建筑热物理
建筑物理第一篇建筑热工学基础知识
第二节 围护结构传热基础知识
1、物体的辐射特性
按物体的辐射光谱特性，可分为黑体、 灰体和选择性辐射体三大类。
黑体：能发射全波段的热辐射能力， 在相同的温度条件下，辐射能力最大
在同温条件下黑体、灰体 和非灰体单色辐射的对比
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
导温系数（a ）：也叫扩散系数，表示物体在不 稳定传热过程中温度向壁体内传播的快慢程度的 指标。
a c
第三节 湿空气的物理性质
一、水蒸气分压力 二、空气湿度 三、露点温度 四、湿球温度
第三节 湿空气的物理性质
一、水蒸气分压力
在一定温度和压力的 条件下，一定容积的 干空气所能容纳的水 蒸气，是有一定限度 的。
用公式表示： q t n
qt ti te ti te
dd
R
q－单位时间、单位面积上通过的热量，又称热流密度或热流 强度
t －等温面温度在其法线方向上的变化率叫温度梯度
n
λ－表示材料导热能力的系数，称导热系数
（负号是因为热流有方向性，是以从高温向低温方向流动为 正值;温度也是一个向量，以从低到高为正，二者相反。
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
建筑物理热工学建筑日照与遮阳课件
02
建筑日照原理
日照的基本概念
日照是指太阳光照射 到地面的时间，通常 以小时为单位计算。
日照时数受到地理位 置、季节、气候等因 素的影响。
日照时数和日照质量 是衡量一个地区太阳 辐射能量的重要指标 。
日照的获取与利用
在建筑设计时，应充分考虑日照 的获取与利用，以实现节能、环
保和舒适的目的。
利用计算机模拟软件对建筑进行 日照分析，可以预测建筑在不同 季节、不同时间段的日照情况。Leabharlann 建筑外观的协调性和美观性。
遮阳设施的安装与维护
安装遮阳设施
根据设计要求，正确安装遮阳设 施，确保其稳定性和安全性。
定期检查和维护
定期检查遮阳设施的完好程度， 及时修复损坏部分，清理灰尘和 污垢，以保证其正常运转和使用 效果。
04
建筑物理热工学实践案例
案例一：某住宅楼的日照与遮阳设计
总结词
合理利用日照，降低能耗
热对流
总结词
热对流是指由于物质中不同部分的温度差导致密度差，进而引起物质流动，使热量传递 的过程。
详细描述
热对流主要发生在流体中，如空气、水和油等。当流体的温度不均匀时，密度会发生变 化，产生密度梯度，导致流体的流动。在建筑环境中，热对流可以影响室内温度分布和 通风效果。建筑设计时可以通过合理的气流组织来调节室内环境，例如利用自然通风来
详细描述
某住宅楼在设计时充分考虑了日照的影响，通过合理布局和窗户设计，确保冬季有足够的阳光进入， 夏季则能有效遮挡阳光，减少空调能耗。同时，采用了遮阳设施，如百叶窗、遮阳板等，进一步降低 夏季室内温度，提高居住舒适度。
案例二：某商业大厦的节能设计
总结词
创新技术应用，实现绿色节能
建筑材料热物理性能计算参数
建筑材料热物理性能计算参数
民用建筑热工设计规程JGJ24-86(试行) 建筑材料热物理性能计算参数
0.000042* 0.00009* 0.000191* 0.0000293*
建筑材料热物理性能计算参数
注：(1)在寒冷及炎热地区正常使用条件下，材料的热物理性能计算参数可按附表3.1直接采用。
(2)在有附表3.2所列情况者，材料的导热系数计算值应按下式修正：λc＝λ·α
式中λ——材料的导热系数，按附表3.1采用：
α——修正系数，按附表3.2采用
材料的蓄热系数计算值应按下式修正：Sc＝S·α
式中S——材料的蓄热系数，按附表3.1采用；
α——修正系数，按附表3.2采用。
(3)在西北等干燥地区，重砂浆砌筑的粘土砖砌体计算导热系数允许采用λ＝0.76W/(m·K)，计算蓄热系数允许采用S＝10.16W/㎡·)；轻砂浆砌筑的粘土砖砌体计算导热系数允许采用λ＝0.70W/(㎡·K)，计算蓄热系数允许采用S＝9.47W/㎡·K。
(4)附表3.1中比热C的单位为法定单位。
但在实际计算中比热Ｃ的单位应取W·h/(kg·K)，因此，表中数值应乘以换算系数0.1778。
(5)附表3.1中带＊号者为测定值，试验温度为20℃左右，末扣除两侧边界层蒸汽透阻的影响。
导热系数λ及蓄热系数S的修正系数a值
常用薄片材料和涂层的蒸汽渗透阻Hc值。
建筑材料热物理性能计算参数
建筑材料热物理性能计算参数
建筑材料的热物理性能是指材料在热力学条件下的热传导、热导率、
热膨胀系数、比热容和热阻等性能参数。
这些参数的计算对于建筑材料的
选择、施工设计和能源消耗的评估都具有重要意义。
以下是几个常用的建
筑材料热物理性能计算参数。
1.热传导率：热传导率是材料传导热量的能力，是一个物质对热量传
递的导热性能的描述。
它用λ表示，单位为W/(m·K)。
热传导率的计算
需要考虑材料的组成、密度、热导率等因素。
2.热膨胀系数：热膨胀系数是描述材料热胀冷缩特性的参数，它衡量
了材料在温度变化下的尺寸变化能力。
它用α表示，单位为1/°C。
热
膨胀系数可以通过实验或者理论计算来得到。
3. 比热容：比热容是指单位质量材料温度升高1度所需吸收的热量，也可以理解为材料储存热量的能力。
比热容用C表示，单位为J/(kg·K)。
比热容可以通过实验测量或者计算得到。
4.热阻：热阻描述了材料阻碍热量流动的能力，是材料的导热性能与
厚度的比值。
热阻用R表示，单位为m^2·K/W。
热阻的计算需要考虑材
料的热传导系数和厚度。
以上是几个常用的建筑材料热物理性能计算参数，这些参数的准确计
算对于建筑能源消耗的评估和选择合适的建筑材料具有重要意义。
在研究
和设计中，可以通过实验、理论计算和模拟等方式来获取这些参数的数值。
计算参数的准确性将有助于提高建筑材料的性能，并降低热能损失。
建筑物理热工学习题答案
建筑物理热工学习题答案建筑物理热工学习题答案建筑物理热工学是研究建筑物热传递、热舒适性和能源利用的学科，它涉及到建筑材料的热性能、建筑物的热工性能以及建筑热工系统的设计与优化等方面。
在学习过程中，我们常常会遇到一些习题，下面就来解答一些典型的建筑物理热工学习题。
1. 什么是热传导？如何计算热传导的传热速率？热传导是指热量通过物质内部的传递方式。
它的传热速率可以通过傅里叶热传导定律来计算，即传热速率等于热传导系数乘以温度梯度。
热传导系数是物质本身的性质，它与物质的导热能力有关。
温度梯度是指物体两侧温度的差值除以两侧的距离。
2. 什么是热辐射？如何计算热辐射的传热速率？热辐射是指物体由于其温度而发射出的电磁波。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的传热速率正比于物体表面的辐射功率，且与物体的表面温度的四次方成正比。
传热速率可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律的公式来计算。
3. 什么是对流传热？如何计算对流传热的传热速率？对流传热是指热量通过流体的传递方式。
对流传热的传热速率可以通过牛顿冷却定律来计算，即传热速率等于对流传热系数乘以温度差。
对流传热系数是与流体的性质以及流动状态有关的参数，温度差是指物体表面与流体之间的温度差值。
