建筑热工学重点知识归纳

1、湿度、气流速度和平均辐射温度4个环境参数及人体新陈代 谢产热率、皮肤平均温度、肌体蒸发率、所着衣热阻的函数。9、城市区域气候特点：通风不良第二章：建筑的传热与传湿热能传递的动力是温度差传热是指物体内部或物体与物体之间热能转移的现象。导热是由温度不同的质点（分子、原子、自由电子）在热 运动中引起的热能传递现象。导热系数：在稳定条件下，1m厚的物体，两侧表面温差为 1C，1h内通过1 m?面积传递的热量。导热系数的影响因素：材质的影响、材料干密度的影响、材 料含湿量的影响。2、对流是由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动，第一章：室内热环境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。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

3、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； 人体活动的影响人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种。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。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）

4、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。3）预计热感指数：PMV :人体蓄热量是空气温度、空气相对1）大气透明度较小，削弱了太阳辐射；2）气温较高，形成 “热岛效应”；3 风速减小，风向随地而异；4）蒸发减弱、 湿度变小；5）雾多、能匕见度差。我国建筑热工设计气候分区严

5、寒地区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区 温和地区被动式太阳能建筑原理：当太阳辐射热透过日光室玻璃照射到墙面上时，墙面 吸收热能，温度升高，并通过对流方式将热量传给日光室内 的空气，使之温度升高，由上部开口流入室内；室内的低温 空气由下部开口流进日光室，不断循环流动的空气提高了室 内气温，从而改善了室内热环境。注意点：1）日光室的朝向应选择当地日照时间长，太阳辐 射强烈的方位，一般以东南、南、西南向为宜；2）日光室的玻璃应选择热光比大的玻璃，并应有较大的面 积。这是因为玻璃是短波热射线的透射体，而又是长波热射 线的非透射体，能阻挡日光室的热量辐射外逸；3）墙面对太阳辐射热的吸收至关重要，表面一定

6、要用对太 阳辐射热吸收系数大的材料；4）上下通风口尺寸应适当，过大、过小都会影响采暖效果5）在使用上，当一晚或无日辐射的时候，如日光室的气温 低于室外气温，应关闭上下通风口，避免室内热量的损失。人感觉最适宜的相对湿度应为5060%决定气候的主要因素：太阳辐射、大气环流、地面城市热环境的特征是：日辐射减少、高温化、干燥化、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。自然对流换热,受迫对流换热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

7、特点：在辐射传热过程中伴随着能量形式的转化；电磁波的传播不需要任何中间介质；凡是温度高于绝对零度的一切物体，不论它们的温度高 低都在不间断地想外辐射不同波长的电磁波，辐射传热是物 体之间相互辐射的结果，不受温度高低的影响。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，能全部透过的则称为绝对透明体或透热体。 吸收系数接近于1的物体近似地当作黑体。单位时间内在物 体单位表面积上辐射的波长从0到8范围的总能量，称作物 体的全辐射本领，通常用E表示，单位为W/m?。单位时间 内在物体单位表面积上辐射的某一波长的能量称为单色辐 射本领。灰体：辐射光谱曲线的形状与黑体辐射光谱曲线的形

8、状相 似，且单色辐射本领不仅小鱼黑体同波长的单色辐射本领， 两者的比例为不大于1的常数。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。4、封闭空气间层的传热特点封闭空气间层的传热是导热、对流和辐射三种传热方式综合 作用的结果。与封闭间层表面材料的辐射性能(黑度、温度，、空气间层 厚度、空气间层位置、密闭性、热流方向等因素有关。封闭 空气间层可以增加热阻，省材料，重量轻.一般空气间层设置 在温度低的一侧，以减少热辐射损失；常采用单面贴铝箔， 且设在温度较高侧，以防止内部发生冷凝；若技术允许，增 加层数较单纯增加厚度要好。在建筑围护结构中

9、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。如果构造技术可行，在围护结构中用一个“厚”的空气 间层不如应个“薄”的空气间层。为了有效地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 高一侧，减小间层表面的辐射系数，并防止间层内结露。绝热材料的导热系数入为小于0.3W/(m*K)白色物体表面与黑色物体表面对于长波热辐射的吸收能力 相差极小。导热系数的概念:导热系数人反映了整体材料的导热能力， 在数值上等于：当材料层单位厚度的温差为1K时，在单位 时间内通过1m2表面积的热量。传热的基本方式：导热、对流、辐射平壁的稳态

10、传热:整个传热过程分为三个过程平壁内表面 吸热，平壁材料层导热，平壁外表面散热。q=(ti-te)/(Ri+Re+R)=(ti-te)/Ro=(ti-te)Ko Ri一平壁内表面换热阻R一平壁导热热阻Re一平壁外表面换热阻m2*K/WRo一平壁的总热阻Ro=Ri+R+ReKo一平壁的总传热系数Ko=1/Ro ( W/(m2*K)平壁的总热阻越大，通过平壁的传热量就越少。平壁的总热 阻和总传热系数是互为倒数的关系。Ko表示平壁的总传热能力。热阻和。封闭空间层的传热:提高维护结构的保温隔热性能。是对 流、导热和辐射三种传热方式综合作用的结果。用于空气层导热性能差，冷表面附近的空气下沉，进入自然 对

11、流状态。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。平壁周期性传热:外界热作用随时间呈周期性变化，称为 周期性传热。周期性传热是不稳定传热的一种特例。简谐热作用：温度随时间呈正弦函数或余弦函数的规律 变化。半无限厚平壁在简谐热作用下的传热特征：1)平壁表面及内部任一点X处的温度，都会出现和介质温 度周期Z相同的简谐波动。R=d以单位:m2*K/W热阻反应了壁体抵抗热流通过的能力。 想要增加热阻，可以加大平壁的厚度d，或选用导热系数人 值小的材料。多层复合壁体的总热阻等于各层材料热阻之2）从介质到壁体表面及内部，温度波动的振幅逐渐减少，

