建筑热工学1
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-1建筑热工学基础知识
相关规范
民用建筑热工设计规范（ 民用建筑热工设计规范（GB50176-93） ） 建筑气候区划标准（ 建筑气候区划标准（GB50178－93） － ） 民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（GBJ24-95） 民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（ ）（ ） 公共建筑节能设计标准（ 公共建筑节能设计标准（GB50189-20005） ）
θi − θe
R1 + R2 + R3
二、对流换热：
层流边界层：由于摩擦力作用，在紧贴固体壁面处有一 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： θ −t θ −t qc = ac (θ − t ) = = 1 Rc ac
对流换热系数 对流换热热阻
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 热工学中常遇到的对流换热问题都是指固体壁面与空气间 的换热，据具体情况选用表7-1公式：
三、辐射换热：
1、辐射换热的本质和特点：
本质：物体表面向外辐射出的电磁波在空间传播；电磁 波的波长可从 10-6 m到数公里；不同波长的电磁波落到 物体上可产生各种不同的效应（如图7-5）； 红外线： 热射线： 热辐射：热射线的传播过程。
三、辐射(radiation) ：
定义：辐射指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著 效应的电磁波）来传递能量的现象。 自然界中凡温度高于绝对零度（0K）的物体，都能发射 辐射热，同时，也不断吸收其它物体投射来的辐射热。 特点：辐射换热时有能量转化：热能 -- 辐射能参与换热的物体无须接触。 如图，辐射热的反射、 吸收与透射。 例：普通窗玻璃 的保温能力、吸热玻璃 热能
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
热工学_第1章_建筑热工学基本原理
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。 3、气候还会影响人、社会审美等方面的差异性，最终间接 而又鲜明的影响到建筑本身。
降水强度：单位时间的降水量。等级以24小时的总量来划分
小雨<10mm，中雨10～25mm，大雨25～50mm，暴雨50～100mm 华南地区雨季：5～10月，长江流域6～9月（梅雨）。
第一节 室外热环境
四、影响建筑设计的气候因素
5、降水
降水量 分布图
第一章
第一节 第二节 第三节 第四节
建筑热工学基础知识
第二篇
建筑工学
吉林大学珠海学院 建筑系 赵凤杰
什么是建筑热工学？
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。
建筑热工学的主要任务什么？
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。
2、空气温度 ●室外气温与城市热岛现象
▲在建筑物与人口密集的大城市，由于地面覆盖物吸收的辐射热多，发热体也多，形成城市 中心的温度高于郊区，即“城市热岛”现象。 ▲热岛现象的存在，使市中心温度较高的空气由于质量轻而向上升，郊区地面的较冷空气则 从四面八方流向城市。市区热空气携带的一部分烟尘滞留在城市上空，一部分较重的在郊区 沉降，污染地面，因此在城市规划中应减弱或避免产生热岛现象。 ▲热岛现象也有明显的日变化和年变化，一般冬季强夏季弱，夜晚强白天弱。
(完整版)建筑物理(热)-1建筑热工基础知识
HOT (lots of vibration)
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，
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
Expample：
65.6℃
38.3℃ 26.7℃
28.9℃
如何用科学的手段去解释、分 析并解决建筑中的传热问题？
28.3℃ 65.6℃
26.7℃
建筑 热工 学