4. 什么是热容？如何计算物体的热容？热容是指物体单位质量或单位体积的热量变化与温度变化之间的比例关系。
热容可以通过物体的质量或体积乘以物质的比热容来计算。
比热容是物质本身的性质，它与物质的组成和结构有关。
5. 什么是热阻？如何计算物体的热阻？热阻是指物体对热量传递的阻碍程度。
热阻可以通过物体的厚度除以热传导系数来计算。
热传导系数越大，热阻越小，热量传递越快。
6. 什么是热工性能？如何评价建筑物的热工性能？热工性能是指建筑物在给定条件下的热传递特性和能源利用效率。
评价建筑物的热工性能可以通过计算建筑物的热阻、热容和传热系数等参数来进行。
同时，还可以通过模拟计算和实际测量来评价建筑物的热舒适性和能源利用情况。
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Pa⑵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 下,,因此,相对湿度又可表示为空气中水蒸气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%;④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,未饱和空气因冷却而达到饱和状态的温度;用d t ℃表示;4.室外热湿环境是指作用在建筑物外围护结构上的一切热湿物理量的总称;构成要素：空气温度、空气湿度、太阳辐射、风、降水等;5.建筑围护结构传热的基本知识热量传递的三种基本方式：导热、对流和辐射;①导热：指物体中温差时,由于直接接触的物质质点作热运动而引起的热能传递过程;⑴热流密度：单位时间内,通过等温面上单位面积的热量;设单位时间内通过等温面上微元面积d F 的热量为d Q ,则热流密度q 表示为：W/m 2 积分形式为：d d Q q F = 或者 d FQ q F =⎰ W如果热流密度在面积F 上均匀分布,单位时间内通过导热面积F 的热量Q 或称热流量为：Q q F =⑵傅里叶定律：1822年,法国物理学家Fourier 发现,均质物体内各点的热流密度与温度梯度的大小成正比,即W/m 2 式中的λ成为导热系数,恒为正值;;沿n 方向温度增加,tn∂∂为正,则q 为负值,表示热流沿n 的反方向; ⑶影响导热系数λ的因素：物质种类、结构成分、密度、湿度、压力、温度等; ②对流换热：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;这种过程既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空气分子与壁面分子间的导热过程;注意：对流传热只发生在流体之中,它是因温度不同各部分流体之间发生相对运动互相掺合而传递热能的;⑴表面的对流换热量可以利用其中,c q ——对流换热强度,W/m 2c α——对流换热系数,W/m 2·Kt ——流体的温度,℃θ——固体表面的温度,℃⑵影响因素：对流换热的强弱主要取决于层流边界层热量交换情况;还与流体运动的原因及运动情况、流体与固体间温差、流体的物理性质、固体壁面的形状、大小及位置等因素有关;③辐射传热：辐射传热指依靠物体表面向外发射热射线能产生显著热效应的电磁波来传递能量的现象;与导热和对流在机理上有本质区别,它是以电磁波传递热能的;⑴特点：①发射体热能变为电磁波辐射能,被辐射体将所接收的辐射能转换成热能;凡温度高于绝对零度0K 的物体,都能发射辐射热;②由于电磁波能在真空中传播,所以物体依靠辐射传热时,不需要与其他物体直接接触,也无需任何中间媒介;⑵辐射换热量计算：牛顿公式其中,r q ——对流换热强度,W/mr α——对流换热系数,W/m 2·K1θ、2θ——两辐射换热物体的表面温度℃⑶物体辐射分类：按物体辐射光谱特性,可分为黑体、灰体和选择辐射体或称非灰体三大类;6.围护结构的传热过程围护结构的传热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热; 1.表面吸热：内表面从室内吸热冬季,或外表从室外空间吸热夏季; 2.结构本身传热：热量由高温表面传向低温表面;3.表面放热：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;第2章 建筑围护结构的传热计算与应用根据建筑保温与隔热设计中所考虑的室内外热作用的特点,可将室内外温度计算模型归纳为如下两种： 恒定热作用：室内和室外温度在计算期间不随时间而变化;这种计算模型通常用于采暖房间冬季条件下的保温与节能;周期热作用：根据室内外温度波动的情况,又可分为单向周期热作用和双向周期热作用两类;前者通常用于空调房间的隔热与节能设计,后者则用于自然通风房间的夏季隔热设计;1.稳定传热过程定义：温度场不随时间变化的传热过程; 一维稳定传热特征：1通过平壁的热流强度q 处处相等;只有平壁内无蓄热现象,才能保证温度稳定,因此就平壁内任一截面而言,流进与流出的热量必须相等; 2同一材质的平壁内部各界面温度分布呈直线关系;由x d q dxθλ=-知,当x q =常数时,若视λ不随温度而变,则有d dxθ=常数,各点温度梯度相等,即温度随距离的变化规律为直线;2.平壁的热阻建筑热工中的“平壁”不仅是指平直的墙体,还包括地板、平屋顶及曲率半径较大的穹顶、拱顶等结构;热阻是表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量;同样的温差条件下,热阻越大,通过材料的热量越少,围护结构的保温性越好;要想增加热阻,可增加平壁厚度,或采用导热系数较小材料; ①单层匀质平壁的导热和热阻：ennnd R θθλ-==+++结论：多层平壁的总热阻等于各层热阻之和,即1R R R =+③组合壁的导热和热阻：组合壁的平均热阻应按下式计算：00,nnF F R ⎤⎥+式中,R ——平均热阻；0F ——与热流方向垂直的总传热面积；12,,n F F F ——按平行于热流方向划分的各个传热面积； 0,10,20,,,n R R R ——各个传热面部位的传热阻；i R ——内表面换热阻,取 m 2·K/W ； e R ——外表面换热阻,取 m 2·K/W ；ϕ——修正系数,见表2-1;④封闭空气间层的热阻建筑设计中常用封闭空气层作为围护结构的保温层;空气层中的传热方式有：导热、对流和辐射;其中：主要是对流换热和辐射换热; 封闭空气层的热阻取决于间层两个界面上的边界层厚度和界面之间的辐射换热强度;与间层厚度不成正比例增长关系;1结论：普通空气间层的传热量中辐射换热占很大比例,要提高空气间层的热阻须减少辐射传热量;2减少辐射换热量的方法：①将空气间层布置在围护结构的冷侧,降低间层的平均温度; ②在间层壁面涂贴辐射系数小的反射材料铝箔等 ③实际设计计算中可查表2-4得空气间层的热阻R ag3.平壁内部温度的计算①平壁的稳定传热过程：内表面吸热、材料层导热、外表面放热;00()11i ei ei e iet t t t q K t t dR αλα--===-++∑②平壁内部温度计算：根据稳定传热条件：i e q q q q λ===得出： 1.