建筑物理 人体热感觉与热舒适
热舒适
热舒适的定义为：人对周围热环境所做的主观满意度评价(ISO 773O)。
预测平均投票数和预测不满意百分数(丹麦)关于热环境的舒适条件，丹麦工业大学著名学者Po Fanger教授等从20世纪60年代就开始进行了大量的研究工作，提出了热舒适的PMV_PPD指标体系，Fanger制定了3个舒适条件，第一个条件是人体必须处于热平衡状态，以便使人体对环境的散热量等于人体体内产生的热量，第二个条件是皮肤平均温度应具有与舒适相适应的水平，第三个条件是人体应具有最佳的排汗率，排汗率也是新陈代谢的函数。
以热舒适性方程和ASHRAE的7点标度为依据，提出了预测平均投票数PMV(predicted mean vote)指标。
该指标在欧洲得到了广泛的应用。
FaJlger的PMV指标范围是-3~+3的范围，分别对应了人体的热感觉和冷感觉，PMV的分度如表1所示。
PMV指标(预期平均评价)代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉，因此可用PMV指标预测热环境下人体的热反应。
绿色奥运评价体系室内热舒适指标：体育馆建筑观众席部位的PMV值在-1.0~-0.5之间(冬季采暖)或0.5~1.0之间(夏季空调)。
体育馆建筑运动员休息室内的PMV值在-0.5~0.5之间。
运动员村居住建筑居室的PMV值在-0.75~0.75之问。
除 PMV指标外，各国学者针对各自不同的目的提出了许多用于评价人体热感觉与热舒适的指标，其中比较有代表性的指标有：有效温度和标准有效温度(美国)；卡他冷却能力、当量温度和主观温度(英国)；预测平均投票数和预测不满意百分数(丹麦)；热应力指标（hsi）；湿球黑球温度计指数[2]。
对室内热舒适性的评价指标规定，我国可依照的相关标准包括《中等热环境PMV和PPD指数的测定及热舒适条件的规定》(GB/T18049-2000)、采暖通风与空气调节设计规范(2001年版)等。
预计热指标(PMV)热应力指标是为保持人体热平衡所需要的蒸发散热量与环境容许的皮肤表面最大蒸发散热量之比。
建筑物理 人体热感觉与热舒适
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3.4.热应力指标（Heat Stress Index）
根据人体热平衡的条件，先求出在一定 环境中人体所需的蒸发散热量，然后再计 算在该环境中最大可能的蒸发散热量，以 这二者的百分比作为热应力指标，它提供 了一种按照人体活动、衣着及周围热环境 对人的生理机能综合影响的分析方法。
3.5预测平均热感觉指标PMV
2.4.室内热环境的组成因素
四个因素：
Ａ．空气温度 Ｂ．空气流速 Ｃ．空气湿度 Ｄ．辐射温度。
A.室内气温 室内温度有相应规定：冬季室 内气温一般应在 16～ 2 2 ℃；夏 季空调房间的气温多规定为24～ 28℃，并以此作为室内计算温度。
室内实际温度则由房间内得热和失 热、围护结构内表面的温度及通风 等因素构成的热平衡所决定。
1.2.人体对热冷的调节过程
人体调节自身体温的机制是很复杂的: 刺激→热感觉神经→大脑(丘脑)→调 节神经→调节反应。
1.3.主观反应的语义分级
不同的人对热冷感是有差别的，但在 适应的状态下，这种差别是在窄小范 围内的。表现在： 瞬感现象： 衣着状况： 个体状况： 地域差异： 种族差异： 年龄差异： 恒定与变化：
作业二
1.温度是怎样定义的？温标有哪几种？
相互间存在怎样的换算关系？80℉为 多少℃和多少K？ 2.空气的湿球温度该怎样定义？什么是 空气的绝对湿度和相对湿度？两者间 存在怎样的关系？
3.什么是导热，影响导热传热的因素 有哪些？ 4.什么是对流传热和对流换热，两者 有什么区别？影响对流换热的因素 有哪些？
热环境各个因素是互不相同的物理量， 但对人体的热感觉来说，它们相互之间 又有着密切的关系；改变其中一个因素 往往可以补偿其他因素的不足，如室内 空气温度低而平均辐射温度高，和室内 空气温度高而平均辐射温度低的房间就 可以有同样的热感觉。
关于建筑物理知识点
11.热压形成风的条件是温差、高差
建筑光学
第一章：建筑光学基本知识
1.眼睛构造：（1）瞳孔（2）水晶体（3）视网膜（4）感光细胞
2.人眼的视觉特点：（1）椎体细胞在明亮的环境下对色觉和视觉敏锐度起决定作用，
它能分辨出物体的颜色和细部，并对环境的明暗变化作出迅速的反应。
6.围护结构隔热措施：
1）屋顶隔热：采用浅色外饰面，减少当量温度；增大热阻与热惰性；通风隔热屋顶；水隔热屋顶；种植隔热屋顶。
2）墙体隔热：砌块；钢筋混凝土大板，钢筋混凝土空心板，复合大板；
7.自然通风的原理：由于开口处（门、窗、过道）存在着空气的压力差产生的空气流动。
8.产生压力差的原因：风压作用，热压作用
2、对流是由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能。
对流换热的强弱主要取决于：层流边界层内的换热与流体运动发生的原因、流体运动状况、流体与固体壁面温度差、流体的物性、固体壁面的形状、大小及位置等因素。
3、辐射：热射线的传播过程叫做热辐射，通过热射线传播热能就称为辐射传热。
辐射传热特点：1）在辐射传热过程中伴随着能量形式的转化；
5.太阳辐射的可见光，其波长范围是380——780nm.
