建筑物理复习整理[1]

绿色建筑：是以人为本的设计理念和追求实现的目标。

尽量利用自然条件,与自然和谐的设计策略，减少资源，能源消耗和排废，运用适宜的工程技术
创造现在社会的人居环境品质。

物理环境: 是指在城市区域范围或建筑物室内空间，由热（包括温度，湿度），光，声，空气（流速，气味）等因素共同作用的与人们身心健康息息相关的环境条件（品质）。

热岛效应：由于城市的人为热及下垫面向地面附近大气层散发热量比郊区多，气温也比郊区高，且由市中心向郊区逐渐降低
影响：热岛范围内的空气易于对流吻合，但其上不的大气则显稳状态而不扩散，就像盖子一样，使发生在热岛内的各种气体污染物质都被围闭在热岛之中，因此，热岛效应对大范围的空气污染有很大影响。

由于热岛的产生，为改善热舒适对制冷，供热的需求出现了明显区别，也直接影响建筑物耗能
城市物理环境变化浅析：热环境，光环境（玻璃幕墙，靡虹灯），声环境，空气环境
--------------------------------------------------------1.1章室内外热环境---------------------------------------------------------1建筑热环境：是研究人们在建筑空间中的热舒适问题，以采取合理有效的技术措施改善建筑热环境，满足人们对热舒适要求，并达到节能降耗的目的
2室外热环境：即室外气候，是指作用在建筑外围护结构上的一切热，湿物理因素的总称
是影响室内热环境的首要因素
3室内热环境：主要由室内气温，湿度，气流及壁面热辐射等因素综合而成的室内微气候。

4热舒适的必要条件：人体内产生的热量与向环境散发的热量相等，即保持人体的热平衡。

Δq= qm ±qc ±qr –qw W / m ²
人体与周围环境的换热方式有：对流，辐射，蒸发
必须使Δq=0 ，即人体的新陈代谢产热量正好与人体在所处环境的热交换量处于平衡状态
当达到热平衡状态时，对流换热约占总散热量的25 ％~30 ％，辐射散热量占45 ％~50 ％，呼吸和无感觉蒸发散热量占25％~30 ％时，人体才能达到热舒适状态，能达到这种适宜比例
的环境就是人体热舒适的充分条件
5室内热环境的影响因素：室外气候因素热环境设备的影响其他设备的影响人体活动的影响
6室外气候：太阳辐射，气温，空气温度，风，降水
7空气湿度：指大气湿润程度
绝对湿度:是单位体积空气中所含水蒸气的重量。

其单位为g/m3（克/米3）
相对湿度：φ= f / fmax ×100 ％
是在一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f与同温同压下的饱和水蒸气量的百分比。

8我国建筑热工设计分区及设计要求：
严寒地区：累年最冷月平均温度低于或等于-10℃的地区。

主要包括内蒙古和东北北部，新疆北部地区,西藏和青海北部地区。

这一地区的建筑必须充分满足冬季保温要求，加强建筑物的防寒措施，一
般可不考虑夏季防热。

寒冷地区：累计最冷月平均温度为0~ -10℃地区。

主要包括华北地区，新疆和西藏南部地区及东北南部地区。

这一地区的建筑满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季放热。

夏热冬冷地区：累计最冷月平均温度为0~10℃,最热月平均温度25~30℃地区。

主要包括长江中下游地区，即南岭以北，黄河以南的地区。

这一地区的建筑必须满足夏季防热要求，适当坚固冬季保温。

夏热冬暖地区：累计最冷月平均温度高于10℃，最热月平均温度25~29℃的地区。

包括南岭以南及南方沿海地区。

这一地区的建筑必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保暖。

温和地区：累月最冷月平均温度为0~13℃，最热月平均温度18~25℃的地区。

主要包括云南，贵州西部及四川南部地区。

这一地区中，部分地区的建筑应考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热。

9改善室内热环境的建筑途径：①太阳辐射热的利用与调节（窗口设计透射体设计被动式太阳能建筑）
②优化建筑维护结构热工性能③自然通风④绿化
------------------------------------------------------1.2章建筑的传热与传湿-------------------------------------------------
1传热的基本方式：导热，对流，辐射
2导热：由温度不同的质点在热运动中引起的热能传递现象。

