建筑热工学课程介绍
1028建筑物理教案
第一篇建筑热工学教学任务：介绍建筑热工学原理，论述如何通过建筑规划和设计上的相应措施，有效地防护和利用室内外热湿作用，合理地解决房屋的保温、防热、防潮、节能等问题，以创造良好的室内热环境并提高围护结构的耐久性。
教学内容：工业与民用建筑的热工设计，包括建筑保温设计、防潮设计、防热设计和建筑节能设计以及建筑日照设计等。
建筑热环境室内热湿作用室外热湿作用太阳辐射空气的温湿度风、雨、雪等空气温湿度生产和生活发生得热量与水分等第 1 章 建筑热工学基础知识 1.1 室内热湿环境室内物理环境：室内那些通过人体感觉器官对人的生理发生作用的影响的物理因素。
室内物理环境组成：由室内热湿环境、室内光环境、室内声环境以及室内空气质量环境等组成。
其中室内热湿环境是建筑热工学必须研究的内容。
1.1.1 室内热环境构成要素及其对人体热舒适的影响构成室内热环境的因素：• 室内温度 • 室内湿度 • 气流速度 • 壁面辐射温度建筑热环境的设计目标：舒适、健康、高效 人体热平衡方程： ⊿q =qm －qe ±qr ±qc ⊿q ——人体得失的热量，w ； qm ——人体产热量，w ；建筑内部环境室内物理环境（生理环境） 室内心理环境建筑物理学属于qe ——人体蒸发散热量，w；qr——人体辐射换热量，w；qc——人体对流换热量，w。
∆q=0 体温恒定不变Qw=25-30%•正常热平衡Qc=25-30%（舒适的）Qr=45-50%•负荷热平衡∆q＞0 体温上升（可以忍受的）∆q＜0 体温下降使用采暖、空调设备（不能忍受的）不同的人对舒适的差异•瞬感现象•衣着状况•个体状况•适应性•种族差异•年龄差异•恒定与变化•代谢率单位1met=58.2W/m2，其定义为人静坐时的代谢率。
人体的能量代谢率受多种因素影响，如肌肉活动强度、环境温度、性别、年龄、神经紧张程度、进食后时间的长短。
房间φ=100%µi=0.1m/sti每次实验变一个房间Φi、µi、t i均为可变任意组合1.1.2 室内湿热环境的评价方法和标准室内湿热环境标准是建筑热工设计的基本依据之一。
建筑热工学
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。
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。
《热工学》课程简介和教学大纲
《热工学》课程简介课程编号：04054001课程名称：热工学/ Pyrology学分：3学时：48（实验：6 上机：0 课外实践：0）适用专业：安全工程建议修读学期：5开课单位：建筑工程学院安全科学与工程系先修课程：高等数学、大学物理考核方式与成绩评定标准：闭卷。
卷面分70%，平时分20%，实验成绩10%教材与主要参考书目：1. 教材：《热工学》（第三版）陈黟、吴味隆等编著，高等教育出版社，20042．参考书：《工程热力学》，严家祺编，高等教育出版社《传热学》，杨世铭、陶文铨编，高等教育出版社内容概述：中文：本门课程主要讲述了工程热力学和传热学的基本概念、基本定律，水蒸汽及湿空气的热力性质，导热、对流、辐射三种热传递方式的原理与计算，换热器的热力计算等。
通过本门课的学习，了解热力系统的状态、能量传递和迁移的多少、系统的变化方向与性能的好坏以及在温差作用下热量传递规律，为之后的专业课学习打好基础。
英文：The cour se of pyrology contains two major parts: engineering thermodynamics and heat transfer. We will study the basic concepts, fundamental laws, thermal properties of water vapor and wet air, three types of thermal transmission’s principle and calculation, thermodynamic calculation of heat exchanger and so on. With the learning of that course, we could grasp the states of thermodynamic system, the quantity of energy transfer, direction and performance of system’s change, and laws of heat transfer under action of temperature difference, which will base for the subsequent cour ses.