6.普尔钦效应：在不同的光亮条件下，人眼感受性不同的现象。
7.反射、吸收和透射光通量与人射光通量之比，分别称为光反射比、光吸收比和光透射比。
8.规则反射：光线入射角等于反射角；入射光线、反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。玻璃镜、很光滑的金属表面
发光效率：单位辐射通量产生的光通量。
发光强度：光源在空间的光通量分布状况，就是光通量的空间分布密度。
照度：在被照面单位面积上的光通量多少，表示被照面上的光通量密度。
建筑物理中遇到的困惑和问题
建筑物理中遇到的困惑和问题
在建筑物理中，人们可能会遇到一些困惑和问题。
以下是一些常见的困惑和问题：
1. 热传导：当人们在建筑物中感到热量传导不均匀或不理想时，可能会困惑于建筑材料的导热性能以及如何改善建筑物的热传导。
2. 空气流动：建筑物中的空气流动也可能引起困惑。
这包括冬季暖气流动不足或夏季空调系统效果不佳的问题。
3. 隔音：人们可能会困惑于如何在建筑物中实现良好的隔音，以减少室内外噪音的传递。
4. 照明设计：建筑物的照明设计也可能引起困惑。
这涉及到如何选择合适的照明设备以及如何合理布局，以满足视觉需求并提高能源效益。
5. 结构安全：建筑物的结构安全是一个重要的问题。
人们可能困惑于如何设计和审查建筑物的结构，以确保其在各种负荷和环境条件下的安全性。
6. 建筑能效：建筑物的能源效率也是一个关注的焦点。
人们可能会困惑于如何设计和改进建筑物以减少能源消耗并降低环境影响。
7. 室内空气质量：建筑物中的室内空气质量也是一个重要的问
题。
人们可能会困惑于如何改善室内空气质量，以减少污染物的积累和对人体健康的影响。
8. 施工物料选择：在建筑物设计和建设过程中，人们可能会困惑于选择合适的建筑材料。
这包括材料的可持续性、耐久性和性能等方面的考虑。
9. 热舒适性：人们在建筑物中的热舒适性也可能引起困惑。
这包括如何在不同季节和不同气候条件下提供舒适的室内温度和湿度。
10. 可持续建筑：可持续建筑的设计和实施也是一个重要的问题。
人们可能会困惑于如何将绿色建筑原则融入建筑物的设计和运营中，以减少对环境的影响。
人体热感觉与热舒适
3.3修正的有效 温度CET
1971Gagge提 出,1972 ASHRAE采 用。 RHA=50%, UＡ =0.125m/s
用黑球温度代替空 气温度，得到修正 的有效温度。
修正的有 效温度与 人体热感 觉：
热上限： 酷热： 炎热： 热： 稍热： 适中： 稍冷： 冷： 寒冷： 酷冷： 严寒： 冷下限
(ar+ac)(t0-ts)=ar(tmrt-ts)+ac(ta-ts)
3.2.有效温度ET(潮湿作用温度)（p8） 为室内气温，空气湿度和室内风速在一 定组合下的综合指标。
1923---1925美国Yaglon and Houghton提出：
tiA=20℃,RHA=100%，uB=0.1m/s tiB=25℃,RHB=50%，uB=1.5m/s
2.2人体热舒适的充分必要条件(p17-20) 必要条件：热量积蓄=人体得热－人体散热=0
热平衡方程: 必要条件：
充分条件: 按正常比例散热。 人体散热时,如果由于外部环境引起 的传导、对流和辐射热量损失不按 正常比例，也会产生不舒适感。
对流散热：25-30% 辐射散热：45-50% 蒸发散热：25-30%
〉43 40 35
30 25 20
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3.4.热应力指标（Heat Stress Index）
根据人体热平衡的条件，先求出在一定 环境中人体所需的蒸发散热量，然后再计 算在该环境中最大可能的蒸发散热量，以 这二者的百分比作为热应力指标，它提供 了一种按照人体活动、衣着及周围热环境 对人的生理机能综合影响的分析方法。
4.3调温扩展区
17毫米汞柱时,温度上限为31~33度, 5毫米汞柱时为 37~39度。
V:用通风的方 法可达到的舒 适条件及范围 (标准建筑)。
建筑物理(热工学)_建筑室内热环境
湿黑球温度（WBGT）
考虑太阳辐射影响
评价户外炎热环境作业强度
室内热环境的计算参数
《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》 夏季空调室内设计计算温度26°C。
冬季采暖室内设计计算温度16°C。
《公共建筑节能设计标准》空调 Nhomakorabea统夏季室内计算参数：
温度25°C，风速0.15～0.3，相对湿度40～60％
1200
1600
2000
自然风
不同类型风的频谱特征
不同类型脉动风速的接受程度实验
70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 稳态方式 模拟自然风 正弦方式 随机方式 5% 10% 24% 61%
风－吊扇
1.6m/s + 30º C = 舒适（节能）
New indoor environmental control strategy for energy saving