3导热热量Q =λ(θi –θe) F / d
Q ---导热热量W ；F---壁体的截面积m²；θi和θe---壁体两侧的温度℃
d---壁体的厚度，m；λ---壁体材料导热系数W/ （m·K ）
热流强度：在单位面积内透过该壁体的导热热量用q 表示
q=λ(θi –θe) / d
材料的导热系数λ值反映了壁体材料的导热能力，在数值上等于：当材料层单位厚度的温度
差为1k时，在单位时间内通过1 m²表面积的热量
4材料导热系数的物理意义是什么？受哪些因素影响？试举出一些建筑材料例子说明？
反映材料的导热能力
材质的影响----如矿棉，泡沫塑料等材料的λ值比较小，而砖砌体，钢筋混凝土等材料的λ值比较
大，如钢材，铝合金等的导热系数就更大
材料干密度的影响-----泡沫混凝土，加气混凝土等一类多孔材料
材料含湿量的影响-----非金属材料常常并非绝对干燥，而是含有不同程度的水分
5 热阻R = d / λ，单位（m²·K/W）
q= (θi –θe) / (d / λ) = (θi –θe) / R
热阻: 热流通过壁体时遇到的阻力，或者说它反映了壁体抵抗热流通过的能力。

6 对流：由温度不同的各个部分流体之间发生相对运动，互相参合而传递热能。

7凡能将辐射热全部反射的物体称为绝对白体；能全部吸收的称为绝对黑体；能全部渗透的为绝对透明体或透热体; 选择性辐射体----- 只能吸收和发射某些波长的辐射能，并且其单色辐射本领总小于同温度黑体同波长的单色辐射本领
8 温室效应：在建筑中应用最多的净片平板玻璃对于可见光的透过率高达85 ％，其反射率仅为7％.显然
是相当透明的材料，用这种玻璃制作的温室，能透入大量的太阳辐射热而阻止室内的长波辐
射向外投射的现象
9平壁传热过程：平壁内表面吸热----平壁材料层吸热-----平壁外表面散热
10 分析封闭空气间层的传热特性，在围护结构够设计中如何应用封闭空气间层？
空气间层的传热过程与实体材料层的传热迥然不同，是在有限封闭空间内两个表面之间进行的热传移的过程，是导热，对流和辐射三种传热方式综合作用的结果，在有限封闭空间内空气伴随着导热会产生自然对流换热，对流换热的强度与间层的厚度，位置，形状等因素有关。

设计应用：1在建筑维护结构中采用封闭空气间层可以增加热阻，并且材料省，重量轻，是一项有效而经济的技术措施。

2如果构造技术可行，在维护结构中用额厚的空气间层不如用几个薄的空气间层3为了有效的减少空气间层的辐射传热量，可以在间层表面涂贴反射材料，一般在一个表面涂贴，并且是在温度较高的一侧的表面，以防止间层内结露。

--------------------------------------------------1.3章建筑保湿与节能----------------------------------------------------------- 1建筑保温途径：①建筑体型的设计，应尽量减少外围护结构的总面积②围护结构应具有足够的保温性能
③争取良好的朝向和适当的建筑物间距④增强建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利
影响⑤避免潮湿，防止壁内产生冷凝
2《民用建筑设计标准》：建筑物体形系数宜控制在0.3及0.30以下，如果形体系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温。

《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》：规定该地区条形建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的
体形系数不应超过0.40
《公共建筑节能设计标准》：除居住建筑的公共建筑，严寒，寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40
3围护结构最小传热阻的物理意义是什么？计算式中[Δt]值大小的含义又是什么？为什么要作温差修正？为什么要做蓄热系数和导热系数的修正？
答：①物理意义:是依据室内计算温度与围护结构内表面温度的允许温差确定的.按此热阻值进行设计,能够保证在采暖系统正常供热及室外实际空气温度不低于室外计算温度前提下,围护结构内表面
温度不致低于室内空气的露点温度.
②[Δt]: 室内空气与围护结构内表面之间的允许温差.
③因为围护结构与其所处情况的不同,则其室内外温度也会有所差异,因此为了避免出现保温性能的隐患
④在围护结构保温设计中,由于建筑材料和构件种类繁多,情况各异,加之围护结构的保温性能又是以其
最小传热阻为指标,材料导热系数的取值是否符合实际情况往往是保温设计成败的关键,何况影响材料导热系数的因素较多,实际情况又难以预料.为了避免出现保温性能的隐患,凡符合表 1.3-4中所列材料,构造,施工,地区及使用情况的,在计算围护结构实际传热阻时,材料的导热系数λ和蓄热系数S应按表中所规定的修正系数α予以修正,即将按附录表I查得的数值乘以α值.
4围护结构保温层在构造上有几种设置方式？各有何特点？你所在地区常见的保温构造属于何种方式？答：1）保温，承重合二为一
如承重材料或构件除具有足够的力学性能外，还有一定的热阻值，二者就能合二为一。

