适合人民生活、工作和生产的需要。
影响室内气候的因素： 室内外热湿作用 建筑规划设计 材料性能及构造方法、设备等
建筑热工学-建筑热工学基础知识
2）对室内气候的要求： 室内气候对人体的影响主要表现在冷热感。冷热感取决于 人体新陈代谢产生的热量和人体向周围环境散热量之间的 平衡关系，如图。
热工学-第1章-建筑热工学基本原理
③直射辐射与散射辐射
▲太阳辐射在透过大气层到地面的过程中又受到大气 层中臭氧、水蒸气、二氧化碳等的吸收和反射而减弱。 其中一部分穿过大气层直接辐射到地面的称为直射辐 射；被大气层吸收后，再辐射到地面的称为散射辐射。
第一节 室外热环境 一、地区性气候及其特征对建筑的影响
1、气候因素（日照、降水、温度、湿度等）直接影响建筑 的功能、形式、围护结构。决定了建筑的形式是紧凑的还 是疏松的？是封闭的还是开敞的？是厚重的还是轻盈的？ 是平屋顶还是坡屋顶……所有这些构成了乡土建筑的最基 本特征。
2、气候与其它相关因素共同影响建筑。例如气候条件决 定了一个地区的水源、植被状况，对地质土壤也有一定程 度的影响，从而大体上限定了该地区的建筑材料。
夏热冬冷地区
温和地区 夏热冬暖地区
第一节 室外热环境 四、影响建筑设计的气候因素
我国幅员辽阔，地形复杂，各地区气候差异悬殊，北方的 大陆性气候、沿海的海洋性气侯、南方的湿热气候、云南 的高原气候、四川的盆地气候、吐鲁番的沙漠性气候等。
结合气候设计的五大要素：
1、太阳辐射 2、空气温度 3、气压与风 4、大气湿度 5、降水
第一节 室外热环境 四、影响建筑设计的气候因素 1、太阳辐射
➢太阳是一个直径相当于地球110倍的高温气团，其表面 温度约为6000K左右，内部温度则高达2×107K。
➢太阳表面不断以电磁辐射形式向宇宙空间发射出巨大的 能量，其辐射波长范围为从波长为0.1m的X射线到波长达 100m的无线电波。
➢地球接受的太阳辐射能约为1.7×1014kw，占太阳辐射总 能量的二十亿分之一左右。
建筑热工学第建筑保温
以选择的灵活性较大，不管 是板块状，纤维状以至松散 颗粒状材料均可应用。
外粉 墙
砖砌 体
内粉 墙
隔汽 层
保温 层
单设保温层结构示例
2.2.5 围护结构保温构造
③复合构造
当单独用某一种方式不能满足保温要求，或为到达保温要求 而造成技术经济上不合理时，往往采用混合型保温构造。例如 既有实体保温层，又有空气层和承重层的外墙或屋顶结构。
2、最小附加热阻
墙角附加保温层的长度l不应小于 墙厚d的倍。
外墙交角保温
其他外墙角保温层做法参考图，p74。
外墙交角保温
其他外墙角保温层做法参考图，p74。
热桥保温
2.3.4 地面的保温 地面的热工性能对人体的热舒适影响较大。据测定，裸 足直接接触地面散失的热量，约为人体向其他部位散热 量的1/6。
2 建筑保温
2.1 建筑保温的途径
1〕建筑体型的设计，应减少外围护结构的总面积
QqF
当温差一定时，总传热量与面积 成正比。因此，减少建筑物的总 面积也就能减少能耗，既能节省 开支又能节约能源。
Q：总传热量〔w·h〕
q：单位时间单位面积的传热 量〔w/㎡〕
τ：传热时数〔h〕
F：围护结构的总面积〔 ㎡ 〕
〔4〕增强围护结构的密闭性，防止冷风渗透的不利影响。
具体措施：合理布置竖向交通井。 楼梯、电梯以及内天井等上下 联系的空间，高度大，能显著 增加由热压引起的冷风渗透。
高层建筑的竖向交通井如果正 对主入口设计，将大大增加不 必要的冷风渗透。
因此应将门厅和电梯井之间有 一段缓冲距离。
华尔斯酒店大堂
2.1 建筑保温的途径
2.1 建筑保温的途径
建筑热工学
室内热环境综 合评价
室内热环境的 影响因素
乘以100；
由于该指标以蒸发为依据，只适用于空气温度偏高，即20 ℃-50℃，并且衣着单薄的情况.