内表面温度： 0()ii i i e R t t t R θ=-- 2.多层平壁内任一层的内表面温度m θ：()e i m j ji i m t t R R R t -+-=∑-=011θ3. 外表面层的温度e θ可写成：0()e e e i e R t t t R θ=+- 或 00()ee i i e R R t t t R θ-=-- 注：1稳定传热条件下,当各层材料的导热系数为定值时,每一层材料内的温度分布是一条直线;这样,多层平壁内温度的分布成一条连续的折线; 2材料的热阻越大,温度降落越大;4.建筑保温与节能计算了解建筑物耗热量计算 建筑采暖耗煤量5.周期性不稳定传热①谐波热作用下的传热特征：1室外温度、平壁表面温度、内部任一截面处的温度都是都是周期相同的谐波动； 2从室外到平壁的内部,温度波动的振幅逐渐减小,即e ef if A A A >>;建筑热工学中,把室外温度振幅e A 与由外侧温度谐波热作用引起的平壁内表面温度振幅之比称为温度波的穿透衰减度,也称为平壁的衰减倍数,用0ν3从室外空间到平壁内部,温度波动的相位逐渐向后推延,即if φ<;壁体的热惰性;衰减和滞后的程度取②谐波热作用下材料和围护结构的热特性指标 1材料的蓄热系数意义：半无限厚物体在谐波热作用下;材料蓄热系数越大,其表面温度波动越小;密度大的重型材料或结构蓄热性能好、热稳定性好;当围护结构中某层是由n nnS F F +++2材料层的热惰性指标:表征材料层受到波动热作用后,背波面上温度波动剧烈程度的一个指标,也是说明材料层抵抗温度波动能力的一个特性指标,用D 表示;其大小取决于材料层迎波面的抗波能力和波动作用传至背波面时所受到阻力;1n S D D =+空气的蓄热力系数S 为0,D 值为0; R S③D越大,说明温度波在其间的衰减越快,;③材料层表面的蓄热系数它与材料蓄热系数的物理意义是相同的,一般两者在数值上也可视为相等; 计算方法：沿着与热流相反的方向,依照围护结构的材料分层,逐层计算如图; 各层内表面蓄热系数计算式采用如下通式：注：如某层厚度较大 1.0D ≥,则该层的Y S =,内表面的蓄热可从该层算起,后面各层就可不再计算;6.建筑隔热设计控制指标计算①隔热设计标准：,应满足下式要求： 内表面最高温度maxi θ⋅直接反映围护结构的隔热性能,关系着人体辐射散热;②室外综合温度：围护结构隔热主要隔的是室外综合温度;围护结构外表面受到3种不同方式热作用： 1．太阳短波辐射；2．室外空气换热；3．围护结构外表面有效长波辐射的自然散热;可将三者对外围护的共同作用综合成一个单一的室外气象参数——“室外综合温度”sa t ：max e t ⋅max e θ⋅夏季室外计算温度s ρ——围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表2-8；I ——太阳辐射强度； 1rt ——外表面有效长波辐射温度,粗略计算可取：屋面——℃,外墙——℃; 注：一般围护结构隔热设计中仅考虑前两项 式中s e Iρα值又叫做太阳辐射的“等效高温”或“当量温度”;表示围护结构外表面所吸收的太阳辐射热对室外热作用提高的程度;它对室外综合温度影响很大;第三章建筑保温与节能1. 围护结构的保温构造类型保温构造分类：单设保温层、封闭空气间层、保温与承重合二为一、混合型构造;①单设保温层用导热系数很小的材料做保温层而起保温作用;由于不要求保温承重,选择的灵活性较大;②封闭空气间层围护结构中的空气层厚度,一般以4~5厘米为宜;间层表面最好采用强反射材料如铝箔;为了提高反射材料的耐久性,还应采取涂塑处理等保护措施;③保温与承重相结合材料的导热系数小,机械强度满足承重要求;保温与承重相结合：空心板、空心砌块、轻质实心砌块等,既能载重又能保温;④混合型构造当单独用某一种方式不能满足保温要求,或为达到保温要求而造成技术经济上不合理时,采用复合构造;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;第四章 建筑围护结构的传湿与防潮1.建筑围护结构的传湿①等温吸湿曲线：呈“S ”型,低湿度时为单分子吸湿；中湿度时为多分子吸湿；高湿度时为毛细吸湿; 可见,材料中的水分主要以液态形式存在;材料的吸湿湿度在相对湿度相同的条件下,随温度的降低而增加 ②围护结构中的水分转移： 1水分转移的动力：当材料内部存在压力差分压力或总压力、湿度材料含湿量差和温度差时,均能引发材料内部所含水分的迁移;2材料中包含的水分可以三种状态存在：气态水蒸气、液态液态水和固态冰; 3材料内部可迁移的水的两种状态：1.以气态的扩散方式迁移；2.以液态水分的毛细渗透方式迁移; 4稳态下水蒸气渗透过程的计算与稳定传热的计算方法完全相似： 如图：在稳态条件下通过围护结构的水蒸气渗透量渗透强度,与室内外1 ω——0H ——围护结构的总水蒸气渗透阻,/g ；i P ——室内空气的水蒸气分压力,Pa ；e P ——室外空气的水蒸气分压力,Pa;2式中,m d ——任一分层的厚度；m μ——任一分层材料的水蒸气渗透系数g/;水蒸气的渗透系数是1m 厚的物体,两侧水蒸气分压力差为1Pa,1h 内通过1m 2面积渗透的水蒸气量;意义：水蒸气的渗透系数μ表明了材料的透气能力,与材料的密实程度有关,材料的孔隙率越大,透气性就越强;水蒸气的渗透阻H 是围护结构或某一材料层,两侧水蒸气分压力差为1Pa,通过1m2面积渗透1g 水蒸气所需要的时间;注：由于围护结构内外表面的湿转移阻i H e H ,与结构材料层的蒸汽渗透阻本身相比是很微小的,所以在计算总的蒸汽渗透阻时可以忽略不计;这样围护结构内外表面的水蒸气分压力可以近似取为i P 和e P ;围护结构内任一层内界面的水蒸气分压力可由下式计算：其中m=2,3,4……n 3式中,1jj H=∑——从室内一侧算起,由第一层至第m-1层的水蒸气渗透阻之和;③围护结构内部冷凝的检验:冷凝危害：①当水蒸气接触结构表面时,若表面温度低于露点温度,水汽会在表面冷凝成水;表面冷凝水将有碍室内卫生,某些情况下还将直接影响生产和房间的使用;②水蒸气通过围护结构时,在结构内部材料的孔隙中冷凝成水珠或冻结成冰,这种内部冷凝现象危害更大,是一种看不见的隐患;③内部出现冷凝水,会使保温材料受潮,材料受潮后,导热系数增大,保温能力降低；此外,由于内部冷凝水的冻融交替作用,抗冻性差的保温材料便遭到破坏,从而降低结构的使用质量和耐久性; 辨别围护结构内部是否会出现冷凝现象,可按以下步骤进行：1根据室内外空气的温湿度t 和ϕ,确定水蒸气分压力i P 和e P ,然后按照上节3式计算围护结构各层的水蒸气分压力,并作出“P ”分布线;对于采暖房屋,设计中取当地采暖期的室外空气平均温度和平均相对湿度作为室外计算参数;2根据室内外空气温度i t 和e t ,确定各层温度,并按照附录2作出相应的饱和水蒸气分压力“s P ”的分布线; 3根据“P ”和“s P ”线是否相交来判断围护结构内部是否出现冷凝现象,如图;注：实践和理论表明,在水蒸气渗透的途径中,如材料的水蒸气渗透系数出现由大变小的界面,因水蒸气至此遇到较大的阻力,最易发生冷凝现象,习惯上把这个最易出现冷凝,而且凝结最严重的界面,称为围护结构内部的“冷凝界面”;冷凝强度：当出现内部冷凝时,冷凝界面处的水蒸气分压力已经达到该界面温度下的饱和水蒸气分压力,s c P ;设由水蒸气分压力较高一侧空气进到冷凝界面的水蒸气渗透强度为1ω,从界面渗透分压力较低一侧空气的水蒸气渗透强度为ω,两者之差即是界面处的冷凝强度c ω,如图;2.