例如混凝土空心砌块，轻质实心砌块等。

这类构造简单，施工方便，能保证保温构造与建筑同寿命，多用于低层或多层墙体承重的建筑。

2）复合构造
除采用实体保温层外，还可以用封闭空气间层作为保温构造，通常采用单层或多层封闭空气间层与带低辐射贴面的封闭空气间层。

这样既有效的增加围护结构的传热阻，满足保温要求，也可减轻围护结构的自重，使承重结构更经济合理。

3）单一轻质保温构造
这种保温构造的热阻往往很大。

可以满足围护结构保温要求，同事还可以减轻建筑的荷载。

但由于采用的保温材料质量轻，其热稳定性较差，对于热稳定性要求较高的建筑（如间隙供暖的建筑，有夏季防热要求的建筑等）来说，应根据要求对热阻经行附加的修正。

5窗有哪些传热特点？应从哪几个方面提高其热工性能？
答：窗的作用是多方面的，作为围护结构的一部分同样应具有保温或隔热，得热或散热的作用。

从围护结构的保温性能来看，窗是保温能力最差的部件。

主要原因是窗框，床樘，窗玻璃等的热阻太小，还有经缝隙渗透的冷风和窗洞口的附加热损失。

①提高窗的保温性能②控制各向墙面的开窗面积
③提高窗的气密性，减少冷风渗透④提高窗户冬季太阳辐射得热
6如何判断围护结构内部是否会产生冷凝？应如何避免？
外围护构造由于冷凝而受潮分，表面凝结和内部冷凝。

是否会出现冷凝现象取决于内部各处的温度是否低于该处的露点温度，也可以根据水蒸气分压力是否高于该处温度所对应的饱和蒸汽压加以辨别。

防止和控制冷凝的措施：1防止和控制表面冷凝：正常湿度的采暖房间，高湿房间，防止地面泛潮
2防止和控制内部冷凝：材料层次的布置应遵循南进易出的原则，设置隔汽层，
设置同房间层或泄气沟道
----------------------------------------------1.4章建筑隔热与通风------------------------------------------------------------ 1建筑防热的途径：①减弱室外热作用②窗口遮阳③围护结构的隔热与散热
④合理地组织自然通风⑤尽量减少室内余热
2自然通风的原理是什么？为组织好自然通风，在建筑设计中应注意妥善处理哪些问题？
开口处（门窗过道）存在着空气压力差而产生的空气流动，产生压力差的原因是风压作用和热压作用
处理问题：①建筑朝向，间距及建筑群的布局②建筑的平面布置与剖面设计
③门窗的位置和尺④门窗开启方式⑤设置导风板
3屋顶隔热的措施主要有哪些？这些措施的隔热机理是什么？
①采用浅色外饰面，减少当量温度
---采用太阳辐射热吸收系数较小的屋面材料时，即降低了室外热作用，从而达到隔热的目的②提高屋顶自身的隔热性能-----隔热层本身热容量小，抗外界温度波动的能力差，但隔热层有着良好的
绝热性能，可以有效减弱传递的热量
③通风隔热屋顶--------利用屋顶内部通风带走面层传下的热量
④种植隔热屋顶------在屋顶上种植植物，利用植物的光合作用，将热能转化为生物能；利用植物叶面的
蒸腾作用增加蒸发散热量，均可大大降低屋顶的室外综合温度;同时利用植物培
植基质材料的热阻和热惰性，降低内表面平均温度与温度振幅。

⑤水隔热屋顶-----水的热容量大，而且水在蒸发时要吸收大量的汽化热，从而减少了经屋顶传入室内
的热量，降低了屋顶的内表面温度。

---------------------------------------------------------1.5章建筑日照与遮阳--------------------------------------------------
1住宅日照标准
①老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准
②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
③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
①宿舍半数以上的居室，应能获得同住宅居住空间相等的日照标准
②托儿所，幼儿园的主要生活用房，应能获得冬至日不小3h的日照标准
③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
2日照间距：L=D / H L---日照间距系数D----日照间距H--------遮挡计算高度
3固定式遮阳（水平式，垂直式，综合式，挡板式）
--------------------------------------------------------2.1建筑光学基本知识----------------------------------------------------- 1能引起视感觉的光谱辐射，其波长范围：380----780nm。

2眼睛的主要组成部分，其功能如下：（1）瞳孔（2）水晶体（3）视网膜（4）感光细胞
3两种感光细胞在视网膜上的分布是不均匀的：锥状细胞主要集中在视网膜的中央部位，称为―黄斑‖的黄色区域。