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
热量传递的
基本方式？
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
▇ 定义 :称过点P的最大温度变化率为温度 梯度，gradt。
gradt t n n
where，n—等温面法线方向的单位矢量
t —温度在法线方向上的导数，亦 n 即法向的温度变化率
注：温度梯度是矢量；正向朝着温度增加的方向
热量的方向？
等温面上没 有温差，不会有 热量传递;不同的 等温面之间，有 温差，有热量传 递。
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）。
1. 建筑热工学基础知识
1.2 围护结构传热基础知识 = J / S
1.2.1 导热
▲ 大平壁导热量计算（稳态）
Φ tA W
哪些因素会影 响Φ的大小？
q Φ t W/m2
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%。
建筑热工学重点知识归纳
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，人体得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%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(以及降水) 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。
第一篇 建筑热工学
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。
第一章建筑热工学基本知识习题
3-3、为什么我国规定围护结构的总热阻 不得小于最小总热阻Rо?min？ 3-4、说明允许温差[Δt]的意义 并回答[Δt]大或小 哪一种的质量要求高？为什么？ 3-5、试说明一般轻质材料保温性能都比较好的道理 并解释为什么并非总是越轻越好？ 3-6、试详述外保温构造方法的优缺点 3-7、倒铺屋面有哪些好处？目前在推广应用方面存在什么困难？3-8、设在哈尔滨地区有一办公楼 其屋顶为加气混凝土条板平屋顶（图3-26） 试校核该屋顶是否满足保温要求？已知： tσ Ⅰ =-26℃ tσ Ⅱ =-29℃ tσⅢ=-31℃ tσ Ⅳ =-33℃ 提示：加气混凝土用在这种构造内时 其λ值和s值均应修正 第四章外围护结构的湿状况 习题 4-1、围护结构受潮后为什么会降低其保温性能 试从传热机理上加以阐明 4-2、采暖房屋与冷库建筑在蒸汽渗透过程和隔汽处理原则上有何差异？4-3、试检验图4-12中的屋顶结构是否需要设置隔汽层 已知：ti=18℃ ψi=65%；采暖期室外平均气温tα=-5℃；平均相对湿度ψα=50%；采暖 期Ζh= 200天 加气混凝土容重γ 0=500kg/m3 第五章建筑防热 习题 5-1、试计算武汉地区（北纬30°）某厂房卷材屋顶的室外综合温度的平均值与最高值 已知： 5-2、试计算武汉地区某厂房在自然通风下屋顶的内表面温度状况 其屋顶结构为：（1）钢筋混凝土板：厚度 （2）泡沫混凝土隔热层：厚度 （3）水泥砂浆抹平层：厚度 （4）卷村屋面：厚度（水平面的太阳辐射和室外气温资料参照习题5-1；其他条件可自行假设）
若朝向改为南偏东10° 则遮阳板如何设计 第二篇建筑光学 第七章建筑光学基本知识 习题 7-1波长为540nm的单色光源 其辐射功率为5W 试求（1）这单色光源发出的光通量；（2）如它向四周均匀发射光通量 求其发光强度；（3）离它2米处的照度 7-2、如何将公式（7-7）改面以灯至工作面的挂高（h）和灯到计算点的垂足距离（b）的计算式 7-3、一个直径为250mm的乳白玻璃球形灯罩 内装一个光通量为1260lm的白炽灯 设灯罩的透光系数为0.60,求灯罩外表面亮度(不考虑灯罩的内反射) 7-4、一房间平面尺寸为7╳15m 净空高为5m 在天棚中布置一亮度为500nt的均匀扩散光源 其尺寸为5╳13m 求房间正中和四角处的地面照度（不考虑室内反射光） 7-5、有一物件尺寸为0.22mm 视距为750mm 设它与背景的亮度对比为0.25 求达到辨别机率为95%时所需的照度 如对比下降为0.2 需要增加照度若干才能达到相同视度？ 7-6、有一白纸的反光系数为0.8 最低照度是多少是我们才能看见它？达到刺眼时的照度又是多少？7-7、式说明光通量与发光强度 照度与亮度间的区别和关系？ 7-8、看电视时 房间完全黑暗好 还是有一定亮度好？为什么？ 7-9、为什么有的商店大玻璃橱窗能够象镜子似地照出人像 却看不清里面陈列的展品？ 7-10、你们教室的黑板上是否存在反射眩光（窗、灯具） 怎么形成的？如何消除它？ 第八章天然采光