建筑围护结构的防潮①防止和控制表面冷凝一、正常湿度的采暖房间尽可能使围护结构内表面附近的气流畅通,家具,壁柜等不宜紧靠外墙；供热设备放热不均,引起围护结构内表面温度波动,出现周期性冷凝时,应该在围护结构内表面采用蓄热特性系数较大材料;二、高湿房间一般指冬季相对湿度高于75%的房间间歇性高湿条件的房屋,内表面设防水层SWA 高吸水树脂；连续性高湿条件房屋,设置吊顶将水引走；加强屋顶内表面附近通风;三、防止地面泛潮②防止和控制内部冷凝一、合理布置材料层的相对位置原则：材料层次的布局应尽量在水蒸气渗透的通路上做到“进难出易”;如中图;前面提到的USD屋面,也是进难出易的原则设计的,如图;二、设置隔汽层针对具体构造方案中,材料层的布置往往很难完全符合“进难出易”原则的要求;可在保温层蒸汽流进入一侧设置隔汽层如图;三、设置通风间层或泄气沟道针对设置隔汽层虽然能改善围护结构内部的湿状况,但其质量在施工和使用过程中不易保证,且会影响房屋建成后结构的干燥程度;对高湿度房间可采用设置通风间层和泄气沟道的方法如图;四、冷侧设置密封空气层在冷侧设一空气层,可使处于较高温度侧的保温层经常干燥,此空气层也叫做引湿空气层,其作用称为收汗效应;第五章建筑防热与节能★在防热设计中,隔热和通风是主要的、同时也必须将窗口遮阳、环境绿化一起加以综合考虑;1.屋顶与外墙的隔热设计一、屋顶隔热——南方炎热地区,日晒时数和太阳辐射强度以水平面为最大,基本上分为实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶、通风间层隔热屋顶、阁楼屋顶三类;此外还有植被隔热屋顶、蓄水屋顶、加气混凝土蒸发屋面、淋水玻璃屋顶、成品隔热板屋顶等;1.实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶如图,实体材料层屋顶a-c, 空气间层隔热屋顶d-f为提高材料的隔热能力,最好选用λ和α的值都比较小的材料,同时还要注意材料的层次排列排列次序不同也影响结构衰减的大小实体材料层屋顶a-c;为了减轻屋顶自重,可采用空心大板屋面,利用封闭空气间层隔热;为减少屋顶外表面太阳辐射热的吸收,还应选择浅色屋顶外饰面f涂了层无水石膏;2.通风屋顶优点：有利于隔热和散热下图为其几种构造方式;3.阁楼屋顶这种屋顶通常在檐口、屋脊或山墙等处开通气孔,有助于透气、排湿和散热;提高阁楼屋顶隔热能力措施：加强阁楼空间的通风是一种经济而有效的方法如加大通风口面积,合理布置通风口位置等;通风阁楼的通风形式常有如图：a山墙上开口通风；b檐口下进气屋脊排气；c屋顶设置老虎窗户通风等;4.植被隔热屋顶特别适合于夏热冬冷地区的城镇建筑;原因：植物的光合作用将热能转化为生化能；蒸腾作用增加蒸发散热；培植基质材料的热阻与热惰性;无土种植,有土种植;无土种植是采用膨胀蛭石作培植基质,它是一种密度小、保水性强、不腐烂、无异味的矿物材料;宜于选用浅根植物；种植草被要简单得多;无土种植草被屋顶的内表面最高温度低；内表面温度波幅小,热稳定性较好；内表面大部分时间低于人体表面温度,是良好的散热面；屋顶外表面辐射吸收率低,外表面温度低,对环境的长波辐射热少;5.蓄水屋顶在南方地区使用较多,有蓄水屋顶、淋水屋顶和喷水屋顶等不同形式;原理：利用水在太阳光的照射下蒸发时需要大量的汽化热,从而大量消耗到达屋面的太阳辐射热,有效地减弱了经屋顶传入室内的热量,相应地降低了屋顶内表面的温度;隔热性能与蓄水深度密切相关;蓄水屋顶的水层深度,从白天隔热和夜间散热的作用综合考虑,宜3-5cm;水面上敷设铝箔或浅色漂浮物,或种植漂浮植物水浮莲、水葫芦等;优点：a屋顶外表面温度、内表面温度、传热量大幅度下降；b随蓄水深度增加,内表面温度最大值愈低,15cm水深为宜；c在夏热冬暖地区,不增加环境辐射反射;缺点：a夜间不能利用屋顶散热；b增大了屋顶静荷载；c一年四季都不能没有水;6.加气混凝土蒸发屋面原理：在建筑屋面上铺设一层多孔材料;运用自然降温原理,通过积蓄雨水并使雨水逐渐蒸发,达到降低建筑物面环境温度、缓解环境热岛效应的目的;7.淋水玻璃屋顶8.成品隔热板屋顶二、外墙隔热1．空心砌块墙可做成单排孔和双排孔如图a;2．钢筋混凝土空心大板墙如图b;3．轻骨料混凝土砌块墙如图：加气和陶粒混凝土砌块墙;4．复合墙体如图;2.窗口遮阳①遮阳的形式1．水平式遮阳：能有效遮挡高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光,适用于接近南向的窗口,或北回归线以南低纬地区的北向附近的窗口;2．垂直式遮阳：能有效遮挡高度角较小的、从窗侧斜射的阳光,但对于高度角较大的、从窗口上方投射的阳光,或接近日出、日没时平射窗口的阳光不起遮挡作用；主要适用于东北、北和西北向附近的窗口;3．综合式遮阳：能有效遮挡高度角中等的、从窗前斜射下来的阳光,遮阳效果比较均匀；主要适用于东南或西南向附近的窗口;4．挡板式遮阳：能有效遮挡高度角较小、正射窗口的阳光；主要适用于东、西向附近的窗口;②遮阳构件尺寸的计算3.房间的自然通风自然通风：是由于建筑物的开口处门、窗、过道等存在着空气压力差而产生的空气流动;特点:不需动力, 经济; 但进风不能预处理, 排风不能净化, 污染周围环境;通风效果不稳定;造成空气压力差的原因：1.热压作用；2.风压作用热压作用取决于室内外空气温差所导致的空气密度差和进出气口的高度差烟囱效应;风压作用是风作用在建筑物上产生的风压差;建筑群布局：一般而言,建筑群的平面布场有行列式、错列式、斜列式、周边式等如图;从通风的角度来看,以错列、斜列较行列、周边为好;第六章 建筑日照1.太阳高度角和方位角的确定目的：为了进行日照时数、日照面积、房屋朝向和间距以及 周围阴影区范围等问题的设计; 影响太阳高度角s h 和方位角s A 的因素有三： ① 赤纬角δ——表明季节即日期的变化； ② 时角Ω——表明时间的变化；③ 地理纬度ϕ——表明观察点所在地方的差异; 太阳高度角和方位角的计算公式： 1．求太阳高度角s h ：s sin sin sin cos cos cos h ϕδϕδ=+Ω 12．求太阳方位角s A ：s s s sin sin sin cos cos cos h A h ϕδϕ-=2举例：6-1, 6-2, 6-3.3．求日出、日落的时刻和方位角：日出或日落时,太阳高度角s 0h =,带入式1和2得：cos tan tan ϕδΩ=- 3s sin cos cos A δϕ-=4 4．中午的太阳高度角：以0Ω=带入式1得： s sin sin sin cos cos sin(90||)h ϕδϕδϕδ︒=+=--故 s 90()h ϕδ=-- 当ϕδ>时 5s 90()h δϕ=-- 当ϕδ<时 6。
常用建筑材料热物理性能计算参数
常用建筑材料热物理性能计算参数热传导系数是一个描述物质导热能力的参数，单位为W/(m·K)。
它表示单位长度、单位横截面积的材料在单位温度梯度下传导单位时间内的热量。
常见建筑材料的热传导系数范围较大，从0.03W/(m·K)到1.0W/(m·K)不等。