academicpress1981感觉热感觉冷热感觉的影响因素冷热刺激刺激变化率原有状态皮肤温度与热感觉人体皮肤温度与人体热感觉的关系室内热环境的评价指标预测平均反应pmv标准有效温度set湿黑球温度wbgt六个影响因素热感觉预测平均反应pmv综合考虑六个因素iso国际标准引用热舒适测定仪适用于适度热环境丹麦范格尔热舒适标准有效温度set基于人体生理学模型通用指标适用范围最广通过软件计算得到湿黑球温度wbgt考虑太阳辐射影响评价户外炎热环境作
解答：26°C饱和水蒸气分压力为3361.0Pa。 26°C，70％湿空气的水蒸气分压力为 2352.7Pa，对应露点温度约为20.1°C。 水管表面温度15°C<露点温度，结露。
★
热感觉
空气温度 感觉 生理反应 健康
611#——建筑物理
建筑物理试卷-A一、填空题1、人体在热舒适状态时，辐射散热量约占总散热量的 ___________ 。
2、传热方式有、对流和辐射三种。
3、自然通风设计的原理是包括______________ 原理和原理。
4、侧窗类型有和（窗台在2m以上）。
5、当仰角大于时，存在眩光可以忍受。
6、在自由声场中，若测得距点声源10m处的声压级为60dB，距点声源20m处的声压级为dB。
二、名词解释1、材料的导热系数2、露点温度3、采光系数4、声强三、简答题1、影响人体热感的影响因素有哪些？2、对于半无限厚平壁在简谐热作用下传热特征是什么？3、屋顶隔热的措施主要有哪些？4、试述立体角投影定律的内容°5、举例说明什么是气体,放电光源口6,试分析多孔吸声材料吸声机理。
四、计算题1、某平屋顶住宅的屋面构造做法如下表，试计算该屋面的总热阻值和总传热系数。
（注:成-K/肌）t单踏）.屋梨下弦高度为6叫果册等级为11缀，侧窗窗地比为1/3.请估葬窗2,某车间跨度为30Tli洞口尺寸.（注二侧窗窗地比为L/3，天窗窗地比为f 10分）3、如果车间内-台设备运转时的噪声级为EOdH,当E台同样设备同时运转的息噪声级为多少？< 6分）参考资料一.填空题（每空3分，共24分）K 45%-50% 2、导热 3、风族作用、热压作用4、任恻窗高侧窗5、 45"6、54dB二、名词解狎（每个名询3分，共12分）1 、材料的导热系数材料导热系数反映了壁体材料的导热能力，在敏拉上等于：当材料层单位厚度的温域差为1K时.在在位时间内通过im工表面根的热量，用丸表示，其单位为2、露点温度某--状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度达到10。
%时所对应的温度.成为该状态下空气的露点温度口3采光系数是室内绐定平面上某•一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度（En）和同一时间同一地点，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tEw）的比值.C=E JI/E WK 100%.4、声强在声波传播过程中,每单位面积波阵面L-.通过的声功率称为声强、记为I，单位是瓦每平方米（W/W3二、名词解释1、材料的导热系数材料导热系数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Im?表面积的热量，用寂示，其单位为w/（m.k）。
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。
室内热环境与人体热舒适
其它描述热反应的评价指标
1、有效温度ET
这是一个将干球温度、湿度、空气流速对 人体温暖感或冷感的影响综合成一个单一 数值的任意指标。它在数值上等于产生相 同感觉的静止饱和空气的温度
有效温度
其它描述热反应的评价指标
2、新有效温度ET*(Gagge)
其它描述热反应的评价指标
3、标准有效温度SET* 特点：综合考虑了不同的活动水平和衣服热阻 定义：某个空气温度等于平均辐射温度的等温环境
而一些学者将热舒适定义为：一种对环境既 不感到热也不感到冷的舒适状态，即人们在 这种状态下会有“中性”的热感觉。
热舒适的研究涉及建筑热物理、人体热调节 机理的生理学和人的心理学等学科。
热感觉与热舒适
热舒适投票 TCV 与热感觉投票 TSV
热舒适投票 TCV
热感觉投票 TSV
4
不可忍受
+3
热
3
很不舒适
散湿）
① 对流
内扰作用方式 ② 辐射
③ 蒸发
室内湿环境的影响因素
室内湿源包括： 人员、水面 产湿设备
散湿形式：直接进 入空气
热湿环境的主要参数
描述室内热湿环境的主要参数：空气温度、 湿度、空气流速、平均辐射温度 tr 和黑球温 度Tg 、操作温度等。
平均辐射温度
一个假想的等温围合面的表面温度，它与人体间的辐射热交 换量等于人体周围实际的非等温围合面与人体间的辐射热交 换量。
衣，长内裤
Icl (clo)
0.36 0.57 0.61 0.96
1.34
厚三件套西衣服, 长内衣裤 1.5