1.1.1 室ห้องสมุดไป่ตู้热环境
30
室内热环境组 成因素 人体热平衡与 热舒适 人体热平衡的 影响因素
4.室内热环境综合评价 热应力指数(HSI)
热应力指数 机体反应及影响 -20 0 10-30 40-60 70-90 100 大于100 微冷 没有热应力 微热。对脑力劳动者有一定影响，对体力劳动者没有影 响 高热。身体不好的人不能忍受。 很高热。少数人能适应。 最大能忍受8小时 暴露时间受体内温度将升高的限制
1.室内热环境组成因素 室内相对湿度i 空气湿度是指空气中含有水蒸气的量。 在舒适性方面，适度直接影响人的呼吸器官和皮肤出汗， 影响人体的蒸发散热。 一般认为最适宜的相对湿度为50%-60%。
室内热环境综 合评价
室内热环境的 影响因素
1.1.1 室内热环境
10
室内热环境组 成因素 人体热平衡与 热舒适 人体热平衡的 影响因素
4.室内热环境综合评价 单因素评价: 空气温度 室内热环境标准是建筑热工设计的基本依据之一
空气温度 ＞ 34 ℃ 30~34 ℃ 28~30 ℃ 25 ℃ 18 ℃ ＜12 ℃ 感觉 100%的人感到热, 42.3%的人难以忍受 84%的人感到热, 14.5%的人难以忍受 30%的人感到热, 但可以忍受 舒适 5%坐着的人感到冷 80%坐着的人感到冷, 20%活动的人感到冷
室内外热环境学习重点?室内热环境的组成要素影响因素室内热环境的评价?室外热环境气候要素?我国气候的特点及建筑热工气候分区5?改善室内热环境的建筑途径室内热环境组成因素111室内热环境人体热平衡与热舒适人体热平衡的影响因素室内热环境综合评价6111室内热环境合评价室内热环境的影响因素室内热环境组成因素1
第一章建筑热工学基础知识
太阳辐射
室
外
建
热 湿
空气的温湿度
筑
作 用
风、雨、雪等
热
环
境
室
空气温湿度
内
热
湿
作
生产和生活发生得
用
热量与水分等
第一章 建筑热工学基础知识
第一节 建筑中的传热现象 第二节 围护结构传热基础知识 第三节 湿空气的物理性质 第四节 室内热环境 第五节 室外热环境
第一节 建筑中的传热现象
3. 物体之间的辐射换热
任何物体都具有发射辐射和对外 来辐射吸收反射的能力，所以在 空间任意两个相互分离的物体， 彼此间就会产生辐射换热。
影响因素：
表面温度
表面发射和吸收辐射的能力
(1)黑体表面间的辐射换热；
(2)二灰体表面间的辐射换热；
相互位置
热；
(1)二无限大平行平面间的辐射换
灰体：其辐射光谱具有与黑体辐射光 谱相似的形状，且对应每一波长的单 设辐射能力与同温同波长的黑体的比 值为一常数. 用“发射率”或“黑度” 表示。 C
Cb
选择性辐射体：其辐射光谱与黑体光 谱截不同，甚至有的只能发射某些波 长的辐射线。
第二节 围护结构传热基础知识
斯蒂芬-波尔兹曼定律
材料导热系数表达图
第二节 围护结构传热基础知识
导 热 系 数
– 各种物质的导热系数，均由试验确定。以金属的导 热系数最大，非金属和液体次之，气体最小。
– 各种材料的λ值大致范围是： 气体为0.006~0.6； 液体为0.07~0.7； 建筑材料和绝热材料为0.025~3； 金属为2.2~420。
度、物体表面状况（形状粗糙程度）等。
第3章 建筑热工学
塑钢框
断热铝框, 断热钢框
密封: 提高气密性（按漏风量0.5、1.5、2.5、4.0、6.0分五级）
控制窗墙面积比 双层中空玻璃传热系数<3.0 W/(m2· K)
多层中空玻璃传热系数为1.3~1.8 W/(m2· K)
3 . 3 . 2 热桥保温 1、热桥形式: 贯通式热桥 非贯通式热桥
（3） 选择合理的建筑体形与平面形式 （1）建筑体形系数不宜过大
体形系数=
F0 V0
F0 ——建筑物的外表面积
V0 ——建筑物的外包体积
体形系数:
大
小 小
单位建筑面积传热量: 大