黄斑区的中心有一小凹，称―中央窝‖
4人眼视觉：明，暗和中间视觉三类。

5光谱光视效率V(λ)曲线表示在特定光度条件下产生相同视觉感觉时波长λm和波长λ的单色光辐射通量的比. Λm选在视感最大值处(明视觉时为555nm,暗视觉为507nm)
6明视觉曲线V(λ)的最大值在波长555nm处,即在黄绿光部位最亮.
7光通量，以标准光度观察者对光的感觉量为基准的单位，单位流明（lm）。

Km———最大光谱光视效能，在明视觉时Km 为683 lm/W。

8发光强度：特定方向上照射的光通量除以该立体角的商，就是发光强度。

单位坎德拉，符号cd。

9照度：落在其单位面积上的光通量的多少来衡量它被照射的程度，这就是常用的照度单位：勒克斯，lx。

10亮度：亮度就是单位投影面积上的发光强度。

符号：L
11距离平方反比定律：发光强度与照度的关系:某表面的照度E与电光源在这方向的发光强度Iα成正比,与距光源的距离r的平方成反比
12光经过介质后的两种情况①规则反射和投射，如玻璃等表面很光滑的材料。

②扩散反射和投射，如半透明等不规则不光滑的材料。

13可见度的影响因素①亮度②物体的相对尺寸③亮度对比④识别时间⑤避免眩光
其中直接眩光可采用措施减轻或消除：①限制光源亮度。

②增加眩光源的背景亮度
③减少形成眩光的光源视看面积，④尽可能增大眩光源的仰角。

14光源的色温:当一个光源的颜色与完全辐射体（黑体）在某一温度时发出的光色相同时，完全辐射体的温度(热辐射)
15 相关色温：通常把某一种光源的色品与某一温度下的黑体的色品最接近时的黑体温度（气体）
16光源的显色性：物体色随不同照明条件而变化。

物体在待测光源下的颜色同它在参照光源下的颜色相比的符合程度
---------------------------------------------------------------2.2天然采光--------------------------------------------------------
1光气候:是由太阳直射光,天空漫射光和地面反射光形成的天然光平均状况.
2光气候分区:全国划分为Ⅰ～Ⅴ个光气候区. 北京为Ш类光气候区，光气候系数为1.0。

重庆为V类光气候区，光气候系数为1.2
3采光系数C：是室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度（En）与同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度（Ew）之比。

4侧窗：侧窗由于构造简单，布置方便，造价低廉，光线具有明确的方向性，有利于形成阴影，对观看立体物件特别适宜，并可通过它看到外景，扩大视野，故使用很普遍。

5 天窗：①矩形天窗②锯齿形天窗③天平窗。

6采光设计步骤：①了解设计对象对采光的要求（房间的工作特点和精密，工作面位置，工作对象的表面
情况，工作中是否容许直射阳光进入房间，工作区域）
②了解设计对象其他要求③房间及其周围环境概括。

----------------------------------------------------------2.3建筑照明--------------------------------------------------------------- 1电光源：①热辐射光源（白炽灯,卤钨灯）
②气体放电光源
荧光灯荧光高压汞灯金属卤化物灯钠灯氙灯紧凑型荧光灯无电极荧光灯（QL灯）2灯具的光特性：①配光曲线②遮光角
③灯具效率：灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量的比值。

4灯具的分类：直接型，半直接型，漫射型，半间接型，间接型。

5 照明方式：一般照明，局部照明，混合照明。

---------------------------------------------------------------3 声学--------------------------------------------------------------- 1正常人耳可听的频率范围:20~20kHz
2波长=声速/频率λ=c/f
3功率：声源在单位时间内向外辐射的声能，符号：W，单位：瓦（W），微瓦（μW）
4声强：在单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积所通过的声能。

符号I，单位：（W/m2）
5声压：某瞬时，介质中的压强相对于无声波时压强的改变量。

符号：p,
单位：N/m2, Pa（帕）μb（微巴）1N/m2 = 1 Pa = 10 μb
6声压级：一个声音的声压与基准声压之比的常用对数乘以20。

Ｌp = 20lg (p/p0) (dB) （在0~120分贝之间）
7 ①点声源随距离的衰减
在自由声场中，声功率为W 的点声源，在与声源距离为r 处的声压级Lp 和距离r 的关系式：Lp =Lw –11 –20 lg r （dB）从上式可以看出，观测点与声源的距离增加一倍，声压级降低6 dB，②线声源随距离的衰减
线声源，如公路上的车辆，声波以圆柱状向外传播，当线声源单位长度的声功率为W，在与声源距离为r 处的声强为
声压级为：Lp = Lw –8 –10 lgr （dB）
因此，观测点与声源的距离每增加一倍，声压级降低3 dB。