12、这种现象称为温度的衰减现象。3）从介质到壁体表面及内部，温度波动的相位逐渐向后推 移，这种现象叫做温度波动的相位延迟。建筑传湿湿空气的概念：凡是含有水蒸气的空气就是湿空气。湿空气 的压等于干空气的分压力和水蒸气的分压力之和。=(Pi-Pe)/ Ho渗透强度，cPw=Pd+P空气的绝对湿度不能反映空气的潮湿程度。水蒸汽含量不变的湿空气其温度越高，其相对湿度越小； 绝对湿度不变。相对湿度的定义:相对湿度指一定温度及大气压下，空气 的绝对湿度f与同温同压下饱和蒸气量fmax的比值。（F/fmax）100%维护结构的渗透强度假设室内空气的水蒸气分压力Pi大于室外空气的水蒸气分 压力Pe，水蒸气从室内通

13、过维护结构向室外渗透。其渗透 强度：w=（Pi-Pe）/ HoW一蒸汽渗透强度，g/（ m2*h）Ho维护结构的总蒸汽渗透阻，m2*h*pa/gPi室内空气的水蒸气分压力，paPe室外空气的水蒸气分压力，pa材料含湿量的影响:含湿量越大，水分所占体积愈多。材 料的含湿量的增大必然使导热系数值增大。材料的生产、运 输、堆放、保管及施工过程对湿度的影响都必须予以重视。 第三章：建筑保温与节能建筑保温的途径：1）建筑体形的设计，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

14、壁内产生冷凝。保温设计的依据:民用建筑节能设计标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准围护结构保温设计计算（略围护结构的经济传热阻（略）围护结构平均传热系数的计算（略）6、围护结构保温构造形式：1）保温、承重合二为一；2）单设保温层；3）复合构造7. 夏季组织通风的主要方式是风压通风。窗的保温1）提高窗的保温性能2）控制开窗面积3）提高窗的气密性， 防止冷风渗透4）提高窗户冬季太阳辐射得热热桥保温1）外墙交角保温2）地面保温在维护结构中，一般都有保温性能远低于主体部分的嵌入构 件，如外墙体中的钢或者钢筋混凝土骨架，圈梁，板材中的 肋等，这些构件或部位的热损失比相同面积主体部分的

15、热损 失多，他们的内表面温度也比主体部分低。在建筑热工学中， 形象的将这类容易传热的构件或部分称为“热桥”。热桥就是 维护结构中热量容易通过的构件或部位。热桥部位的内表面 温度比主体部位低，极易产生表面结露的情况，从而出现墙 面受损或霉变的现象围护结构的蒸汽渗透及冷凝:冷凝：某一状态下的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到 它的相对湿度达到100%时所对应的湿度，称为该状态下空 气的露点温度。由于温度降到露点温度以下，空气中水蒸气 液化析出的现象称为冷凝。蒸汽渗透:当室内、外空气的水蒸气含量不等时，在围护结构 的两侧，就存在水蒸气分压力差，水蒸气分子将从压力较高 的一侧通过围护结构向较低一侧渗透

16、扩散，这种现象称为蒸 汽渗透。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：围护结构内表面层宜采用蓄热系数较 大的材料，利用它蓄存的热量起调节作用，减少出现周期性 冷凝的可能。高湿房间：围护结构内表面采用不透水材料层，在构造上采 取措施将表面冷凝睡滴导流，并有组织地排除。南方地区：地面应具有一定的热阻，减少地面对土层的传热 量；地面表层材料的虚热系数要小；表面材料有一定的吸湿 作用。2）防止和控制内部冷凝材料层次的布置应符合“难进易出”的原则；设置隔气层；设 置通风间层或泄气沟道。保温层放在承重层外有何优缺点？优点：1 ）大大降低承重层温度应力的影响2）对结构和房间的热稳 定性

17、有利3）防止保温层产生蒸气凝结4）防止产生热桥5） 有利于旧房改造 缺点：1）对于大空间和间歇采暖（空调）的建筑不宜2）对于保温 效果好又有强度施工方便的保温材料难觅 第四章：建筑隔热与通风建筑室内过热的原因1）室外高温传入室内2）太阳辐射热传入室内3）长波辐射 传入室内4）通过维护结构传热5）设备、生活产生余热建筑防热的途径：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。室外综谷温度的定义：室外综合温度以温度值表示室外气 温、太阳辐射和大气长波辐射对给定外表面的热作用。夏季 室外综合温度的组成夏季室外综合温度是以24小时为周期 波

18、动的周期函数，其中太阳辐射的当量温度所占比例不容忽 视。建筑物各朝向的空气温度相差不大，可认为与朝向无关， 但由于不同朝向的太阳辐射不同，导致各朝向太阳辐射当量 温度和综合温度差别很大。尤其是水平面和东墙与西墙。 说明室外综合温度的意义:室外综合温度是由室外空气温度、 太阳辐射当量温度和建筑外表面长波辐射温度三者叠加后 综合效果的假想温度。当量温度：太阳辐射当量自然通风的组织：1）建筑朝向、间距及建筑群的布局：错列式、斜列式较行 列式、周边式好2）建筑的平面布置与剖面设计3）门窗的 位置与尺寸4）门窗的开启方式围护结构隔热措施：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；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。产生压力差的原因：风压作用，热压作用水隔热的优缺点优点：屋顶外表面温度大幅度下降，大大降低屋顶的内表面 温度，大大减少了屋顶的传热量，蓄水深度增加，内表面温度最大值下降愈多缺点：夜间不利于散热，增大屋顶静荷载，蓄