厚毛衣
0.37
厚长大衣
0.63
厚裤子
0.32
工作服
【科普】建筑与人体热舒适度
【科普】建筑与⼈体热舒适度主要因素⼈体的热舒适度取决于室内环境，即室内温度、相对湿度以及⽓流流动速度。
热舒适度最佳范围冬季温度18~25摄⽒度，相对湿度30%~80%；夏季温度23~28摄⽒度，相对湿度30%~60%；室内⽓流流动速度为0.1~0.7m/s。
温湿度监控系统⼈体的热平衡⼈体向外的散热⽅式主要有：传导、辐射、对流、蒸发。
⼈体是恒温的，如果⼈体放出的热量⼤于其新陈代谢所产⽣的热量，⼈体就会感觉到冷；相反，如果⼈体向环境释放的热量⼩于新陈代谢所产⽣的热量时，热量就会积聚在⼈体内，⼈体就会感觉到热。
适宜的建筑舒适度可以提供⼀个良好的⼯作⽣活场所避免各种疾病的发⽣和传染对⼈机体的休息、保养有重要益处对⼈的健康状况改善具有重要作⽤影响⼈体热舒适度的因素主观因素：新陈代谢率；新陈代谢率⾼的⼈不怕冷，但怕热；新陈代谢率低的⼈不怕热，但怕冷⾐着情况：不同类型建筑、不同功能房间，⼈们的⾐着情况也不相同客观因素：空⽓温度：最主要因素，直接决定⼈体的感觉是冷还是热。
⼈体最适宜的室内⽓温为24~28摄⽒度空⽓相对湿度：相对湿度⾼让⼈感觉闷，感觉粘；相对湿度低让⼈呼吸不舒服，空⽓中的⼤量浮尘，进⼀步污染室内空⽓。
冬季室内空⽓相对湿度应为40%~80%空⽓流动速度：间接影响⼈体的热舒适度。
空⽓流动可以将⼈体散发的废⽓带⾛，可降低⼈体周边的⼆氧化碳浓度。
适宜的速度可以增加⼈体体表的蒸发量，给⼈以清新的感觉。
冬季的最佳空⽓流动速度为0.2~0.5⽶/秒。
热舒适度的⽬标基本⽬标：舒适理想标准：健康发展趋势：⾼效节能我国采暖期热舒适度问题采暖过度或采暖不⾜：受太阳辐射不同，南侧房间过度采暖，过热导致⼈们开窗降温，损失了热量，室外灰尘还污染了室内空⽓；北侧房间⽓温低，感觉不舒适。
空⽓流动性差、污染严重：⽼旧建筑不是很关注建筑换⽓，室内会出现含氧量低，⼆氧化浓度⾼，对⼈体危害很⼤。
冬季室内⼲燥、相对湿度低：北⽅地区降⽔较少，室内温度⾼，空⽓蒸发量⼤，污染物多，⼈体⽔分流失较多，会感觉到⼲燥不适。
建筑物理环境设计中的热舒适性研究
建筑物理环境设计中的热舒适性研究近年来，随着人们对室内环境质量的要求日益提高，建筑物理环境设计的研究也在不断发展。
其中，热舒适性作为建筑物理环境设计中的重要内容，已经成为研究的热点之一。
热舒适性的研究旨在提供舒适的室内温度环境，使人们在室内中工作、生活更加舒适，提高生活质量。
在热舒适性的研究中，热环境参数是非常重要的。
温度是热环境参数中最基本的指标，直接影响着人体的感受。
人类对温度有不同的敏感度，根据不同的活动和环境，对温度的需求也有所不同。
一个舒适的温度范围可以提高人们的工作效率和生活品质。
因此，在建筑物理环境设计中，需要根据不同的功能要求和使用人群，合理设置室内温度。
除了温度，湿度也是影响热舒适性的重要因素之一。
过高或过低的湿度都会使人感到不适，影响工作和生活。
湿度过高容易产生潮湿的感觉和不透气的环境，易导致水汽凝结的问题。
而湿度过低则会使人的皮肤干燥，容易引起呼吸道不适等问题。
因此，合理调节室内湿度也是建筑物理环境设计中需要考虑的重点。
热辐射也是建筑物理环境设计中需要注意的因素之一。
太阳辐射和室内照明对室内热环境产生直接影响，需要合理进行控制。
太阳辐射会通过建筑物外墙进入室内，直接照射到人体上，使人感到燥热和不适。
因此，在建筑物外立面设计中，需要采取合适的遮阳措施，减少太阳辐射的直射。
同时，对于室内照明也需要进行合理设计，避免过亮或过暗的环境对人体产生不利影响。
在建筑物理环境设计中，也需要考虑热通风对热舒适性的影响。
通过合理设置室内通风系统，可以有效调节室内空气流通，降低室内温度。
合理的通风还可以减少湿度，增加空气新鲜度，提高室内空气质量。
因此，在建筑物设计中，需要考虑通风系统的设置，以满足热舒适性的要求。
除了上述因素，人们对室内空气质量的要求也越来越高。
室内空气质量直接影响着人们的健康和舒适。
建筑物设计中需要考虑室内外气流的交换，避免二氧化碳和有害气体的积聚。
通过合理设置室内空气净化系统，可以有效提高室内空气质量，提供一个健康舒适的室内环境。
建筑热环境与人体热舒适
建筑热环境与⼈体热舒适前⾔建筑，从洪荒⼈类的洞⽳到树巢，再⾄今时今⽇的鳞次栉⽐的⾼楼⼤厦，它都在体现与鉴证着⼈类⽂明的发展与进步。
在⼈类空前⽂明的今天，建筑的意义已不再是简单的遮风挡⾬，⽽更是⼀种⼈⽂的体现。
随着⼈们健康舒适意识的加强，越来越多的⼈们开始追求舒适的室内环境。
⼈的⼀⽣中有80%以上的时间是在室内度过的，良好的室内热环境对⼈体的健康舒适和⼯作效率都会产⽣积极有利的影响。
⼈的热感觉和舒适感不能视为同⼀概念，舒适感具有更⼴泛的含义，除了与空⽓温度、湿度相关外，还与⽓流速度、室内空⽓品质密切相关，⽽热感觉在舒适感中⽆疑起着举⾜轻重的作⽤。
（⼀）热环境将影响⼈体冷热感觉的各种因素所构成的环境称为热环境。
⼈体的冷热感觉是室内的温湿度，风⼒⼤⼩、热辐射情况、⾐着和个⼈⼼理及⾝体素质等因素综合作⽤的结果。