《热工学》教学大纲课程编号：04054001课程名称：热工学/ Pyrology学分:3学时：48（实验：6 上机：0 课外实践：0）适用专业：安全工程建议修读学期：4开课单位：建筑工程学院安全科学与工程系先修课程：高等数学、大学物理一、课程性质、目的与任务热工学由工程热力学和传热学两部分内容组成、是安全工程专业的专业基础课，不仅为学生学习有关的专业课程提供基础理论知识，也可为从事通风与安全等专业及其它非动力类专业的工程技术人员打下必要的坚实基础。
建筑物理(一) 建筑热工学
12
9
§4 辐射换热及其计算 §5 平壁的稳定稳定传热过程及其计算 §6 围护结构内部温度的确定
§7 封闭空气间层传热 §8 简谐热作用下的传热
第三章 建筑保温
§1 建筑保温设计的综合处理措施 §2 保温设计的有关标准 §3 围护结构主体保温设计 §4 围护结构保温构造 §5 围护结构传热异常部位保温设计要点 §6 围护结构的冷凝检验与防止
5 ℃(手)
伴随疼感的冷感觉
29
（2）人体的体温调节系统 下丘脑具有调节、代谢体温和内分泌功能， 前部主要促进散热来降温，后部促进产热抵御寒冷。 散热调节方式： 血管扩张，增加血流，提高表皮温度;出汗。 御寒调节方式： 血管收缩，减少血流，降低表皮温度；通过冷颤
增加代谢率。
30
（3）人体的能量代谢率 A 影响因素： 肌肉活动强度（主要因素）;
围护结构的传热计算围护结构的蒸汽渗透计算围护结构的传热计算围护结构的蒸汽渗透计算13?本篇重要名词和概念室内热环境热舒适正常比例散热室外热湿作用城市热岛导热对流对流换热辐射辐射换热温度场热流强度导热系数传热系数热阻蓄热系数热惰性指标建筑节能吸热指数建筑耗热量指标体型系数窗墙比热桥室外综合温度总衰减度总延迟时间露点温度蒸汽渗透内部冷凝冷凝界面太阳高度角太阳方位角遮阳遮阳系数倒铺屋面室内热环境热舒适正常比例散热室外热湿作用城市热岛导热对流对流换热辐射辐射换热温度场热流强度导热系数传热系数热阻蓄热系数热惰性指标建筑节能吸热指数建筑耗热量指标体型系数窗墙比热桥室外综合温度总衰减度总延迟时间露点温度蒸汽渗透内部冷凝冷凝界面太阳高度角太阳方位角遮阳遮阳系数倒铺屋面14本篇典型作业题p211115p40212224p66673138p774143p116545515第一章室内外热气候1室内热气候室内热气候
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。
建筑物理 建筑热工学(三)
第一节、稳定传热之五
——封闭空气间层的热阻 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。
（效果不够显著）
2、在间层壁面涂贴辐射系数小的反射材料（铝箔等） 一般建筑材料的辐射系数： 4~4.5 J/(m2hk4) 例如：铝的辐射系数 0.25~0.96 J/(m2hk4) 4——间层内有一表面贴有铝箔 5——间层内两表面都贴有铝箔 增效不显著!故以一个表面贴反 射材料为宜
Ri
1iΒιβλιοθήκη 内表面热转移阻 RiRI (m2•K)/W) 0.11
有肋状突出物的顶棚（h/s>0.3）
7.6
0.13
第一节、稳定传热之二
——平壁的稳定传热
二、平壁材料层导热阶段
i e q d
ti
w/m2 ℃
θi
λ d
θe
te
q
——通过平壁的导热量 ——平壁外表面的温度
e
三、外表面散热阶段
*当热面在上方时，间层内可视为不存在对流。 *当热面在下方时，热气流的上升和冷气流的
下沉相互交替，形成自然对流，此时自然对流 换热最强。
二、不同传热方式的传热量比较：
通过间层的辐射换热量与间层表面 材料的辐射性能和间层的平均温度高低 有关。1—纯导热换热量；2—对流换热 量；3—总换热量
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。
ti
θi λ d
te
ti
——室内空气及其它表面的温度 ——围护结构内表面的温度
i
第一节、稳定传热之二
——平壁的稳定传热
一、内表面吸热阶段
(ti i ) (ti i ) qi 1 i Ri
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)