热传导系数主要受材料内部结构和成分的影响，如材料的晶体结构、纤维状结构和空隙率等。
线膨胀系数是描述材料在温度变化时体积膨胀或收缩的程度的参数，单位为1/℃。
它表示单位体积的材料在温度升高1℃时的体积变化。
常见建筑材料的线膨胀系数在10^-5/℃到10^-6/℃之间。
线膨胀系数主要受材料的化学成分和结构的影响，不同材料的线膨胀系数差异很大。
比热容是单位质量材料在温度变化时吸收或释放热量的能力，单位为J/(kg·℃)。
它表示单位质量的材料在温度升高1℃时吸收或释放的热量。
常见建筑材料的比热容在700J/(kg·℃)到2500J/(kg·℃)之间。
比热容主要取决于材料分子的质量和结构，有机材料一般比无机材料具有较大的比热容。
密度是描述材料质量分布的参数，单位为kg/m³。
它表示单位体积的材料所具有的质量。
常见建筑材料的密度在800kg/m³到2800kg/m³之间。
密度受材料成分和结构的影响，一般材料密度越大，其热传导系数越大。
这些热物理性能计算参数在建筑设计和能效评价中有重要的应用。
通过计算和评估材料的热传导系数、线膨胀系数、比热容和密度等参数，可以确定建筑材料的热性能和稳定性，指导建筑材料的选择和设计，从而达到节能和舒适性的目标。
此外，热物理性能参数还在建筑热传导计算、热工分析和热工仿真等领域中得到广泛应用。
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？
建筑物理 建筑热环境
第一节 传热基本方式
导热
在建筑工程中，通常将固体材料组成的壁体内部的传 热看成是导热。
导热基本方程式：
q T1 T2 (T1 T2 ) d
T1 — 低温表面温度 T2 — 高温表明温度 q — 单位面积、单位时间的热流量（W / m 2）
— 壁体材料的导热系数（W /(m k )）
物体表面间的辐射换热量主要取 决于各表面温度、吸热和辐射热 的能力及其它们之间的相互位置 关系。 平均角系数（Ψ）：用于反映两 个表面之间的位置关系，只由两 表面的面积和相互位置之间的几 何关系确定，和辐射量的大小无 关。角系数值在0~1之间。
辐射
12 Q12 / Q1 21 Q21 / Q2
E C 1 Eb Cb
第一节 传热基本方式
克希荷夫定律
辐射
在一定温度下，物体对辐射热的吸收系数（ρn） 在数值上与其黑度ε相等。也就是说，物体辐射能力愈 大，它对外来辐射的吸收能力也愈大；反之亦然。 围护结构对太阳辐射的吸收率并不等于其黑度值。
第一节 传热基本方式
5、辐射换热计算
令R i 令R
1
Ri — 平壁内表面换热阻 R — 平壁的导热阻 Re — 平壁外表面换热阻
i
d
1
令R e
e
第二节 围护结构传热过程
q
稳定传热
1 1 (t i t e ) (t i t e ) K 0 (t i t e ) Ri R Re R0
总热阻R0 （m2 • k/ W）
第一节 传热基本方式
3、自然对流与受迫对流
对流
（1）自然对流换热。 由于流体冷热部分的密度不同而引起的流动。主 要受温差大小影响。 （2）受迫对流换热。 由于外力作用（如风吹，泵压）而迫使流体产生 对流。受迫对流包含了自然对流。主要受温差、风速 及固体表明粗糙度的影响。
常用建筑材料热物理性能计算参数
附件 1 常用建筑资料热物理性能计算参数取值计算参数分干密度ρ比热容 C资料名称0导热系数λ蓄热系数 S（周期类(kg/m 3)[W/(m · K)][kJ/(kg · K 24h） [W/(m 2· K)])]钢筋混凝土2500碎石、卵石混凝土23002100 沥青混凝土21001351~14501451~1550 烧结陶粒混凝土1551~16501651~17501751~18501851~1950551~650651~750混751~850凝851~950土全轻混凝土951~10501051~11501151~12501251~1350300400500 泡沫混凝土6007008009001000 水泥沙浆1800混淆沙浆1700砂≤ 330 ≤ 400浆无机保温沙浆≤ 500≤ 600 胶粉聚苯颗粒保温浆料180～ 250 砌一般烧结页岩空心砖砌体800块蒸压加气混凝土砌块426～ 525及砌体烧结页岩多孔砖砌体节能型烧结页岩空心砌块（孔排数≥9 排，孔洞率≥50%）砌体厚壁型烧结页岩空心砌块（外壁厚≥ 25mm孔排数≥7 排，孔洞率≥ 45%）砌体无机复合烧结页岩空心砖（规格：长 200mm，宽190mm，厚 115mm，填补厚度为 40mm、密度等级为 B03 级及以下的泡沫混凝土）砌体烧结陶粒混凝土小型空心砌块砌体（孔排数≥ 3 排）防水珍珠岩板胶合板软木板纤维板石膏板纸面石膏板纤维石膏板水泥刨花板建筑木屑板板硬质 PVC板材铝塑复合板轻质硅酸钙板纤维加强硅酸钙板平行纤维岩棉板垂直纤维硅酸铝棉板复合酚醛泡沫板二氧化硅微粉真空隔热保温板建难燃型膨胀聚苯板筑板难燃型挤塑聚苯板526～ 625 626～ 725 726～ 8251400≤800 801～ 900 801～ 900≤800801～ 900 150～ 2006003001501000600105011001150100070020014001380500≤950 951~1200 1201~1400 ＞1400≥140≥100 250～ 300≥60 350～ 450 18～ 22 25～ 35 25～ 35材复合硬泡聚氨酯板≥35 ≥45泡沫玻璃板≤ 160 无岩棉、矿渣棉≤ 150 机纤维玻璃棉板、毡40 材料膨400胀水泥膨胀珍珠岩600 珍珠800 岩300 制沥青、乳化沥青膨胀珍珠品岩400热流方向垂直木纹700 橡木、枫树700 木热流方向顺木纹材热流方向垂直木纹500 松、木、云杉500热流方向顺木纹夯实黏土2000 1800加草黏土1600 1400轻质黏土1200花岗石、玄武岩2800大理石2800砾石、石灰岩、砂岩2400SBS改性沥青防水卷材900其APP改性沥青防水卷材1050他合成高分子防水卷材580材油毡纸600料1400石油沥青1050紫铜8500 407 324 青铜8000 118 建筑钢材7850 126 铝2700 203 191 铸铁7250 112 玻璃钢1800建筑隔墙用轻质条板面密度传热系数(kg/m 2) （W/㎡· K）（板厚≥ 120mm）≤110 ≤附件 2 常用建筑资料热物理性能计算参数取值膨胀聚苯板（EPS板）～挤塑聚苯板（XPS板）～岩棉板～胶粉聚苯颗粒保温浆料～聚氨酯发泡资料～珍珠岩等浆料～附件 3 常用建筑资料热物理性能计算参数取值《全公民用建筑工程设计技术举措／暖通空调．