建筑热环境的设计⽬标是舒适、健康、⾼效，以最少的能源消耗提供舒适、健康的⼯作和居住环境，提⾼⽣活质量。
优质节能的建筑热环境的创造要依靠城市规划、建筑、建筑环境及设备⼯程乃⾄园林等学科学者的共同努⼒与协作，是⼀个长期摸索与探究的过程。
（⼆）热舒适所谓⼈体热舒适，指⼈体对热环境感到满意的主客观评价。
热平衡是⼈感到舒适的必备条件。
⼈的热平衡即⼈体新陈代谢产⽣的热量与⾃⾝蒸发、导热、对流和辐射的失热量的代数和相平衡。
对⼈体⽽⾔，与周围环境的导热、对流及辐射换热是得热或失热的过程，⽽汗液蒸发则完全是失热的过程。
⼈在不同的活动状况下，所要求的舒适温度是不同的。
新陈代谢的产热量取决于活动的程度，在周围没有辐射或导热不平衡的状况下，新陈代谢产热量有不同的平衡温度，例如睡觉时产热量为70W～80W，空⽓平衡温度是28℃；⼈坐着时产热量为100W～150W，空⽓平衡温度是20℃～25℃；马拉松运动员产热量会达到1000W，此时，⽆论环境温度如何，他的热感觉都为极不舒适。
（三）影响⼈体热舒适的因素影响⼈体热舒适感觉的因素有空⽓温度、空⽓相对湿度、空⽓流速、平均辐射温度、⼈的新陈代谢率、⾐服热阻和个⼈⼼理因素，前4 个因素为室内物理因素，后3 个因素为个⼈因素。
建筑物理环境研究与人体舒适
建筑物理环境研究与人体舒适建筑物理环境研究是一个涉及建筑设计、室内环境与人体舒适的综合学科。
它通过研究建筑结构和材料的热、湿、光等物理特性，探索如何提供一个优质的室内环境，使人体可以在其中得到最佳的舒适感受。
在建筑物理环境研究中，热舒适性是一个重要的方面。
人们在不同温度环境下会有不同的感受，过高或过低的温度都会影响人体的正常生理功能。
因此，在建筑设计中需要考虑到外部气候条件，通过使用适当的绝缘材料、合理的通风和空调系统来调节室内温度，以提供一个舒适的室内环境。
除了热舒适性，湿度也是建筑物理环境中需要关注的因素之一。
过高或过低的湿度都会对人体健康产生负面影响，还会导致建筑结构损坏。
因此，在建筑设计中需要考虑到适当的湿度调节机制，以保持一个舒适的室内湿度。
此外，光照也是建筑物理环境研究中一个重要的方面。
合理的光照可以提高人们的工作效率和精神状态，而过强或过弱的光照则会影响人们的视觉健康。
因此，在建筑设计中需要考虑到采光的合理布局，以及适当的遮阳措施，以保证一个舒适的室内光照环境。
在建筑物理环境研究中，还需要考虑到噪音对人体的影响。
过高的噪音会导致人们的注意力不集中，影响工作和学习效率，还会引起睡眠障碍和心理不适。
因此，在建筑设计中需要考虑到合理的隔音措施，以创建一个安静的室内环境。
建筑物理环境研究的目的是为了提供一个舒适、健康、安全的室内环境，以提高人们的居住和工作质量。
通过对建筑结构和材料的研究，以及对人体生理和心理的理解，可以制定出合理的建筑设计标准和相关政策。
尽管建筑物理环境研究在提供一个舒适的居住和工作环境方面取得了很大的进展，但仍然存在一些挑战。
不同人群对舒适度的感受可能存在差异，因此需要制定出个性化的设计标准。
此外，不同气候条件下的建筑物理环境要求也会有所不同，需要考虑到地域特点进行设计。
在未来，建筑物理环境研究将继续发展并提出更多的创新解决方案。
随着科技的进步，如人工智能、大数据等的应用，建筑物理环境研究将更加准确和智能化。
柳孝图《建筑物理》(第3版)笔记和课后习题详解
柳孝图《建筑物理》（第3版）笔记和课后习题详解第1篇建筑热工学建筑热工学的任务是依照建筑热工原理，论述通过规划和建筑设计手段，防护或利用室内外气候因素，解决房屋的日照、保温、隔热、通风、防潮等问题，创造良好的室内气候环境并提高围护结构的耐久性。
第1章室内外热环境1.1 复习笔记一、室内热环境1．室内热环境组成要素（1）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。
（2）各种室内微气候因素的不同组合，会形成不同的室内热环境。
2．人体热平衡与热舒适（1）热舒适热舒适是指人们对所处室内气候环境满意程度的感受。
人体对周围环境的热舒适程度主要反映在人的冷热感觉上。
（2）热平衡人们在某一环境中感到热舒适的必要条件是：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。
人体与环境之间的热平衡关系可用下列公式表示：△q=qm±qc±qr－qw式中qm—人体产热量，W／m2；qc—人体与周围空气之间的对流换热量，W／m2；qr—人体与环境间的辐射换热量，W／m2；qw—人体蒸发散热量，W／m2；△q—人体得失的热量，W／m2。
从上式看出，人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种，换热的余量即为人体热负荷△q。
△q值与人们的体温变化率成正比当△q>0时，体温将升高；当△q<0时，体温将降低。
当△q=0，人体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便是人体热舒适的充分条件。