建筑热工学(日照防潮) 重庆大学
Ri θ i = ti − (ti − te ) R0
65
θ i = ti −
Ri (ti − te ) R0
Ri + R1 (ti − te ) θ 2 = ti − R0
Ri + R1 + R2 (ti − te ) θ 3 = ti − R0
Re θ e = te + (ti − te ) R0
黄道面: 地球绕太阳运行的轨道平面 太阳赤纬角δ : 太阳光线与赤道平面的夹角。δ Nhomakorabea4
夏至日 太阳赤纬角δ =23º27′
5
夏至日 太阳赤纬角δ =23º27′
6
夏至日 太阳赤纬角δ =23º27′ 北半球昼长夜短 南半球昼短夜长
7
夏至日 太阳赤纬角δ=23º27′ 北半球昼长夜短 南半球昼短夜长 北极圈永昼 南极圈长夜
第5章
建筑热工学
5.1 建筑保温 5.2 建筑防热 5.3 建筑日照 5.4 建筑防潮
1
5.3
建筑日照
• 本节要点： 本节要点： 1. 日照基本规律； 2. 日照标准; 3. 日照设计方法。
2
5.3.1日照基本规律
一、 地球运行规律 公转, 自转
3
(1) 地球公转
一年365天 地轴与黄道面成 66º33′倾斜。
66
温度分布图解法
材料层的热阻越大，温度分布直线降落越陡
67
根据温度 θ i , θ 2 , θ 3 , θ e 得到饱和水蒸气分压力: Psi ,
26
=0
cos =－tanφ tanδ
日出、日没时角 : cos =－tanφ tanδ 重庆(φ=29º35′) 冬至日δ = －23º27′ cos =－tan 29º35 ′tan (－23º27′)=0.246 = ±75.7º
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。
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
第一章建筑热工学-室内外热环境
武夷学院 海峡成功学院
升温过程: 太阳辐射——地面——气温
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注意：目前所用气温资料为 各城市近郊气象台站离地面 1.5m高处的空气温度，与城 市中心地区的气温有差别。 由于城市热岛效应，城市中 心地区的气温常高于城郊和 农村。
台北
北京
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室外空气湿度因素 空气湿度是指空气中水蒸气的含量,来源于各种水面、植物及其它载水体 的蒸发和升腾作用。相对湿度的日变化受地面性质、水陆分布、季节寒暑、 天气阴晴等因素影响，相对湿度日变化趋势与气温变化相反。 我国因受海洋气候的影响，南方大部分地区相对湿度以夏季为最大，秋季 最小。华南地区和东南沿海一带，因春季海洋气团侵入，相对湿度以3~5月为 最大，秋季最小，所以在南方地区春夏之交时气候较为潮湿，形成明显的潮 湿季节，对这一地带的建筑防潮和室内热环境都具有重要影响。
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风是水平方向的气流 形成: 空气压力差——————空气受热不均匀 (热压差) 高空气流: 热————冷
地面气流:
冷————热
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大气环流
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季风(海陆风)
武夷学院 海峡成功学院
地方风
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风的垂直分布:
v0
v/v0
100%
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通过本篇的学习，能够熟练掌握建筑热工学的基本理论和设计方法， 并能在建筑设计中灵活运用相关的国家标准和规范，如: 《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93) 《建筑气候区划标准》(GB50178-93) 《民用建筑节能设计标准》(GBJ24-95) 《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》