动力》（ 2009 年版）附件 4 常用建筑资料导热系数的修正系数取值序号资料名称使用范围用于外墙、架空楼板修正系数1难燃型膨胀聚苯板用于屋面用于外墙、架空楼板2复合硬泡聚氨酯板用于屋面用于墙体3蒸压加气混凝土砌块用于屋面4 无机保温沙浆用于外墙、分户楼板5 复合酚醛泡沫板用于外墙、架空楼板用于外墙、架空楼板6难燃型挤塑聚苯板用于屋面用于分户楼板7现浇泡沫混凝土用于屋面8 胶粉聚苯颗粒保温浆料用于外墙9 烧结陶粒混凝土用于屋面10 全轻混凝土用于分户楼板、地面用于外墙、架空楼地面11二氧化硅微粉真空隔热保温板12硅酸铝棉板用于屋面用于外墙用于屋面13 岩棉板用于外墙14 泡沫玻璃板用于外墙实例 1华铜搬家小区住所建筑围护构造热工性能判断表建筑物屋面传热系数每层资料名称厚度 mm 导热系数 w/ 修正系数热阻值 w 沙浆找平层20 1SBS高聚物改性沥青防水卷材 3 1水泥沙浆找平层20 1EPS保温板100钢筋混凝土120 1水泥沙浆找平层20 1屋面各层之和屋面热阻 R0=R i +∑ R+R e=屋面传热系数K=1/R0=表建筑物外墙主断面传热系数每层资料名称厚度 mm 导热系数 w/ 修正系数热阻值 w聚合物水泥沙浆 5 1硬泡聚氨酯喷涂40EPS胶粉聚苯颗粒浆料15水泥沙浆20 1轻集料混凝土小型空心砌块240 1水泥沙浆20 1外墙各层之和外墙热阻R0=R i +∑ R+R e=外墙传热系数K=1/R0=表建筑分开采暖与非采暖空间的隔墙传热系数表每层资料名称厚度mm 导热系数w/ 修正系数热阻值w 水泥沙浆20 1轻集料混凝土小型空心砌块200 1 EPS胶粉颗粒喷涂50聚合物水泥沙浆 5 1隔墙各层之和e隔墙热阻 R0=R i +∑R+R=隔墙传热系数0 K=1/R=实例 2 大连鲁能（厂家供给）优山美地北区 1#地住所项目住所构造做法住所屋面构造做法每层资料名称厚度（ mm）导热系数 w/ 修正系数沙浆找平层20SBS高聚物改性沥青防水卷材 3水泥沙浆找平层20EPS保温板100钢筋混凝土120水泥沙浆找平层20住所外墙构造做法每层资料名称厚度（ mm）导热系数 w/ 修正系数水泥沙浆20挤塑聚苯板 ( ρ=25-32) 60水泥沙浆20钢筋混凝土200石灰沙浆20各层之和∑320表面面太阳辐射汲取系数20实例 3春柳公园 A 区住所项目住所构造做法表 3-9 分开采暖与非采暖空间的隔墙传热系数实例 1华铜搬家小区公建围护构造热工性能判断表公建屋面传热系数每层资料名称厚度 mm 导热系数 w/ 修正系数热阻值 w 沙浆找平层20 1SBS高聚物改性沥青防水卷材 3 1水泥沙浆找平层20 1EPS保温板100钢筋混凝土120 1水泥沙浆找平层20 1屋面各层之和屋面热阻 R0=R i+∑ R+R e=屋面传热系数 K=1/R =表公建外墙主断面传热系数每层资料名称厚度 mm 导热系数 w/ 修正系数热阻值 w 聚合物水泥沙浆 5 1硬泡聚氨酯喷涂40EPS胶粉聚苯颗粒浆料15水泥沙浆20 1轻集料混凝土小型空心砌块240 1水泥沙浆20 1屋面各层之和屋面热阻 R0=R i+∑ R+R e=屋面传热系数 K=1/R0=表公建基层地面热阻每层资料名称厚度导热系数 w/ 修正系数热阻值 w mm水泥沙浆20 1 混凝土垫层60 1 EPS保温板60插石注水泥沙浆150 1 屋面各层之和基层地面热阻 R0=∑R=表 S-2 公建架空楼板传热系数每层资料名称厚度 mm 导热系数 w/ 修正热阻值 w 系数XPS保温板30水泥沙浆15 1 钢筋混凝土120 1 硬泡聚氨酯喷涂30EPS胶粉聚苯颗粒浆料15聚合物水泥沙浆找 5 1 架空楼板各层之和屋面热阻 R0=R i+∑R+R e=屋面传热系数 K=1/R0=实例 2 大连鲁能（厂家供给）优山美地北区1#地住所项目公建构造做法公建基层地面构造做法每层资料名称厚度（ mm）导热系数 w/ 修正系数厚毛面花岗石条板100 厚干拌沙浆 DS 20 C20混凝土60 C15混凝土垫层100 素土夯实公建屋面构造做法每层资料名称厚度（ mm）导热系数 w/ 修正系数沙浆找平层20 SBS高聚物改性沥青防水卷材 3 水泥沙浆找平层20 EPS保温板100 钢筋混凝土120 水泥沙浆找平层20 屋面各层之和283 公建外墙构造做法每层资料名称厚度（ mm）导热系数 w/ 修正系数水泥沙浆20挤塑聚苯板 ( ρ=25-32) 60水泥沙浆20钢筋混凝土200石灰沙浆20各层之和∑320表面面太阳辐射汲取系数20实例 3春柳公园 A 区住所项目公建构造做法建筑保温资料的热工设计计算应该采纳计算值，所以在节能设计时，我们需要考虑保温资料在不一样状况下的修正系数，保温资料的计算修正系数，可参照现行的国家《民用建筑热工设计规范》（GB50176）或许上海市工程建设规范《住所建筑围护构造节能应用技术规程》（DG/TJ08）的规定。
建筑材料热物理性能计算参数
建筑材料热物理性能计算参数建筑材料的热物理性能计算参数是指用来描述建筑材料在热学方面的性能的一组参数。
这些参数可以帮助我们评估建筑材料的隔热性能、导热性能、热传递系数等重要的热学性能。
1.热导率（λ）：热导率是指单位时间内通过单位面积的材料厚度上的热流量，它可以反映材料的导热性能。
热导率越低，表示材料的隔热性能越好。
2.导热系数（k）：导热系数是指单位时间通过单位面积与单位温度差的热流量，它是导热率与材料密度和比热容的乘积。
导热系数也可以反映材料的导热性能，其计算公式为k=λ/(ρ×c)，其中λ为热导率，ρ为密度，c为比热容。
3.热扩散系数（α）：热扩散系数是指材料在温度差下的热扩散速率，它可以反映材料的热稳定性和热传导性能。
热扩散系数一般通过测量材料的热导率和比热容来计算得到。
4.导热浸渍系数（EI）：导热浸渍系数是指材料的导热性能与环境温度和湿度变化之间的关系。
它可以表示材料的导热性能是否随着温度和湿度的变化而发生变化。
5.导热性能指数（Φ）：导热性能指数是指材料抗热流传导能力的量化指标，它可以通过实验测量方法来获取。
导热性能指数越高，表示材料的隔热能力越强。
6.蓄热系数（C）：蓄热系数是指材料单位体积的热容量，它可以反映材料的热惯性和储热性能。
蓄热系数越大，表示材料的储热能力越强。
7.热传递系数（U）：热传递系数是指单位时间内通过材料单位面积的热流量与温差之比，它可以用来评估材料的隔热性能。
热传递系数越低，表示材料的隔热性能越好。
8.阻燃性能：阻燃性能是指材料在受到火源热作用下的燃烧表现。
阻燃性能好的材料在燃烧时产生的烟气和有害物质含量较低，对人体健康和环境影响小。
以上是建筑材料热物理性能计算参数的一些常见指标，通过这些参数的计算和评估，可以帮助我们选择合适的建筑材料，提高建筑的能源效益和舒适性。
建筑物理(热)-1 建筑热工基础知识
grad t
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
四、热流密度 ▇ 热流密度就是单位时间、单位面积上所传递的热量；
dQ q dF
Q qdF
F
大平板：
Q qF
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
W (m C)
Thermal conductivity
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
六、导热系数 Thermal conductivity
定义:
q t n
W/(m· ℃)
1）导热系数的物理意义: 在稳定条件下，当温度梯度 为1℃/m时，在单位时间内通过单位面积的导热量。 2）导热系数越大，表明材料的导热能力越强。 3）物质的导热系数，均由实验确定。
COLD (not much vibration)
Heat travels along the rod