第一章建筑热工学-室内外热环境
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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)
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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》
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。
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北京建筑工程学院建筑与城市规划学院建筑物理实验报告
浅谈室内外湿热环境对人的影响
实验人员顾坤农
课程名称建筑热工学
班级建132
学号 201301010212
指导教师李英
实验日期 2016/3/22
实验地点北京建筑大学
成绩
教师签字
摘要：室内热湿环境要素、气候对人居方式的影响、建筑材料对室内环境的影响。
关键词：空气湿度、空气温度、气流速度、环境辐射温度、建筑材料
一、室内热湿环境四要素对人体感觉的影响
室内空气湿度、室内空气温度、气流速度、环境辐射温度是构成室内热湿环境的四要素。
其中，空气温度的高低在很大程度上直接决定人体的冷热舒适感，最直接的反应就是人体对于温度变化做出的应激性反应，比如在感到炎热时会出汗，在感到寒冷时血液流动会加快；空气湿度与温度共同作用又影响着人体的舒适与健康，如果人长期生活在潮湿的地区，会对身体健康造成不利的影响，或者长期生活在寒冷地区也会造成不利影响，所以冬季的阴冷潮湿与夏季的湿热环境都不是理想的居住环境。
适当的气流速度在夏季能有效的提高人体的热舒适感，最表观的体现就是人在出汗时如果有一阵风吹来，人会感到凉爽；室内环境物体表面辐射温度的高低，对人体热感觉的影响也很大，比如冬季采用的壁炉、电暖器、散热器、地暖等，都是创造热舒适环境和高效利用能源的必要设备。
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。
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。
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。
所以，室内空气湿度、室内空气温度、气流速度、环境辐射温度对人体的热舒适感共同起到了关键作用。
二、室内舒适的热湿环境与设备使用
想要让人在室内感觉到舒适的热湿环境，需要使得人保持相对恒定的稳定温度，即人体内的产热量与环境的失热量相平衡。
人体的物质代谢调节能力是有一定限度的，它不可能无限制的通过减少输往体表的血液量的方式抵抗寒冷，也不可能通过无限制的出汗的方式适应湿热的环境，所以，为了创造一个令人舒适的室内热湿环境，使用设备对室内热湿环境进行调控是非常有必要的。
但是，从人体健康卫生与节能环保的角度来说，一年四季中宜人的室内环境不应该是完全用设备调控下的恒温恒湿环境。
首先，如果完全用设备调控，在生理上，人体会对室外大环境的改变表现出不适应性，比如，在冬季，人从恒温恒湿的室内走到室外，会感觉到寒冷，再从室外走到室内，又会感觉热，如此反复，会导致人体疾病的发生，因为人体对于环境改变的适应性降低了，这不利于健康。
其次，从能源角度来说，一年四季全部使用设备对室内环境进行调控是非常浪费资源的，同时，还会导致周围小环境的改变，甚至导致城市的环境改变（热岛效应）。
所以，虽然恒温恒湿的室内环境会使人感到舒适，但一年四季完全使用设备对室内环境进行调控的方法是不可取的。
三、湿热环境对人居方式、地域文化以及建筑风格的影响
当人们在室外进行活动时，影响人体热舒适感的因素有空气温度、空气相对湿度、空气流速、平均辐射温度、人的新陈代谢速率和衣服的热阻碍。
前四个因素为室外物理因素，后两个为人为因素。