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4、遮阳的设计手法 掌握手绘
1.5通风模式二 通风分析
1.热压通风原理示意图
白天
晚上
夏季通风分析
涡流区 风向
冬季通风分析
风向 涡流区
室内采光使用局部的屋 顶天窗，利用屋顶格栅遮阳。
屋顶绿化，属于建筑防 热中的植被物屋面隔热内容。
健身房凸出，为下面遮 阳，这里利用了建筑自遮阳 的原理。
会所设计
托马斯•赫尔佐格教授（德国）：建筑师要掌握的知识太 多，我们不可能样样精通，但概念理解非常重要，否则我们无 法在前期构思时提出具有生态意义的想法，也难以与其他专业 人员沟通。我们无法想像，外科医生在不了解循环系统的情况 下会盲目地为病人做手术。建筑师相当于一个乐队指挥而非演 奏员，他不必具备高超的演奏技巧，但他必须了解每种乐器的 性能以充分发挥其潜力。我本人并不精通那些物理或力学计算， 但我喜欢从整体上去把握它们之间的关系。实际上维特鲁威在 2000年前便提出了这个问题。
全球变暖－建筑如何应对？
Dubai 12908095
前言
其实，遮阳所解决的光与热两大类问题，已经有很好的 技术条件弥补。空调与灯光也能够创造出令人满意的环 境。因此，我觉得遮阳技术背后，关键的是建筑节能思 想的传递。
尤其在住宅设计上，作为与人们日常生活关联最密切的 建筑物，它在遮阳技术上的不断更新不仅体现着人们追 求更舒适生活的目标，同时更应赋予的，是我们对于与 自然契合的追求、对资源合理利用的信条。
教材：《建筑物理》，华南理工大学等，2002 参考书目： 《建筑物理（第二版）》，柳孝图，2000 《建筑防热》，林其标，1997 《人·气候·建筑》，吉沃尼，1982 《岭南湿热气候与传统建筑》，汤国华，2005 《绿色建筑 生态·节能·减废·健康》，林宪德， 2007
大师： 伦佐·皮亚诺 赫尔佐格 杨经文 查尔斯·柯里亚 勒·柯布西耶 夏昌世、何镜堂 ……
工业与建筑废弃物再利用
灰砂砖
以适当比例的石灰和砂，经磨细、加水拌和、半干法压制切割成型并经 蒸压养护而成。 抗冻性、耐蚀性、抗压强度等多项性能都优于粘土砖，作为粘土砖的代 替品，是国家大力发展、应用的新型墙体材料。砌体导热系数 1.1W/(m·K) 。 不能用于长期受热（200℃以上），流水冲刷、急冷、急热和酸碱侵蚀部 位。
2020/5/29
太阳辐射热量进入房间的途径
入射100%
反射8% 放热54%
放热38%
外窗－透射率、吸收率、 热阻
隔绝62%
38%传入室内
外墙和屋面－吸收率、 热阻和热惰性指标
广州全年太阳轨迹图
高度角 方位角
下午时刻
上午时刻
日期
虚
日期
实
建筑如何满足人的需求 —建筑通风
质量守恒
能量守恒
压力做功+势能+动能=常数
属于自保温墙体（不通过内、外保温技术，其自身的热工指标达到现 行国家和地方节能建筑标准要求的墙体结构）。
密度400～800kg/m3，导热系数0.1～0.3W/(m·K) 。
不适用于：承重墙，浸水、高温、酸碱、冻融。
传热系数
4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
0 20
F.建筑节能、绿色建筑的现状和发展趋势
G.各种建筑物性能模拟软件
H.其它（
）
多选题二：
你希望本课程的授课方式是：
A.以老师课堂讲解为主，加大信息量和讲课速度；
B.以师生间互动和启发式讲解为主，注重培养独 立思考和判断能力；
C.增加实验室参观；
D.增加实地考察和体验；
E.其它（
）
文丘里效应，增速减压
风吹过建筑—流线
建筑群布局形式分类
并列式
捕风塔
巴基斯坦 Hyderabad
捕风墙 杨经文
皮亚诺—新卡里多尼亚让 -玛丽吉芭欧文化中心
新卡里多尼亚让-玛丽吉芭欧 文化中心（皮亚诺）
传统民 居之前 庭院或 天井
德国科学园 （Kiessier）
德国科学园 （Kiessier）
单选题： 你认为对于建筑设计来说： A.立面造型更重要 B.使用功能更重要 C.立面造型和使用功能同样重要 D.依具体工程项目而定
多选题一：
你对本课程最感兴趣、最希望了解和学习的是：
A.基本原理和知识
B.新型建筑材料和构造
C.建筑遮阳技术与优秀设计案例
D.建筑自然通风技术与优秀设计案例
E.传统建筑的隔热技术
建筑物理（热工学）
美 热、声、光 人、资源、环境、能源
北 方
严实墩厚、立面平整、封闭低矮、内向封闭
南 方
峻峭斜屋面、通透轻巧、可拆卸的围护结构、底部架空