▲物质的固有属性 ：可以在固体、液体、气体中发生; ▲导热的特点 ：a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由 电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热只发生在密实 固体中。但建筑材料总是有孔隙的，会产生其它方式的传热，但比例甚微， 故在热工计算中，认为在固体建筑材料中发生的是导热过程（有空气间层的 例外）。
► 建筑材料和隔热保温材料导热系数数值范围:0.025 – 3.0 W/(m· K) 。 ►保温材料(绝热材料）：导热系数小于0.25 W/(m· K) ►多孔材料的导热系数与其湿度相关
例如：苯板0.04 岩棉0.035
建筑热物理基础课程设计
建筑热物理基础课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握建筑热物理基础知识，理解建筑物的传热机理，包括热传导、对流和辐射的基本概念和计算方法。
2. 使学生了解建筑热环境对人们舒适度的影响，掌握室内外气候设计参数的相关知识。
3. 帮助学生掌握建筑保温、隔热和通风等方面的基本原则和技术措施。
技能目标：1. 培养学生运用建筑热物理知识分析和解决实际问题的能力，能进行简单的热环境计算和评价。
2. 提高学生运用建筑热工软件进行模拟和优化设计的能力，为建筑节能提供技术支持。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在项目中进行有效的技术交流。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑热物理学科的热爱和兴趣，激发他们探索科学问题的热情。
2. 增强学生的环保意识，让他们认识到建筑节能对可持续发展的重要性，培养其社会责任感。
3. 引导学生关注建筑与人居环境的关系，树立以人为本、注重舒适健康的建筑理念。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便后续教学设计和评估。
课程旨在帮助学生掌握建筑热物理基础知识，提高解决实际问题的能力，同时培养他们的环保意识和团队协作精神。
二、教学内容1. 建筑热物理基础知识：包括热传导、对流和辐射的基本原理，导热系数、热阻和热惰性等概念的学习。
- 教材章节：第一章至第三章。
- 内容列举：热传导方程、热传导稳态和瞬态分析；对流的产生和影响因素；辐射的基本定律和计算方法。
2. 建筑热环境设计：分析室内外气候设计参数，探讨建筑热环境对人体舒适度的影响。
- 教材章节：第四章。
- 内容列举：室内外气候设计参数的选取与运用；热舒适度评价指标；建筑热环境设计原则。
3. 建筑保温、隔热和通风技术：介绍建筑保温、隔热和通风的基本原则，探讨各种技术的应用和优化。
- 教材章节：第五章至第七章。
- 内容列举：保温材料的选择与应用；隔热措施的设计与评估；通风系统的原理与设计方法。
4. 建筑热工软件应用：学习建筑热工软件的使用，进行模拟和优化设计。
建筑物理知识点
建筑物理知识点文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]建筑热工学第一章：室内热环境1.室内热环境的组成要素：室内气温、湿度、气流、壁面热辐射。
2.人体热舒适的充分必要条件，人体的热平衡是达到人体热舒适的必要条件。
人体按正常比例散热是达到人体热舒适的充分条件。
对流换热约占总散热量的25%-30%，辐射散热量占45%-50%，蒸发散热量占25%-30%3.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。
4.室内热环境的影响因素：1）室外气候因素太阳辐射以太阳直射辐射照度、散射辐射照度及用两者之和的太阳总辐射照度表示。
水平面上太阳直射照度与太阳高度角、大气透明度成正比关系。
散射辐射照度与太阳高度角成正比，与大气透明度成反比。
太阳总辐射受太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度和地理纬度等因素的影响。
空气温度地面与空气的热交换是空气温度升降的直接原因，大气的对流作用也以最强的方式影响气温，下垫面的状况，海拔高度、地形地貌都对气温及其变化有一定影响。
空气湿度指空气中水蒸气的含量。
一年中相对湿度的大小和绝对湿度相反。
风地表增温不同是引起大气压力差的主要原因降水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5.人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种。
6.气流速度对人体的对流换热影响很大，至于人体是散热还是得热，则取决于空气温度的高低。
7.影响人体蒸发散热的主要因素是作用于人体的气流速度和环境的水蒸气分压力。
8..热环境的综合评价：1）有效温度：ET依据半裸的人与穿夏季薄衫的人在一定条件的环境中所反应的瞬时热感觉作为决定各项因素综合作用的评价标准。
2）热应力指数： HSI根据在给定的热环境中作用于人体的外部热应力、不同活动量下的新陈代谢产热率及环境蒸发率等的理论计算而提出的。
当已知环境的空气温度、空气湿度、气流速度和平均辐射温度以及人体新陈代谢产热率便可按相关线解图求得热应力指标。
建筑物理总结热工部分
建筑物理总结热工部分建筑热工学1.建筑热工分区（GB50176-93）Ⅰ、严寒地区≤-10℃必须保温，不考虑防热Ⅱ、寒冷地区-10℃~0℃应保温，部分地区兼顾夏热Ⅲ、夏热冬冷地区0~10℃，25~30℃必须防热，兼顾冬季保温Ⅳ、夏热冬暖地区＞10℃，25~29℃必须防热，北区兼顾采暖，南区不考虑采暖Ⅴ、温和地区0~13℃，25~30℃部分地区考虑保温，不考虑夏季防热2.太阳辐射是主要短波辐射，分布在紫外线、可见光和红外线区域，约占97.8%。
太阳辐射在不同的波长下的单色辐射本领各不相同。
3.对于长波热辐射，白色与黑色物体表面的吸收能力相差极小（室内），反射率、吸收率基本相同。
对于长波辐射，材料性能起主导作用。
4.对于短波辐射，颜色起主导作用。
白色与黑色物体表面的吸收能力相差极大（阳光下），5.易于透过短波而不易透过长波是玻璃建筑产生温室效应的原因。
6.红砖墙面对太阳辐射吸收系数大于水泥墙面、灰色水刷石墙面、白色大理石墙面。
7.材料的导热系数λ：当材料层厚度为1m，材料层两表面的温差为1K时，在1h内通过1m2截面积的导热量。
单位为W/（m·K）。
导热系数＜0.3W/mK的叫绝热材料。
8.对各项异性材料，平行于热流方向时，导热系数大，垂直于热流方向时，导热系数小。
9.导热系数由小到大排列岩棉板（80kg/m3）、加气混凝土、水泥砂浆10.材料的导热热阻R=d/λ=材料的厚度/导热系数11.材料热阻的法定单位是m2K/W12.保温材料的导热系数随湿度的增加而增大，随温度的增大而增大。
有些保温材料的导热系数随干密度减小，导热系数先减小后增大13.总传热系数Ko=1/Ro；总热阻Ro=ΣR14.外墙面的对流换热系数通常大于内墙面的对流换热系数。