例：单层面积500㎡，建筑总高16.8m的六层建筑的体型系数 编 号 A B C D E F 平面形式 外表面积 （ ㎡） 圆形 1831.57 2002.59 2093.98 2235.10 2379.24 2516.00 体型系数 （F0/V0） 0.218 0.238 0.249 0.266 0.283 0.300 单位面积耗 热量比值 （%） 91.5 100 104.6 111.6 118.7 125.6
2、内部冷凝 （1）合理布置材料层，以“进难出易”为原则
（2）设置隔汽层，在蒸汽流入的一侧（高温侧）
（3） 设置通风间层或泄汽沟道
泄汽沟道效果:
（4）在冷侧设置密闭空气层 在冷侧设一空气层，可使处于较高温度侧的保温层保持干燥
2、内部冷凝的检验步骤
(1) 由ti、te ，计算θi 、 θ1 、 ‥‥‥θ e ;
(2) 由θi、θ1 、‥‥‥θ e , 查图得Psi， Ps1 , ‥‥‥ Pse, (3) 由ti、te和φi、 φe ，计算Pi 、P1, ‥‥‥ Pe (4) 作图: 在围护结构剖面图上，以压力为纵坐标，连接Psi Ps1 , ‥Pse 各点为一折线，即为饱和水蒸汽分压力Ps分布；
建筑热工学
第一篇建筑热工学第一章建筑热工学根本知识习题1-1、构成室内热环境的四项气候要素是什么？简述各个要素在冬〔或夏〕季，在居室内，是怎样影响人体热舒适感的。
答：〔1〕室内空气温度：居住建筑冬季采暖设计温度为18℃，托幼建筑采暖设计温度为20℃，办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。
这些都是根据人体舒适度而定的要求。
〔2〕空气湿度：根据卫生工作者的研究，对室内热环境而言，正常的湿度范围是30-60%。
冬季，相对湿度较高的房间易出现结露现象。
〔3〕气流速度：当室内温度相同，气流速度不同时，人们热感觉也不相同。
如气流速度为0和3m/s时，3m/s的气流速度使人更感觉舒适。
〔4〕环境辐射温度：人体与环境都有不断发生辐射换热的现象。
1-2、为什么说，即使人们富裕了，也不应该把房子搞成完全的“人工空间〞？答：我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境，它要求人有袍强的适应能力。
而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境，会导致人的生理功能的降低，使人逐渐丧失适应环境的能力，从而危害人的健康。
1-3、传热与导热〔热传导〕有什么区别？本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同？答：导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动，热量由高温向低温处转换的现象。
纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。
围护结构的传热要经过三个过程：外表吸热、结构本身传热、外表放热。
严格地说，每一传热过程部是三种根本传热方式的综合过程。
本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程，同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程。
对流换热是对流与导热的综合过程。
而对流传热只发生在流体之中，它是因温度不同的各局部流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。
1-4、外表的颜色、光滑程度，对外围护结构的外外表和对结构内空气间层的外表，在辐射传热方面，各有什么影响？答：对于短波辐射，颜色起主导作用；对于长波辐射，材性起主导作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在南昌，住宅小区的规划和建筑设计中如何进行有效的热工学设计建筑热工学