③面声源随距离的衰减
如果观测点与声源的距离比较近，声能没有衰减，在距声源较远的观测点有3 ~ 6dB的衰减。

8 声波的反射：声波在传播过程中，遇到一块其尺度比波长大得多的障板时，声波将被反射。

对于平面，反射声波呈球状分布，曲率中心就是声源的“像”。

凹面使声波聚集，凸面使声波发散。

9声波的折射：声波在传播过程中，遇到介质密度变化时还会发生折射。

声波在空气中传播时，白天由于近地面的气温较高，声速较大，声速随地面高度的增加而
减少导致传播方向向上弯曲；夜晚相反。

10声波的衍射：声音在传播的过程中，如果遇到比波长大的障壁或构件时，声音绕到障板的背后改变原来的传播方向，在它的背后继续传播的现象叫声衍射。

同样尺寸的反射板对低频声的衍射作用较大，反射作用较少。

11声波的扩散：声波在传播过程中，如果遇到凸的表面，其突出的部分如果不小于入射声波波长的1/7时，会发生声扩散。

12声音的吸收：声波入射到建筑构件时，声能的一部分被反射，一部分透过构件，还有一部分由于构件的振动或声音在其中传播时介质摩擦、热传导而被损耗
13声音的透射：材料的透声能力以透射系数τ表示，材料的透声能力愈强（τ值大），材料的隔声能力愈差。

工程中用隔声量表示建筑构件的隔声性能。

14驻波：当两列相同的波在同一直线上相向传播时，叠加后产生的波。

15房间共振现象：房间受到声源激发时，将按照它本身所具有的共振频率而振动的现象
16简并现象：当某些振动方式的共振频率相同时，即出现了共振频率重叠的现象
17混响时间：当室内声场达到稳态，声源停止发声后，声音衰减60dB所经历的时间
符号：T60 ，单位：s
混响时间与音质的丰满度和清晰度有关。

一般而言，混响时间长则丰满度增加，而清晰度下降。

18人对声音的感受
①音调的高低：由频率决定②音量的大小：由声压级或声强级决定③音色的好坏：由频谱决定19响度级：如果某一声音与已定的1000Hz的纯音听起来一样响，这个1000Hz纯音的声压级就定义为待测声音的响度级，单位是方（Phon）
20 A声级：在声级计中参考40方等响曲线，对500赫兹以下的声音有较大的衰减，以模拟人耳对低频不
敏感的特性。

21 时差效应：人耳的听觉暂留为50ms，如果直达声和反射声的时间差大于50ms，
即声程差大于17m （0.05s×340m/s), 可能听到回声。

22 听觉掩蔽：一个声音的听阈因另一个掩蔽声音的存在而提高的现象. 提高的数值称为掩蔽量. 23干扰噪声:是指除了需要听闻的声源外,由室外传入的引起干扰的噪声,或是由建筑围护结构传递的来自建筑物相邻空间和其他部分引起干扰的噪声.
24 吸声: 声波在媒质传播过程中使声能产生衰减的现象.
25 吸声材料和吸声构造根据吸声原理分：多孔吸声材料, 共振吸声结构, 特殊吸声结构
26 吸声基理：多孔吸声材料具有大量内外联通的微小间隙和连续气泡，因而具有通气性，这是多孔吸声材
料最基本的构造特征。

当声波入射到多孔吸声材料表面时，声波能顺着微孔进入材料内部，引
起孔隙中的空气振动。

由于存在摩擦和空气的粘滞阻力，使一部分声能转变成热能；此外，气
体压缩放热、膨胀吸热，因此孔隙中的空气与孔壁、纤维之间进行热交换，也使声能被吸收。

吸声特性：中高频吸声较大，低频吸声较小。

27影响和控制多孔材料吸声系数的因素：①空气的流阻②孔隙率③材料厚度④材料的表现密度⑤材料背
后的条件⑥饰面的影响⑦声波频率与入射条件⑧吸湿,吸水的影响
28共振吸声结构：①薄膜吸声结构②薄板吸声结构（主吸收低频）
③穿孔板吸声结构（穿孔率4％~5 ％，主吸收中频）
④金属微穿孔板吸声结构（穿孔率1％~3％对中低高都有很高吸声）
29 空间吸声体（吸声效果最好，立体的）吸声尖劈（完全吸声，用于特殊场所：消声室实验室）。