3．人体热平衡的影响因素（1）人体新陈代谢产热量qm①qm主要决定于人体的新陈代谢率及对外作机械功的效率。
②单位时间内人体新陈代谢所产生的能量，称为新陈代谢率，通常用符号m表示，单位为W/m2（人体表面积），1met=58.2W／m2。
建筑环境中的热舒适性研究及其优化方法
建筑环境中的热舒适性研究及其优化方法在建筑环境中，热舒适性是一个非常重要的问题，受到了广泛的关注。
在不同的季节和不同的气候条件下，热舒适性的体验会对人们的健康和生活质量产生影响，因此，如何研究和优化建筑环境中的热舒适性问题变得越来越重要。
一、热舒适性的基本概念热舒适性是指人在特定的热环境下所感受到的舒适程度。
一般来说，热舒适性与环境温度、相对湿度、空气流速等因素密切相关。
主要体现在人体的舒适感受方面，即感受到适宜的温度、湿度和风速等环境因素，从而在舒适的环境下生活和工作。
二、热舒适性的影响因素热舒适性的体验会受到多种因素的影响，其中最为重要的因素包括以下几点：1. 空气温度：空气温度是影响热舒适性的最主要因素之一。
较佳的空气温度一般在22~24℃之间，同时也要注意避免过低或过高的温度。
2. 相对湿度：湿度是另一个非常重要的因素，一般来说，较适宜的相对湿度在40~60%之间。
3. 人体代谢率：人体的代谢率也是影响热舒适性的一个重要因素。
人的代谢率与年龄、性别、体重、活动强度等因素有关，因此，在考虑热舒适性时，需要同时考虑这些因素。
4. 空气流速：空气流速也是一个重要的环境因素。
适当的空气流速有助于降低室内温度，但是过高的空气流速也会产生不适的感觉。
三、热舒适性的优化方法为了提升建筑环境中的热舒适性，需要采取一系列的改善措施。
以下是几个优化方法：1. 加强隔热：建筑隔热的效果会直接影响热舒适性。
加强墙体、屋顶、地面等的隔热层，可以降低室内温度，提高热舒适性。
2. 控制室内湿度：在不同季节和不同气候条件下，控制室内湿度可以达到比较适宜的热舒适性。
可以通过通风、加湿、降湿等方式来控制室内的湿度。
3. 智能化控制系统：利用现代智能化技术，可实现精确的室内温度、湿度、空气流速等的控制，以达到较好的热舒适性。
4. 绿色植物环境：绿色植物可以吸收空气中的有害物质，同时也能释放出氧气，形成良好的室内环境，对于提升热舒适性也有一定的作用。
建筑物理复习资料(课后习题答案)
第一篇建筑热工学第一章建筑热工学基本知识习题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：表面吸热、结构本身传热、表面放热。
严格地说,每一传热过程部是三种基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部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。
1—4、表面的颜色、光滑程度，对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面,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。
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。
热舒适温差限值建筑物理
热舒适温差限值建筑物理热舒适是指人体在室内环境中感到舒适的状态。
它是一个相对的概念，与人的身体状况、体质和活动强度等因素有关。
在建筑物理学中，有一个重要的指标——温差限值，它是指室内外温度差异对人体热舒适感的影响。
温差限值是指室内外温度差异超过一定范围时，人体会感到不舒适的阈值。
这个范围通常在2-4摄氏度之间，超过这个范围，热舒适感会受到明显的影响。
当温差超过限值时，人体会感到室内外温度不适应，出现头痛、嗜睡等不适症状。
这是因为人体的自我调节机制在温差超过限值时会变得不够有效，无法将体温调节在舒适的范围内。
温差限值的确定既与人体生理特征有关，也与建筑物的设计和使用有关。
不同人群对温差限值的敏感程度会有所差异，例如老年人和儿童对温差的敏感性较高，而年轻健康的成年人则相对不太敏感。
此外，建筑物的保温性能、室内空气流通情况、气候条件以及个人活动强度等因素也会影响温差限值的确定。
为了确保热舒适和人体健康，建筑物的设计和运行应尽量避免超过温差限值。
首先，建筑物的保温性能应达到一定的标准，以减少室内外温度差异。
这可以通过选择合适的材料和采取适当的保温措施来实现。
其次，建筑物的供暖和通风系统应设计合理，保证室内空气的质量和流通，避免局部温度差异过大。
此外，室内的热辐射和热源布置也应考虑到温差限值的影响，以充分利用和平衡室内热能。
除了建筑物的设计和运行，个人也可以采取一些措施来适应温差。
例如，穿着合适的衣物，根据室内外温差选择恰当的衣着厚度；适当调节室内空调或采用自然通风方式，使室内外温度差异尽量缩小；合理安排室内活动，避免长时间暴露在温度差异较大的环境中。
这些措施可以有效地提高热舒适感，减少温差带来的不适症状。