建筑热工学是研究建筑物室内外热湿作用对建筑围护结构和室内热环境的影响，是建筑物理的组成部分。
简介
建筑物常年经受室内外各种气候因素的作用。
属于室外的气候因素有太阳辐射、室外空气的温湿度、风、雨、雪和地下建筑物周围的土壤或岩体的温度和裂隙水等。
这些因素所起的作用，统称为室外热湿作用。
由于室外热湿作用经常变化，建筑物围护结构本身及由其围成的内部空间的室内热环境也随之产生相应的变化。
属于室内的气候因素有进入室内的阳光、空气温湿度、生产和生活散发的热量和水分等。
这些因素所起的作用，统称为室内热湿作用。
室内外热湿作用的各种参数是建筑设计的重要依据，它不仅直接影响室内热环境，而且在一定程度上影响建筑物的耐久性。
主要任务
建筑热工学的主要任务是研究如何创造适宜的室内热环境，以满足人们工作和生活的需要。
建筑物既要抗御严寒、酷暑，又要把室内多余的热量和湿气散发出去。
对于特殊建筑，如空调房间、冷藏库等不仅要考虑热工性能，而且还要考虑投资和节能等问题。
研究范围
建筑热工学的研究范围包括：室外热湿参数及其对室内热环境的影响，建筑材料热物理性能，房屋热稳定性，建筑热工测试的技术以及特殊建筑热工，如空调房间热工设计、地下建筑传热等。
现代人对居住、劳动生产场所的热环境要求不断提高，建筑技术和设备不断改进，建筑热工学的研究内容也不断深化。
早期的建筑热工设计一般都采用简化的稳定或非稳定传热理论计算，现在逐步被更精确的动态模拟计算所替代。
建筑热工学领域应用电子计算机技术后，又使过去若干难以计算的热工课题，如墙和屋顶等转角处三维温度场的计算、房间内部热环境变化等，都可以用电子计算机获得迅速和精确的计算结果。
此外，随着城市、乡镇建设的发展，以及城市热环境的改变，建筑热工学研究领域逐步扩大到建筑群体的热环境的改善和利用。
室内热环境
民用建筑设计都是以人为主体，使建筑物满足人们使用时的各项功能要求。
为此，除需研究各种建筑空间及其相互关系，也需要研究建筑环境以及环境与空间的相互关系。
因此，建筑空间与建筑环境在设计中是不可分割的。
建筑热环境是研究人们在建筑空间中的热舒适问题，以便采取合理、有效的技术措施改善建筑热环境、满足人们的热舒适要求。
人的肌体在正常条件下，可算是一个恒温体，为了维持这种状态，人体必须不停地与所处的环境进行热交换，使由新陈代谢过程所产生的热量向环境散发。
于是，肌体与环境之间的传热必然满足以下公式所表达的条件，人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发3种，而换热的余量即为人体热负荷△Q。
据卫生学研究，厶Q值与人们的体温变化率成正比。
建筑热工规范
保证建筑热工质量的法定文件。
它对改善建筑物使用功能，提高室内热环境质量，延长建筑物使用寿命，发挥投资的经济效益和节约能源等方面具有重要意义。
技术经济较发达的国家大都订有建筑热工规范，其基本内容包括：建筑热工学的名词、定义、符号和单位；室内外热工计算参数和建筑气候分区；对围护结构保温、隔热、防潮和空气渗透的技术要求；设计标准、计算方法和构造措施的有关规定等。
建筑热工规范一般随着国家技术经济的发展不断修订、补充、完善。
总的发展趋势是在技术要求和规定中将功能、经济和节能结合起来。
常用保温材料：挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料（挤塑板）、模压型聚苯乙烯泡沫塑料（普
通泡沫板）、现喷硬泡聚氨酯、硬泡聚氨酯保温板（制品）、泡沫玻璃、泡沫混凝土（泡沫砂浆）、轻骨料保温混凝土（陶粒混凝土等）、无机保温砂浆（玻化微珠保温砂浆）、聚苯颗粒保温砂浆、矿棉（岩棉）、酚醛树脂板、膨胀珍珠岩保温砂浆等等。
三、建筑防热设计
（一）形成自然通风的动力因素
热压和风压综合作用形成建筑物的自然通风。