15.对于一般的封闭空气间层，若使热阻取值最大，厚度应确定为50mm最合适（＞50无效果）16.封闭空气间层的热阻在其间层内贴上铝箔后会大量增加，是因为铝箔减小了空气间层的辐射换热。
建筑材料热物理性能
建筑材料热物理性能热物理性能是建筑材料表现质量和技术水平重要指标，主要反映建筑材料具有的热力学和物理性能。
它涉及到散热、导热、膨胀、导电等性能，对于建筑材料的整体质量和安全性有着重要意义。
一、散热性能散热性能是指建筑材料能将受到的外界热量转化为室内空气中的热量。
散热性能好的建筑材料有助于减小室内的热量，改善室内的热舒适性，降低室内温度，减轻室内空调负荷，降低空调能耗，延伸空调使用寿命，改善室内环境。
二、导热性能导热性能是指建筑材料能够通过物体表面将外界热量从一层转移到另一层，充分发挥材料的保温性能。
导热性能好的建筑材料可以有效减少室内外的热损失，减少室内热的渗漏，有效保护室内热环境，是室内热舒适性的重要组成部分。
三、膨胀性能膨胀性能是指建筑材料在室温变化时，由于膨胀系数的变化，使其变形或变形的速度、变形的方向等。
膨胀性能好的建筑材料，其变形速度低，变形幅度小，能够有效补偿室温变化，增强建筑物的施工性、装配性和使用寿命，提高建筑物的稳定性和使用条件安全性。
四、导电性能导电性能是指建筑材料对电流的传导能力，也就是材料的电阻率。
建筑材料的电阻率和其厚度、材料的结构和温度变化有关，它能够把外界的电流经过建筑材料传至室内，起到了接地装置的作用，保证室内环境的安全性。
总之，热物理性能对于建筑材料的整体质量和安全性有重要意义，其中散热性能、导热性能、膨胀性能和导电性能都是重要指标，需要概括性地介绍并有效统计它们各自的性能特征，以备在选用建筑材料时参考。
由于不同的材料性能存在着明显的差异，所以在选用建筑材料时，应该综合考虑建筑材料的使用环境和要求，在热物理性能上有选择的的采用，以便达到良好的施工性能和使用性能。
建筑热物理基础1
（2）已知天体的时 角t 赤纬δ和地理纬 度φ，求天体的方位 角A和天顶距z（或地 平高度） 利用如下球面三角公式即可 cosz = sinφ sinδ + cosφ cosδ cost sinz sinA = cosδ sint sinz cosA = - sinδ cosφ + cosδ sinφ cos
太阳辐射在大气中的减弱
太阳辐射在大气中的减弱
太阳辐射在大气中的减弱
曲线1是大气上 界太阳辐射光 谱；曲线2是臭 氧层下的太阳 辐射光谱；曲 线3是同时考虑 到分子散射作 用的光谱；曲 线4是进一步考 虑到粗粒散射 作用后的光谱； 曲线5是将水汽 吸收作用也考 虑在内的光谱， 它也可近似地 看成是地面所 观测到的太阳 辐射光谱。
方位角 A:
起始点：南点 北点 由南点或北点沿真地平顺 时针度量到过天体的地平 经圈 （00 –3600）
时角坐标
基本点：天极 基本圈：天赤道 赤纬 δ：由天赤道沿 过天体的赤经圈向两 极方向度量 （00 ±900） 时角 t： 起始点：子午圈与天赤 道南边的交点。 由起始点沿天赤道顺时 针量至天体所在赤经 圈 （0h –24h）
sinδ=cosεsinβ+sinεcosβsinλ cosδcosα=cosβcosλ cosδsinα=-sinβsinε+cosβcosεsinλ
第一章建筑热环境、
第一节概述
建筑热环境:作用在房屋外因护结构上的一切热物理量的总称。 外围护结构的功能在于抵抗或利用热作用，以便在房间产生易于控制的 舒适的热状况。 因此，在设计满意的建筑围护结构时，必须洞悉作用在 其上的各种热，才能创造性地去利用已有的经验和创造新的技术。所谓满 意的建筑围护结构是就其适用性、经济性(建造与使用经济和节约能量)和 耐久性而言的。 本章的目的是要对作用在建筑外围护结构上的各种热物理量的变化规律 作定量的描写。为了层次清晰想见，将建筑热环境分为室外热作用和室内 热状况两方面加以论述。因为室外热作用是外因，这个外因通过围护结构 之后在室内造成的结果是室内热状况，所以，室内热状况往往作为评价围 护结构热性质的指标。 热环境是用热辐射、气温、湿度及风速四个物理量来描的。而建筑热环境， 不论是室外热作用，还是它内热状况，也都是考察这四个热物理量，或叫 做热气候参量。
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常见的墙体保温构造做法
1.在两墙夹层内填充保温材料 2.空气间层保温墙 3.铝箔空气间层保温墙
二、保温与隔热的设计及评价
冷桥（热桥）
南北方对同一事物现象的叫法，主要是指在建筑物外围护结 构与外界进行热量传导时，由于围护结构中的某些部位的传 热系数明显大于其他部位，使得热量集中地从这些部位快速 传递的现象。
我国第一部建筑节能标准《民用建筑节能设计标
起步阶段 1
准（采暖居住建筑部分）（JGJ26-86）颁布实施，
提出在1980年基础上节能30%的目标。
1996年，随着建筑节能标准的修订，建筑节能目标
发展阶段
提升到了50%。对建筑保温隔热性能要求பைடு நூலகம்相应提升， 建筑保温隔热系统出现了建筑外保温系统、自保温
系统等形式。
消弱热桥影响的办法
1.做层L型梁，在梁的外侧和墙之间填充保温
材料，使其热阻不低于墙体热阻。 2.柱子：设置在外墙内侧，并做保温处理等。
二、保温与隔热的设计及评价
屋面隔热
在屋顶设置空气通道间层（常用的是架空层）减弱传热， 达到隔热的效果。
三、保温与隔热的存在的问题
建筑保温与隔热现状问题
1.建筑保温隔热标准体系需要完善；
随着保温隔热相关标准的颁布实施，2006年我国建
快速发展阶段 筑保温隔热技术进入快速发展阶段，此时保温系统
形式以外墙外保温系统为主，同时还存在自保温系 统和内保温系统。
总结与展望
随着社会发展，能源问题和环境污染问题 日益突出，保温与隔热旨在降低建筑能耗， 为整个社会减少能源消耗，达到节能的目 的。
二、保温与隔热的设计及评价
其热量传递公式为：
Q K (Cn Cu ) s t
k--传热系数 t--传热时间 Cn Cu --内外表面温差 S--为围护结构面积
二、保温与隔热的设计及评价
保温设计
确定各种材料的传热热阻，传热系数及导热系数求出 总热阻，再根据保温要求，确定其厚度及做法。
这是社会发展的需要，加上政府的倡导
支持，具有很好的发展前景。
保温隔热行业现存的问题将会促使其向专 业化，系统化，规范化的方向发展，新的 环境友好型的产品将会很大的发展空间。
That is All
Thank You!
2.设计深度加强施工工艺不规范（重视度不够）；
3.尚未建立建筑保温隔热施工资质和专业施工队伍； 4.行业市场混乱，监管有待加强； 5.适应南方应用的保温隔热技术不成熟； 6.外墙保温性能与防火性能矛盾待解决。
四、发展过程
随着我国建筑节能标准的提高和发展，建筑保温隔热技术也经历了三个发 展阶段
建筑保温与隔热
主讲人 ：苏欣 时间：2016.12.16 中原工学院能源与环境学院
目录
1 2 3
建筑保温与隔热的定义及意义 保温与隔热的设计 保温与隔热的存在的问题
4
5
发展历程
总结与展望
一、建筑保温与隔热的定义及意义
定义
通过一定的手段防止建筑物内部热量损失或外部热量 进入室内
意义
建筑保温与隔热是实现建筑节能和降低能耗的重要手 段，对降低整个社会的能耗具有显著地作用。