人体热舒适度受到上六个因素的影响，但是人体自身产生的热量是不可就控制的。
由于空气温度、空气湿度、风等影响，人们需要通过改变行为方式来适应气候的变化，以达到与室外热环境的平衡。
比如冬天添加厚衣服御寒，夏天打遮阳伞；在重庆吃辣椒祛湿，在漠河喝烈酒发热。
室外热环境直接影响建筑的功能、形式以及维护结构。
建筑是紧凑形以抵御寒冷以及风力的影响，还是疏松形的以达到通风纳凉的目的；是封闭还是开敞，是厚重还是轻盈；屋顶形式又是怎样的，所有这些要素构成了建筑的地域性特征。
在寒冷的北方，建筑需要防寒、保温和节能，建筑布局紧凑，体型封闭、厚重；在炎热多雨的地方，建筑有良好的通风、遮阳、隔热性能，内外通透，以便于降温祛湿；沿海地区
的建筑还应防止强风以及暴雨对于建筑的不利影响；高原之上的建筑应注意利用太阳能。
云南的竹楼——气候湿热；江浙一带的房屋屋顶斜度大——这里年降水量大，有利于雨水排泄；西北地区的屋顶平坦——气候干旱，不需要考虑排水；黄土高原的窑洞——冬暖夏凉，适应气温年较差大；气候干旱，森林少，缺乏木材；东北的房屋墙体厚、窗户小——东北气候寒冷，可以保温。
云南竹楼窑洞新疆民居
四、城市热环境特点与相应对策
城市气候是指城市化引起的城市区域气候因子变化而出现的一类特殊气候现象，其基本特征表现为:空气温度和辐射温度、城市风和紊流、湿度和降水、太阳辐射与日照。
虽然在不同的地理气候区域，城市气候的形成机制不尽相同，但总的来说，其主要原因有：高密度的建（构）筑物改变了地表（下垫面）的性态；高密度的人口分布改变了能源与资源消费结构。
地表性态的改变对气候的影响主要有二：一是由粗糙度改变所引起，对地表大气层而言，城市是一立体化的下垫面层，他对太阳辐射的静吸收率、对地转风的摩擦系数增大，对天空的长波辐射系数减少；二是表面材料性质改变使得光合作用引起的自然能量固化过程停止，失去湿：“呼吸”功能从而加大了固汽两相显热交换。
能源与资源消费高度集中的结果是：1、向空气中排放大量温室气体，增强了城市区域的温室效应；2、向城市覆盖层内排放大量认为热量。
在住区规划与建筑设计中，可以采用以下策略对应城市气候带来的不利影响：1、建筑布局相对均匀，建筑高度相对低矮，可以有效地避免紊流带来的影响；2、将居住区设置在郊区，可以有效避免城市热岛效应带来的温度过高的不利影响；3、在住区周围与内部多设置绿化，尽量少采用大面积的硬质铺装。
六、围护结构热工性能对热环境的影响
在结构本身的传热过程中，材料一导热为主空气层以辐射传热为主，所以导热系数低的材料对围护结构的保温隔热性能更有利。
对于短波辐射，颜色在维护结构的传热方面起主导作用；对于长波辐射，材性起主导作用。
如：白色表面对可见光的反射能力最强，对于长波辐射，其反射能力则与黑色表面相差极小。
而抛光的金属表面，不论对于短波辐射或是长波辐射，反射能力都很高，所以围护结构外表面刷白在夏季反射太阳辐射热是非常有效的，而在结构内空气间层的表面刷白是不起作用的。
参考文献：《建筑物理》中国建筑工业出版社
《室外热环境对人居方式、地域文化的影响》
北京地区保温屋顶设计（R>2）：
防水层选用沥青油毡，厚度10mm，R1=0.01/1.05=0.0095（m2.K/W）
保温砂浆找平层，厚度20mm，
R2=0.02/0.29=0.069（m2.K/W）
高炉炉渣找坡层，厚度100mm，
R3=0.1/0.23=0.435（m2.K/W）
钢筋混凝土结构层，厚度200mm，
R4=0.2/1.74=0.115（m2.K/W）
内部抹灰层，厚度20mm，
R5=0.02/0.19=0.105（m2.K/W）
保温层采用聚氨酯硬泡沫塑料，所以必须达到：R6>2-Ri-Re-R1-R2-R3-R4-R5=1.116 （m2.K/W）
求出保温层厚度d=0.037m，取保温层厚度40mm。
所以实际R6=0.04/0.033=1.212（m2.K/W）
R=2.096（m2.K/W）
q=29/2.096=13.84W/m2
θi=18-0.11/2.096x29=16.5℃
θ2=18-(0.11+0.105)/2.096x29=15℃
θ3=18-(0.11+0.105+0.115)/2.096x29=13.5℃
θ4=18-(0.11+0.105+0.115+1.212)/2.096x29=3.3℃
θ5=18-(0.11+0.105+0.115+1.212+0.435)/2.096x29=—9.4℃。