建筑热工设计分区图
严寒地区 寒冷地区
严寒地区
严寒地区
寒冷地区
寒冷地区
夏热冬冷地区
温和地区 夏热冬暖地区
人对室内环境的需求
室内环境
37 oC 34 oC
07：00
17：00
10：00
我之于遮阳 遮阳TO me
我之于遮阳 遮阳TO me
再看综合遮阳
06：00
08：00
12：00
14：00
10：00 16：00
06：00
08：00
12：00
14：00
自己的评价：较小尺度的综 合遮阳起到了非常好的遮阳， 而且充分利用资源，设计非 常合理。而且说明，小尺度 的综合遮阳适合朝南的立面。
• 空气温度：对流 • 空气湿度：蒸发，闷热vs湿冷 • 风速：对流与蒸发，凉风席席vs热风 • 环境表面温度：辐射，屋顶，大玻璃幕墙
• 服装热阻：各种散热，有效的自我调节 • 新陈代谢率：产热，体育场馆vs图书馆
气候·建筑·人
气候 建筑 人
建筑如何满足人的需求 —建筑材料与构造
建筑围护结构传热
作 造的室内光影效果。
1
2
3
业
中 遮
４处的遮阳板 营造的室内光影效 果。
4
阳
处
5
6
理2
4
3 3-2
遮阳的设计
设
计
５处垂直立柱造
作 的室内光影效果。
1
2
3
业
中 遮
６处的门式花 架营造的室内光影 效果。
4
阳
处
5
6
理5
6
3 3-3
遮阳的设计
透 视效果
我之于遮阳 遮阳TO me
我之于遮阳 遮阳TO me
传统建筑
骑楼
传统建筑
花格窗和满洲窗
杨经文（马来 西亚）
以研究适合热带气 候条件下的生态建 筑而著称。
不仅通过遮阳改 善了室内热环境 和光环境，还借 此创造出适宜的 室外活动空间， 并在建筑造型上 呈现鲜明特色。
梅纳拉商厦
杨经文自宅 新加坡国家图书馆
夏昌世
岭南现代建 筑创始人之 一。
针对岭南地区的气候 特点，从防晒、遮阳、 通风、隔热等建筑的 基本问题入手，完成 了一定数量的建筑作 品，对其后岭南现代 建筑的探索和发展产 生了重要影响。
风水：背山面水，负阴抱阳
建筑与气候的交互和适应
严寒地区 寒冷地区
严寒地区
严寒地区
寒冷地区
寒冷地区
夏热冬冷地区
温和地区 夏热冬暖地区
冰原气候
热带雨林气候
沙漠气候
稀树草原气候
地中海气候
建筑性能模拟软件的辅助
当建筑师“遭遇”建筑技术 —如何学习应对？
李保峰：许多建筑系学生毕业后便忘了数理化，一涉及到 建筑的生态技术领域，往往感到知识不够。您被公认为德国建 筑界中为数不多的具有科学家头脑的建筑师之一，您认为一个 关注生态的建筑师，其科学知识应该掌握到什么程度？
人的冷热感觉
很热——头晕、呼吸困难
热 ——持续出汗
暖 ——开始细微出汗
微暖——有热感，但未出汗
Hot
中性——不热也不冷
微凉——有冷感，但无明显不适
凉 ——有加衣服的愿望
冷 ——偶发性打哆嗦，冷战
很冷——肢体末梢感觉过冷，甚至产生痛觉
Cold
舒适 稍有不适 不舒适 很不舒适
影响热感觉的6个因素——以传热视角
0 20
200厚钢混外抹 25mm灰，内贴苯板
50
100
150
内贴聚苯板厚度
粘土砖（红砖）
以粘土为主要原料，经采土、调制、制坯、焙烧、冷却而成。 春秋战国时期陆续创制了方形和长形砖，秦汉时期制砖的技术和生产规模、 质量和花式品种都有显著发展，世称“秦砖汉瓦”。 具有较高的强度和热工、防火、抗冻性能，砌体导热系数0.76W/(m·K) 。 普通砖尺寸：240mm×115mm×53mm 毁田取土、烧制耗能高，禁实限粘——节地、节材、节能、环保
混凝土
由水泥、和粗骨料（石）、细骨料（砂）按适当比例配合，加水伴合均匀， 浇筑成型，硬化而成。
抗压强度大，经久耐用，可浇筑成不同形状和大小，可做成装配式预制构件， 热膨胀系数与钢筋相近，相互粘结力强，二者结合坚固耐久，抗震性能良好。 普通钢筋混凝土导热系数1.74W/(m·K) 。
加气混凝土
由硅质材料（砂、粉煤灰、高炉煤渣等）、钙质材料（水泥、石灰） 和发气剂（常用铝粉，与料浆中的碱性成分发生化学反应产生氢气， 致使料浆发气膨胀形成均匀细小气孔）等原料，加水拌匀，经蒸压养 护而成。
ti
θi θ2
室 外
θ3 θe
室 内
气
te
环
候
qi q1 q2 q3 qe
境
Ri
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R
Re
ti
te
传热阻：R0 =Ri +R +Re，所有阻力之和； 传热系数：K=1/R0，衡量建筑围护结构（墙体、屋面、 门窗）传热能力的重要指标。