总之，热舒适温差限值是建筑物理学中一个重要的指标，它影响着人们在室内环境中的热舒适感。
了解和尊重温差限值的作用，不仅可以提高人体的热适应能力，减少不适症状，还可以为建筑物的设计和运行提供参考，提高室内环境的质量和舒适度。
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1.温度是怎样定义的？温标有哪几种？
相互间存在怎样的换算关系？80℉为 多少℃和多少K？ 2.空气的湿球温度该怎样定义？什么是 空气的绝对湿度和相对湿度？两者间 存在怎样的关系？
3.什么是导热，影响导热传热的因素 有哪些？ 4.什么是对流传热和对流换热，两者 有什么区别？影响对流换热的因素 有哪些？
PMV 适用于室内热环境评价,相对湿度小于 90%；已作成仪器在全世界广为使用. PMV在+0.5与-0.5之间为舒适区。
适用范围为:
tai
10～ 30℃
tmrt
10～ 40℃
pv
0～ 2700pa
u
0～ 1m/s
M
46.5～ 232W/m 2
cloth
0～ 0.31m2℃/w
4生物气候图
4.1湿空气表 最有用的方 法是将舒适 区在空气湿 度图上具体 化显示出来。
1.4.客观刺激与主观感觉之关系
韦伯----费席勒(Weber and Fechner)定律
R=R0 - klnS0 + klnS R ----- 称为感觉量，S----- 称为刺激量， dR、dS为相应的增量。 主观感觉量与客观刺激量的对数成正比。
2.人体热舒适
2.1人体热冷感描述
A.活的人体体内不断新陈代谢,不断 发出热量。 睡 觉:70—80W 坐 着 休 息:100—150W 走动和轻劳务:200—300W 运 动:可超过1000W
1971Gagge提 出,1972 ASHRAE采 用。 RHA=50%, UＡ =0.125m/s
用黑球温度代替空 气温度，得到修正 的有效温度。
修正的有 效温度与 人体热感 觉：
热上限： 酷热： 炎热： 热： 稍热： 适中： 稍冷： 冷： 寒冷： 酷冷： 严寒： 冷下限
〉43 40 35 30 25 20 15
3.2.有效温度ET(潮湿作用温度) 为室内气温，空气湿度和室内风速在一 定组合下的综合指标。 1923---1925美国Yaglon and Houghton提出：
tiA=20℃,RHA=100%，uB=0.1m/s tiB=25℃,RHB=50%，uB=1.5m/s
3.3修正的有效 温度CET
4.4风速扩展区
V:用通风的方 法可达到的舒 适条件及范围 (标准建筑)。 V’:适用于中等 热阻到高等热 阻,外表面刷 白的建筑。
25毫米汞柱时,28～30度,5毫米汞柱,30～32度；小 于17毫米汞柱和32度与前图有一重叠区。
4.5被动蒸发扩展区
CE、CE‘： 适用于标 准的隔热 良好的刷 白建筑， 靠蒸发散 热可达热 舒适的条 件和范围。
10
3.4.热应力指标（Heat Stress Index）
根据人体热平衡的条件，先求出在一定 环境中人体所需的蒸发散热量，然后再计 算在该环境中最大可能的蒸发散热量，以 这二者的百分比作为热应力指标，它提供 了一种按照人体活动、衣着及周围热环境 对人的生理机能综合影响的分析方法。
3.5预测平均热感觉指标PMV
C.室内风速
室内气流状态影响人体的对流换热和蒸 发换热，也影响室内空气的更新。 在0.6m/s以下时，梅增加0.1m/s,相当 于环境温度降低0.3℃. 在0.6m/s～１m/s时，梅增加0.1m/s, 相当于环境温度降低0.15℃. 在一般情况下,对人体舒适的气流速度 应小于0.7 m/s 。
对于坐着工作，一般为0.2～0.3m/s, 大于1.0 m/s时,人体会有吹风感,且 影响工作。
直肠温度 =人脑温度 =肝温度 =右心房+0.6 ℃ =食管温度+ 0.6 ℃ =口腔温度+0.4 ℃
B.人对热冷的感觉是 由体表热冷
细胞感知的。
对冷的感觉较快，对热感觉较
慢。
C.人体对热环境有适应性的生理反应、 生理调节。 适应：热→冷、 冷→热。
D.调节 生理调节：体内温度升高时，血液循 环和心跳加快，皮肤表层血管膨胀， 分泌汗液蒸发降温。体内温度降低时， 皮肤表层血管收缩，以防止热量散失。 行为调节:穿衣、开窗、开冷暖器等。
1.2.人体对热冷的调节过程
人体调节自身体温的机制是很复杂的: 刺激→热感觉神经→大脑(丘脑)→调 节神经→调节反应。
1.3.主观反应的语义分级
不同的人对热冷感是有差别的，但在 适应的状态下，这种差别是在窄小范 围内的。表现在： 瞬感现象： 衣着状况： 个体状况： 地域差异： 种族差异： 年龄差异： 恒定与变化：
5气候适应性设计策略
5.1平衡点温度 如果在一个房间或一栋建筑中装上 冷暖设备，让使用者可根据自身的热冷 感觉开启或关闭设备，那么，在一年的 季节性气候变化中，当室外温度降低到 某一值时，使用者会感到冷，从而开启 设备采暖；当室外温度上升到某一值时， 使用者会感到热，从而开启设备制冷。 采暖平衡点温度：是指建筑物需要采暖时 对应的室外温度。 制冷平衡点温度：是指建筑物需要制冷时 对应的室外温度。