从自然通风降温的角度来看，风压通风对改善室内气候条件的效果比较显著，应首先考虑如何组织风压通风来改善室内热环境。
1.热压通风
热压通风需要进风口低于出风口才能形成。
热压的大小取决于室内外空气温差所形成的
空气密度差，以及进出风口的高差。
2.风压通风
当风吹向建筑物时，在迎风面上形成正压区，而在建筑物屋顶、两侧及背风面形成负压区，负压区内的空气一般处于涡流状态，又称为涡流区。
如果建筑物上设有开口，气流就会从正压区流人室内，再从室内流向负压区，这就形成了风压通风。
风压的大小由风速以及空气动力系数（由建筑物外表面尺寸及与风向形成的夹角所决定，并随位置而异）决定。
（二）建筑朝向和建筑群布局与自然通风的关系
1.建筑朝向
选择建筑朝向时，首先要争取房间的自然通风，同时综合考虑防止太阳辐射及防止暴袭。
为争取房间的自然通风，房间的纵轴宜尽量垂直于夏季主导风向，主要房间应布置在夏季的迎风面。
2.建筑群布局建筑群的布局对组织好室内通风具有重要作用，要避免某一建筑处于涡流区内。
影响涡流区长度的主要因素是房屋的大小以及风向投射角。
涡流区的长度随房屋的高度及宽度的增大而增大，随房屋的深度增大而减少。
风向投射角是风向与房屋外墙面法线的交角。
一般建筑群的平面布局有行列式、周边式及自由式三种。
行列式又可分为并列式、错列式和斜列式，从通风效果来看，错列式和斜列式较并列式和周边式为好。
建筑高度对自然通风也有很大的影响，高层建筑对室内通风有利。
但是高层建筑也存在把城市上空的风引向地下，产生“楼房风”的危害。
在高层建筑的两侧及顶部绕流过去的风速比较大，如果高层建筑的底层为开敞式，通风效果会加强，但是在设计时如考虑不周也会道。
一、建筑防热设计基本原则
(一)室内过热的原因
在南方炎热地区的夏天，建筑物在强烈的太阳辐射和气温的共同作用下，通过房子的屋面、外墙，把大量的热量传进室内，通过开着的窗户和门透进太阳辐射热和热空气，周围地面和房屋将太阳辐射反射到建筑的墙面和窗口;此外，室内产生的生活的余热，如电器、照明和人体散发的热量和外面传进来的热量共同引起室内过热。
(二)建筑防热途径
建筑防热应采取自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热、环境绿化等综合性措施，尽量减少传人室内的热量并使室内的热量尽快散发出去，改善室内的热环境。
1.减弱室外的热作用
合理地选择建筑的朝向和进行建筑群布局，防止过度日晒。
居住建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。
尽量避免主要房间受到东、西向日晒。
同时要绿化周围环境，以降低环境辐射和空气温度。
对外围护结构的外表面，应采用浅颜色以减少对太阳辐射的吸收，降低综合温度，从而减少进入围护结构的传热量。
2.外围护结构的隔热和散热
对屋顶及东、西外墙等围护结构要进行隔热处理，达到节能所要求的热工指标，使内表面温度满足隔热设计标准的要求。
白天隔热好而夜间散热又快的隔热形式是最理想的，尤其适合在自然通风情况下采用。
通风屋面和通风墙是应用广泛而又有效的隔热方式。
3.良好的自然通风
自然通风是排除室内余热，改善室内热湿环境的主要途径之一。
组织自然通风的措施包括：使房间的进风口尽量接近夏季主导风向;居住区的总体规划和居住建筑的平面、立面设计及门窗的设置，应有利于自然通风，利于室内的风场分布;设置通风构造;利用绿化、地理环境组织通风等。
4.遮阳
建筑物的向阳面，尤其是东、西向窗户，宜优先采用活动或固定的建筑外遮阳设施。
在屋顶和西墙的外侧设置遮阳设施，可以降低它们的室外综合温度。
在建筑设计中，宜结合外廊、阳台、衫k檐等构件达到遮阳的目的。
利用绿化、设置其他活动的或固定的遮阳设施也可实现有效的遮阳。
5.利用自然能利用自然能主要包括建筑外表面的长波辐射、夜间对流、被动蒸发冷却、地冷空调、太阳能降温等防用结合的措施。