出汗:是由汗腺分泌的,约有2百万条汗 腺(每平方厘米约410条汗管)。 出汗分类: 无感出汗(每天0.6升水)。 有感出汗。
泌离汗腺排汗。
E.人体生理调节的局限性: 体温升高到40℃时，头脑开始不 清楚，42 ℃时，皮肤有疼痛感。
体温下降到33 ℃左右，开始寒颤， 28 ℃开始失去知觉。
人体在干燥的空气中，靠出汗维持生 存。 71 ℃→ 1小时 82 ℃→ 49分钟 93 ℃→ 33分钟 104 ℃→ 26分钟 116 ℃ →尚能呼吸。 人体更适应热带气候。 热冷冲击。
AC：空调区。
D:除湿区。大 于17毫米汞柱时， 需除湿。
4.5其他区
W:加湿区。小 于5毫米汞柱时， 温度在20~27度 ห้องสมุดไป่ตู้需增湿 。
H及H’:采暖区。
综合图
4.7另一种生物气候图
生物气候图中有“两条线”和“六个 区”。“两条线”是指遮阳线和静风线。 遮阳线是指当气候状态点落在该线上方 时，需要遮阳； 静风线是指当气候状态点落在该线下方 时，需要挡风。 “六个区”是指热舒适区、自然通风区、 蓄热体区、蓄热体+夜间通风区、蒸发 冷却区及辐射采暖区，它们分别对应六 种不同的设计策略。
Fanger还绘了28张图来反映不同参
数在舒适状态下的组合.
0= f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl, tsk, qsw) 代入条件: tsk = 35.7-0.0276M qsw=0.42(M-58) 0= f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl )
关于PMV说明:
热平衡方程:
必要条件：
充分条件: 按正常比例散热。 人体散热时,如果由于外部环境引起 的传导、对流和辐射热量损失不按 正常比例，也会产生不舒适感。
对流散热：25-30%
辐射散热：45-50% 蒸发散热：25-30%
舒适状态下：
皮肤表面温度与活动量一一对应：
tsk = 35.7-0.032qm/F
热环境各个因素是互不相同的物理量， 但对人体的热感觉来说，它们相互之间 又有着密切的关系；改变其中一个因素 往往可以补偿其他因素的不足，如室内 空气温度低而平均辐射温度高，和室内 空气温度高而平均辐射温度低的房间就 可以有同样的热感觉。
3.热环境的评价
任何一项因素都不能单独说明人体对热 环境的反应。
2.4.室内热环境的组成因素
四个因素：
Ａ．空气温度 Ｂ．空气流速 Ｃ．空气湿度 Ｄ．辐射温度。
A.室内气温 室内温度有相应规定：冬季室 内气温一般应在 16～ 2 2 ℃；夏 季空调房间的气温多规定为24～ 28℃，并以此作为室内计算温度。
室内实际温度则由房间内得热和失 热、围护结构内表面的温度及通风 等因素构成的热平衡所决定。
5.2气候适应性设计策略分析
(1) 查 找 气 候 资 料
(2) 在 生 物 气 候 图 中 作 图
（3）分析： 冷季： 1月、2月、3月及12月 气候状态点在遮阳线以下，落在全 部辐射采暖区，表明在这四个月内 气候偏冷，属冷季；设计和使用时 要考虑阻挡冷风，并积极争取白天 太阳辐射采暖。
过渡季： 4月和11月
(4)与衣着有关： 衣着的厚薄会影响对流换热与辐射换热。 衣着状况用衣着热阻表示，单为cloth, 1cloth=0.155 m2℃ /w
qW = r m = r αm(ρw-ρv) ,与空气
所含的水分有关，与相对湿度有关。
六个因素： 活动量、衣着、空气流速，空气温 度，空气湿度，周围辐射温度。
B.如果这种热量不能通过传导、对流 和辐射而即时散热的话，人体温度就 会升高，从而感到不同程度的热。 如果这种热量小于通过传导、对流
和辐射的散热量，人体温度就会下 降，从而感到不同程度的冷。
C.热舒适:是指人体感觉既不热,也不
冷的状态。 热舒适环境:人在生理心理状态上都 感到满意的热环境。
2.2人体热舒适的充分必要条件 必要条件： 热量积蓄=人体得热－人体散热=0
B.空气湿度
室内空气湿度直接影响人体的蒸 发散热。 如果湿度过低（低于30％）则人 会感到干燥、呼吸器官不适；湿度 过高则影响正常排汗，尤其在夏季 高温时，如湿度过高（高于70％） 则汗液不易蒸发，最令人不舒适。
一般认为最适宜的相对湿度应为
50％～60％。
在多数情况下，即气温在 16～
25°C时、相对湿度在 40％～ 70％ 范围内变化，对人体的热感觉影响不 大。
丹麦学者Fanger提出：以人体热 平衡方程为基础，认为人的热感觉 是热负荷的函数:
△q = f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl, tsk, qsw)
△q为正感到热，为负感到冷。
PMV值:反映对热环境的不满意程度. PMV = F (△q ) = f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl )