建筑与城市规划学院实验报告 实验项目：室内热环境参数对比试验
一．实验目的 建筑物室外的各种气候因素通过建筑物的围护结构、外门窗及各类开口，直接影响室内的气候条件。为获得良好的室内热环境，必须了解当地各主要气候因素的概况及变化规律，并以此作为建筑设计的依据。 一个地区的气候状况是许多因素综合作用的结果。对室内热环境参数，需要测试的项目有空气温度，湿度，风速及风力等。我们知道影响室内热环境的主要因素是室外气候状况，但对于同一幢楼房中不同的楼层，不同的朝向，同一套间内不同朝向的房间，在相同的室内气候条件下，尤其是在室外恶劣气候条件下，其室内热环境参数由于所处的位置不同而有较大的差异。 对此我们是有感性认识的。这次实验将这种差异量化，从这些差异值寻找经济实用的解决方法，掌握测量方法和注意事项。 二．测试时间与地点 2011年6月19日（十一周周六十二周周日），华中科技大学紫菘公寓12栋601室，寝室窗户朝南而开。测试正中距地面1.5米高的位置（气温为城市近郊气象台离地面1.5米高处空气的温度）。其他测点若干个，就沿房间纵，横轴每2m一个设置若干个测点。（为了便于说明问题，附设一个加测点，即外墙内表面距离窗台下300mm处布置一测点，测量外墙内表面温度。） 测试选择时间在6月19日（本应该选择夏天中最炎热的一天或冬天最寒冷的一天，但根据实际情况选择了这个时间测量），测量时间为正午12点到第二天正午12点，一共24个小时，每隔半小时测量一次并记录数据。
三．测量仪器 温湿度自记仪，温度自记仪，黑球温度计，电子微风仪 四．测点布置 测点布置在房间正中距地面1.5米高的位置（图示B点）。其他测点若干个，沿房间纵，横轴每2m一个设置若干个测点（图示C点）。应画出被测房间的平面图，剖面图，标明基本尺寸及测点位置，并说
班级建筑141 姓名钟诚 学号3140622027 指导老师Tony
建筑物理2热工学大作业 1.查资料得:宁波市冬季日平均气温在5℃~13℃之间，则取室外温度为t1=7℃，室内适宜温度取为t2=22℃，室内外温差15℃. 2.建筑维护结构材料的选取 ①墙体：墙体分外墙、保温层和内墙外墙（d1=240mm)和内墙(d2=140mm)材料 为灰砂石砌体，λ=1.10；保温层材料(d3=60mm)为矿棉板，λ=0.050 ②屋顶：钢筋混凝土（d1=30mm）λ=1.74；保温砂浆(d2=20mm)λ=0.29；油毡 防水层(d3=10mm)λ=0.17 ③楼地面：钢筋混凝土(d=150mm)λ=1.74 ④门：胶合板(d=50mm)λ=0.17 ⑤窗：单层玻璃材料取平板玻璃(d=5mm)λ=0.76 窗框窗洞面积比25%
3.传热阻计算 ①墙体：R1=0.24/1.10=0.218(㎡·K/W) R2=0.14/1.10=0.127(㎡·K/W) R3=0.06/0.05=1.2(㎡·K/W) R(wall)=Ri+R1+R2+R3+Re=0.11+0.218+0.127+1.2+0.04=1.695(㎡·K/W) ②屋顶：R1=0.03/1.74=0.017(㎡·K/W) R2=0.02/0.29=0.069(㎡·K/W) R3=0.01/0.17=0.059(㎡·K/W) R(roof)=Ri+R1+R2+R3+Re=0.11+0.017+0.069+0.059+0.04=0.295(㎡·K/ W) ③楼地面: R1=0.150/1.74=0.086(㎡·K/W) R(floor)=Ri+R1+Re=0.11+0.086+0.08=0.276(㎡·K/W) ④门: R1=0.05/0.17=0.294(㎡·K/W) R(door)=Ri+R1+Re=0.11+0.294+0.04=0.444(㎡·K/W) ⑤窗：R1=0.005/0 .76=0.0066(㎡·K/W) R(window)=Ri+R1+Re=0.11+0.0066+0.04=0.1566(㎡·K/W)
室内热环境： 室内热环境的组成要素：空气温度、空气湿度、空气流速、平均辐射温度 影响因素（重点掌握人体热舒适及其影响因素）:空气温度、空气湿度、空气流速、壁面温度、新陈代谢率、衣服热阻。 室内热环境的评价方法和标准：单因素评价：空气温度：居住建筑室内舒适性标准：夏季26—28度，冬季18—20度；可居住性标准：夏季不高于30度，冬季不低于12度 多因素综合评价方法：有利于发挥各种热环境改善措施的作用，降低能源消耗和经济成本。有效温度（ET*） 热应力指数（HSI） 预计热感觉指数（PMV-PPD） 生物气候图 采暖期度日数：室内基准温度（18度）与当地采暖期室外平均温度的差值乘以采暖期天数得出的数值，单位度*天。 “制冷期度日数”（空调期度日数）：当地空调期室外平均温度与室内基准温度（26度）的差值乘以空调期天数得出的数值，单位度*天。 室外热环境 室外热环境主要因素（重点）：太阳辐射、空气温度、空气湿度、风、降水 太阳辐射：地球基本热量来源，决定地球气候的主要因素，直接决定建筑的得热状况…… 辐射量表征：太阳辐射照度（强度）和日照时数 直接辐射照度、间接辐射照度、总辐射照度 太阳辐射照度影响因素：太阳高度角、空气质量、云量云状，地理纬度海拔高度、朝向…… 太阳辐射特点：直接辐射：太阳高度角、大气透明度成正比关系 云量少的地方日总量和年总量都较大 海拔越高，直接辐射越强 低纬度地区照度高于高纬度地区 城市区域比郊区弱 间接辐射：与太阳高度角成正比，与大气透明度成反比 高层云的散射辐射照度高于低层云 有云天的散射辐射照度大于无云天 日照时数：可照时数、实照时数 日照百分率：实照时数/可照时数*100% 我国日照特点：日照时数由西北向东南逐步减少 四川盆地日照时数最低 一般在太阳能资源区划中有丰富区、欠丰富区、贫乏区 空气温度：气温是常用的气候评价指标，单位摄氏度、华氏度（F=32+1.8C） 气象学中所指的空气温度是距离地面1.5m高，背阴处空气的温度。测量空气温度必须避免太阳辐射的影响。 空气温度的主要影响因素：太阳辐射（迟滞效应） 地表状况（下垫面）大气对流作用
绿色建筑热湿环境 2011331150313 陈光慧11建环3 摘要：①全球正处于空前的建筑热潮，而这对全球的能源的使用有重大影响。商 业和住宅建筑大约占全球能源总消耗的三分之一，而工业和运输业也各占了三分之一。但是由于目前大部分的建筑物没有烟囱装置，所以大部分的人不会考虑到能源使用量上升的问题以及因此导致的空气污染问题。 关键词：热湿环境节能建筑设计 室外气候条件以及室内发热发湿源直接影响着建筑环境内热湿环境。室外内室内热湿环境影响主要来自于太阳辐射和室外气温的共同作用，他们通过建筑物外围保护结构把大量的热量传进室内，同时还通过门窗透过太阳辐射热，通过缝隙渗透热湿空气影响室内热湿环境，这类被称为影响室内热湿环境的外扰因素。同时影响室内热湿环境的另一因素是内扰，主要包括室内照明、电器等工艺设备、人体等散发的热量或者水蒸气，他们通过不同的散热散湿的形式，直接地或者间接的影响着室内热湿环境。主要形式分为：辐射、传导或传湿、对流热交换或对流质交换。其中建筑传热中部分辐射来自围护结构或室内家具的等蓄放热过程，这还是区别于其他传热的一个重要特点，是室内得热与室外负荷不等的主要原因，不同扰量作用、不同建筑热工特性，带给室内的热湿负荷是不同的，从而形成的热湿环境也是不同的。不同的热湿环境对人们产生不同的生理和心里上的影响。营造一个良好的热湿环境，不仅需要了解形成室内热湿环境的物理因素，而且还要了解人们在不同热湿环境中的生理和心里上的反应。 ①热湿环境是建筑环境中的最主要的内容，主要反映在空气环境的热湿特性上。研究表明：热环境的四要素（温度、湿度、辐射和气流）对人体的热平衡均有影响，而且各要素产生的影响在很大程度上可以互相互换和互相补偿。例如，机体经由辐射所获得的热灵可以和因气温所获得的热量相当。在热环境中湿度增高所造成的影响可被风俗增高所抵消。当空气温度低于21摄氏度时，人不出汗，随着气温的增高，出汗量逐渐增多，湿度的影响显得越来越重要。在气温低于皮肤温度时（一般皮肤的正常的平均温度是32.5摄氏度）。在这种情况下，空气的流动能增加机体通过对流和蒸发散热。当气温高于35摄氏度时，情况比较复杂，空气的流动能加速蒸发散热，但同时却可使机体通过对流的方式受热增多，气温越高受热愈为明显。热辐射除了太阳的直接照射使机体直接受热外，人体与周围环境间还存在长波辐射换热。热辐射不受空气温度的影响且与风速无关。根据实验：当气温10摄氏度，周壁表面温度50摄氏度时，人在其中会感到过热；当室内温度50摄氏度而壁面表面温度为0摄氏度时会使人在室内感到过冷。高温高湿对机体的热平衡有不利影响，因为在高温时，机体主要依靠蒸发散热来维持热平衡，此时相对湿度的增高，将妨碍汗液的蒸发。就人的感觉而言，当温度高、湿度大尤其是风速小的时候人感到“闷热”；当温度高、湿度小时人感到“干热”风速对改善人们的热环境也有重要作用，气流可以促进人体散热，增进人体的舒适度；当气温高于人体皮肤温度时，空气的流动只会使人体从外界环境吸收更多的热量，甚至对人体产生不良影响。 ②随着亚洲经济起飞，区域内的建筑工程也加速进行，建筑业的能耗占到四分之
建筑物理环境与 设计作业 姓名：姜亚兰 学号：201106323 专业：建筑学 指导老师:卢玫珺
生态节能建筑 案例分析 ★上海自然博物馆新馆 ★梅纳拉商厦 ★新加利福尼亚科学研究中心
上海自然博物馆新馆 1.项目概况： 本项目地处原上海市静安区，市中心的静安雕塑公园内。公园被山海关路、石门二路、北京西路、成都北路围合，自然博物馆就在这公园的中北部盘旋升起。 面对新的历史时期，如何以“科学发展观”为指导思想，正确认识和定位上海自然博物馆新馆的建筑功能，努力把上海自然博物馆建设成为可持续发展的现代化博物馆，是我们在思考和力图解决的重要课题。上海自然博物馆的建设是关系到百年大计的事业，既要满足当代人的需要，也要为后代人的发展需要留下空间，也是一座可持续发展的建筑。 人们目前赖以生存的不可再生能源面临枯竭，街与资源、降低能耗是每一个国家面临的巨大挑战，建筑能耗占总能源的四分之一，并随着人们生活水平的提高逐步增加到三分之一以上，尤其是公共建筑能耗巨大。作为一个以“分析自
然奥秘、展现自然与人和谐与矛盾、激发人类对自然的好奇心与责任感”为主题的建筑项目，上海自然博物馆将不仅通过展品和科普活动发挥教益作用，更应该在自身场馆建设中集成与博物馆建筑特点相适应的生态技能技术，塑造人与自然和谐相处的典范。 上海自然博物馆大量使用建筑节能技术，并以可战士的方式呈现，使建筑形态本身和建筑节能技术的使用成为展示内容的补充和延伸，最大限度的体现建筑的绿色节能设计。 2.建筑节能设计： 建筑节能设计思路：由于上海位于长江三角区，而长江三角地区的特征为水热同季，湿润多雨，但变率稍大冬冷夏热、四季分明。在上海自然博物馆新馆的绿色建筑设计中，应该重点考虑如何降低夏季制冷能耗；由于雨量充沛，场地雨水综合管理也十分重要；详细分析该地区的年风向，将确定自然通风设计的开窗面积和开窗。 上海市的气候属于夏热冬冷，同时又具有常年高温、太阳辐射不强等特点。通过对长江三角洲气候的特点，结合世界上最先进的整合技术工具来进行绿色生态建筑整合设计。根据上海的气候特征和资源状况来合理设计通风、采光和能源方案，最大限度优化建筑的能源特性。 节能设计： （1）.东北部墙体是活生态墙体，垂直绿化墙可为办公区窗户遮阳；
具有上部侧墙开口和顶部开口的大空间建筑室内热环境特性的比较 王昕黄晨黄武刚杨建刚 摘要：采用CFD数值模拟和现场实测的前期研究成果，针对具有上部侧墙开口和屋顶顶部开口两种上部开口形式的大空间建筑，使用PHOENICS数值模拟软件模拟了室内采用分层空调时各不同喷口高度、上部开口面积及其高度、下部开口面积等几何结构参数，以及室内负荷、上部开口背压、上部开口进风速度等运行参数多种组合工况下的室内热环境，讨论和分析了这两种上部开口形式工况下垂直温度分布、空调区平均温度、上部开口排风温度、上部开口排风量及室内排热量的差别。关键词：大空间建筑室内热环境数值模拟上部侧墙开口屋顶顶部开口
1 引言几乎所有大空间建筑因通风和结构的要求上部均设有开口。上部开口大致有上部侧墙开口和屋顶顶部开口两种形式。采用分层空调时，上部开口的形式和位置的不同对空调能耗和室内热环境特性的影响亦不尽相同，且差别较明显。从全年变化的室外气温看，除了冬季上部开口排风会增加室内负荷外，夏季或多或少地可以利用上部开口处的高温排风带走室内部分负荷，过渡季节则可关闭空调系统仅靠自然通风排走室内负荷，因此研究大空间建筑分层空调时上部开口等诸因素对室内热环境特性的影响尤为重要。本文在开发和应用数值模拟预测大空间建筑室内温度场和速度场的研究基础上[1]~[3]，选用目前比较典型的侧喷送风方式，并将具有上部侧墙开口或具有顶部开口两种不同上部开口形式的大空间建筑作为研究对象，以夏季现场实测工况为分析基础[4]，重点讨论了这两种不同上部开口形式在不同工况下分层空调时的室内热环境特性的区别。其中在顶部开口的工况模拟中部分借用了侧墙开口工况的实测结果。 2 计算条件2.1 建筑模型图1为数值模拟用某体育馆简化模型。建筑柱型部分直径68m，高18m，屋顶呈扁球体，净高为8m，左右两侧为阶梯型观众席，室内采用中侧送风，由38个喷口组成环形对中喷射，其中28个短程喷口倾斜12°布置，负责观众席空调，10个长程喷口水平布置，负责场内中央的
室内热环境：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 感到热舒适的必要条件：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 达到热平衡时：对流：25%-30% 辐射45%-50% 呼吸和无感蒸发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 热环境的综合评价：1）有效温度：2）热应力指数：3）预测热感指数： 室内热环境的影响因素：室外气候因素、热环境设备影响、其他设备影响、人体活动影响 与建筑密切相关的气候要素：太阳辐射、气温、湿度、风及降水 热工设计分区：严寒地区必须充分满足冬季保温要求，一般可以不考虑夏季隔热；寒冷地区应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热；夏热冬冷地区必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温；夏热冬暖地区必须充分满足夏季防热要求，一般不考虑冬季保温；温和地区部分地区应考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热。 城市区域气候特点：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、能见度差。 热岛效应：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较多，发热体较多，形成城市中心的温度高于郊区。改善：在城市中增加水面设置，扩大绿地面积；避免形成方形圆形城市面积设计，多采用带型城市。 建筑保温设计的综合处理原则：充分利用可再生资源；防止冷风渗透的不良影响；合理进行建筑规划设计；提高围护结构的保温性能；是房间具有良好的热特性。 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λ：当材料层单位厚度的温差为1K时，在单位时间里通过1㎡表面积的热量。（W/(m*k) <0.3的为绝热材料）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。热流强度q：单位面积、单位时间内通过该壁体的导热热量 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。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 绝对白体：凡能将辐射热全部反射的物体称为， 绝对黑体：能全部吸收的称为，吸收系数接近于1的物体近似地当作黑体。 绝对透明体或透热体：能全部透过的则称为。 全辐射本领：单位时间内在物体单位表面积上辐射的波长从0到∞范围的总能量，称作物体的，通常用E表示，单位为W/㎡。 单色辐射本领：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。灰体：辐射光谱曲线的形状与黑体辐射光谱曲线的形状相似，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。 黑度：灰体的全辐射本领与同温度下绝对黑体全辐射本领的比值称为灰体的黑度 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。温室效应：用平板玻璃制作的温室能透过大量的太阳辐射热，而阻止室内长波辐射向外透射，这种现象叫温室效应。传热系数K：表示平壁的总传热能力。是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1K，1小时内通过1平方米面积传递的热量。 热阻：R=厚度d/导热系数λ，热阻+内外表面换热阻=总热阻，总热阻的倒数就是总的传热系数。 封闭空气间层传热：辐射散热70%，对流和导热30%。在建筑围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； 如果技术可行，在围护结构中用一个厚 的空气间层拨入用几个薄的空气间层； 为了有效地减少空气间层的辐射热量， 可以在间层（温度较高一侧）表面涂贴 反射材料防止间层结露 材料的蓄热系数S：在建筑热工中，把半 无限厚物体表面热流波动振幅Aq0与温 度波动振幅Af的比值称为物体在谐波热 作用下的“材料的蓄热系数” 材料层热惰性指标D：表示围护结构在谐 波热作用下抵抗温度波动的能力。=R*S 绝对湿度：单位容积空气所含水蒸气重 量称绝对湿度。用f表示，单位g/m3。 相对湿度：指一定温度及大气压力作用 下，空气绝对湿度与同温同压下饱和蒸 汽量的比值，一般用 fai表示。 露点温度td：某一状态的空气，在含湿 量不变的情况下，冷却到它的相对湿度 达到100%时所对应的温度，称为该状态 的空气的露点温度。 结露（冷凝）：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 冷凝界面：最易出现冷凝，而且凝结最 严重的界面，叫做围护结构内部的冷凝 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、防止壁内产生冷 凝。 ．． 体形系数S=F/V：指建筑物与室外大气接 触的外表面积与其所包围的体积的比值 建筑物采暖耗热量指标：计算采暖期室 外平均温度条件下，为保持室内设计计 算温度，单位建筑面积在单位时间内消 耗的需由室内采暖设备供给的热量。单 位：W/㎡。 经济传热阻：指围护结构单位面积的建 造费用与使用费之和达到最小值时的热 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 减少窗户的传热损失：1）提高窗框的保 温性能；2）控制各向墙面的开窗面积； 3）提高气密性，减少冷凝渗透；4）提 高窗户冬季太阳辐射得热（N0.25 EW0.30 S0.35） 热桥：在围护结构中，一般都有保温性 能远低于主体部分的嵌入构件，这些构 件的传热损失比相同面积的主体部分的 热损失多，它们的表面温度也比主体部 分低，在建筑热工学中，形象的将这些 容易传热的构件或部分称为热桥。 防热途径：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） 合理组织自然通风；5）尽量减少室内余 热 室外综合温度：在一般围护结构的隔热 设计中，仅考虑太阳辐射热作用和室外 空气热作用的同时作用，并且将二者的 作用综合起来以单一值来表示，即… 相位差修正系数：temax与Imax的出现 时间不一致，室外综合温度的振幅不能 直接取两者的代数和，而应以其和乘以 系数β予以修正 太阳赤纬角δ：太阳光线与地球赤道面 所夹的圆心角。（+-23°27′范围） 太阳高度角hs：指太阳直射光线在地平 面上的投影线与地平面正南向所夹的角 南向为0°，东为负，西为正 太阳方位角As：太阳光线在地平面上的 投影与当地平面正南的夹角。 遮阳构件种类及适用方位：水平遮阳： 南向窗；垂直遮阳：东北、北、西北； 综合遮阳：东南、西南；挡板遮阳：东 西向。 外遮阳系数SD：指在照射时间内，透过 有遮阳窗口的太阳辐射热量与透过无遮 阳窗口的太阳辐射量的比值。 外保温优点:可减小热桥部位的热损失， 并防止内表面结露；防止或减少保温层 内部产生水蒸气凝结；对房屋的热稳定 性有利；保护主体结构，大大减少温度 应力变化，提高围护结构的耐久性；不 占用建筑的使用面积；适用于既有建筑 的改造。缺点；对保温材料要求较高， 要不受雨水冲刷和大气污染；构造复杂， 施工技术要求高；限制外墙装修材料。 内保温优点：不受室外气候因素的影响， 无须特殊防护；对间歇使用的建筑，室 内供热温度上升快。缺点：与外保温的 优点相对，占用室内使用面积。 防止和控制围护结构内部冷凝的措施： 合理布置材料层相对位置，保温材料应 尽量布置在蒸汽渗透通路中围护结构的 外侧，使水蒸气进难出易；在蒸汽流入 一侧设置隔汽层；在围护结构内部设置 通风间层或排泄通道；外墙内部设置封 闭空气层。 围护结构的隔热措施：隔热重点是屋顶、 西墙和东墙；外表面做浅色饰面；设置 通风架空层，如通风屋顶、通风墙等； 围护结构热工性能适应本地区的气候特 点；利用水的蒸发作用和植物对光的转 化降低建筑物温度。 自然通风的组织：建筑朝向、间距及建 筑群的布局；房间的开口与房间通风； 建筑体形与穿堂风的组织；导风构件的 设置 当量温度：当量温度反映了围护结构外 表面吸收太阳辐射热使室外热作用提高 的程度，而水平面接受的太阳辐射热量 最大 不稳定传热：通过围护结构的热流量及 围护结构的内部温度分布随时间而变 动，这种传热过程称为——。 稳态传热：指我们所研究的物体或体系， 无论是整体还是局部都保持与时间无关 的恒定温度状态或者说在传热过程中， 各点的温度都不随时间而变。 平壁总热阻：为内表面换热阻、壁体传 热阻及外表面换热阻之和。 最小总热阻：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，围护结构内表面不致低 于室内空气的露点温度。 蒸汽渗透：当室内外空气的水蒸汽含量 不等时，在围护结构的两侧就存在着水 蒸汽分压力差，水蒸汽分子将从压力较 高的一侧通过围护结构向较低的一侧渗 透扩散，这种现象称为蒸汽渗透。 时角：指太阳所在的时圈与通过南点的 时圈构成的夹 1影响人体热感觉的因素包括空气温度、 空气湿度、气流速度、环境平均辐射温 度四个物理因素和人体新陈代谢产热 率、人体衣着状况两个人为因素。 2与建筑物密切相关的气候因素为：太阳 辐射、空气温度、空气湿度、风及降水。 4建筑物自然通风，形成空气压力差的原 因包括热压作用、风压作用。 5建筑遮阳的基本形式包括水平式遮阳、 垂直式遮阳、综合式遮阳、挡板式遮阳 6建筑防热的途径包括：减弱室外热作 用、窗口遮阳、围护结构的隔热与散热、 合理的组织自然通风、尽量减少室内余 热。 1热环境的综合评价方法包括三种，即有 效温度、热应力指标、预测热感指数。 3影响材料或物质的导热系数的主要因 素有材质、干密度、含湿量。 4目前，保温构造可分为保温承重合二为 一、单设保温层、复合构造三种类型。 5湿空气的压力等于干空气的分压力、水 蒸气分压力之和。 6房间的通风包括自然通风、机械通风两 种方式。 7太阳高度角与地理纬度、赤纬角、时角 有关。 常见导热系数值 钙塑板0.049 胶合板0.17 油站防水层0.17 加气混凝土0.19 水泥膨胀珍珠岩0.26 平板玻璃0.76 石灰砂浆0.8 重砂浆砌筑粘土砖砌体0.81 水泥砂浆0.93 钢筋混凝土1.74 D的分类 一、>6.0 二、4.1~6.0 三、1.6~4.0 四、《1.5
建 筑 热 环 境 优 化 设姓名：樊潇学号：201106532 计指导老师：卢玫珺
经典案例热环境分析 1.诺曼·福斯特 2.托马斯·赫尔佐格 3.查尔斯·柯里亚（印度气候环境） 4.杨经文（马来西亚气候环境） 解读建筑大师 诺曼·福斯特被誉为“高技派”的代表人物，是国际上最杰出的建筑大师之一。因其建筑方面的杰出成就，在四十多年的建筑设计生涯中几乎获得了建筑界所有重要的奖项和荣誉。迄今为止，他已经获得280多项奖励，并在50多次在国内国际的设计竞赛中胜出。 建筑设计理念——1、重视高技 ?诺曼·福斯特对技术十分重视，他执着的在他的大量设计作品中实践着，采用新技术、新材料于工程中，并将他的观点表述出来。他一直认为：“技术是人类文明的一部分, 反技术如同向建筑即文明本身宣战一样站不住脚”。 ?在诺曼·福斯特这一代大师手里, 更新、更高的技术就成为一种手段, 一种更为先进的新观念, 通过它们去创造和实现人类与自然合谐的生活环境。他曾说：“高技术不是其本身的目的，他是实现社会目标和更加广泛的可能性的一种手段。高技术同样关注砖瓦砂石乃至木材和手工活。” 建筑设计理念——2、生态思想 （more with less——1922——富勒） ?充分利用自然采光。 ?充分利用自然通风。 ?空中花园 ?建筑遮阳。 ?高效节能的外窗和幕墙系统。 ?地下蓄水层的循环利用。 建筑设计理念——3、尊重历史文脉
?既不向传统妥协、简单地模仿其风格或形式, 又不过分张扬、漠视城市文脉; 既自然融洽地植根于当地的环境, 又恰如其分地展示了自我的时代风采, 为城市空间的交响曲增添了新的华彩乐章。 建筑设计理念——4.“弹性空间” ?如同柯布西耶的第一代“居住机器”一样，柯布西耶对自由平面的阐述是，要完美的适应他们预订的功能。 ?福斯特的主张，可称“可变机器”或“弹性空间”，也就是所设计的建筑必须是可变的且能适应将来发展的。最常见的是采用先进工程技术的大跨结构、不封闭的空间和无障碍的巨大区域。这样使用者可以按照其意愿安排，甚至可以适应预想计划之外的情况。 ?福斯特提出“弹性空间”是生态建筑的重要内容之一。 ?重点作品解析----香港汇丰银行大厦方案基本信息：高度：180米 ?竞赛/建成：1979/1986 ?建筑面积：99000平方米 ?建筑层数：地上46层,地下4层 平面形状：矩形（70*55） 造价：10亿美元 ?这座建筑拥有一个公共的底层、一个私密顶层和由半私密、半公共空间组成的中间楼层，兼顾到建筑的人性和美感。在街面层，有一个12m高的公共步行广场在建筑下面穿过；两部自动扶梯通向主要银行大厅（半公共空间）和10层高的中庭， ?背景：1978年，银行董事会决定, 要把新的总部建成为“世界上最好的银行大楼” , 于是不惜重金, 聘请了英国、美国、澳大利亚、香港等国家和地区的七家国际知名的设计事务所, 参加新楼设计方案的竟赛角逐, 并请英国皇家建筑学会执掌其事。 ?设计难点： ? 1.有限高(180m) ? 2.用地紧张，只能在75*76m范围内做文章。 ? 3. 希望在施工期间首层能维持部分银行业务。 ? 4.能适应下个世纪新科技和银行迅速扩展的要求, 内部具有最大的灵活性。 ?设计构思——“桥”符号的获得 ?针对以上难点，经过分析他认为, 唯一的办法就是要寻求一种能同时向上向下进行施工作业的方案, 最好还是一币种大跨度的结构, 这样才有可能全面地满足各种需要。 ?结论是桥, “一道横跨海湾的大桥”。银行的功能就是一座桥‘一座架设在个人与企业间, 大众与政府间、国家与国家间的金融大桥, 汇丰银行的目标就是要努力成为横跨维多利亚海湾, 把香港、与中国大陆以及世界各地联系在一起的金融大桥。
《建筑物理热工学》作业 一、名词解释 1.太阳高度角与方位角太阳高度角是指太阳光线与地面间的夹角h。 太阳方位角是指太阳光线在地平面上的投射线与地平面正南线所夹的角A。 2.传热系数、导热系数与太阳辐射吸收系数导热系数是在稳定条件下1m宏的 物体，两侧表面温差为1℃时，在1h内通过的1㎡面积所传导的热量。传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度（K，℃），1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米·度。太阳辐射吸收系数围护结构外表面吸收的太阳辐射照度与其投射到的太阳辐射照度之比值 3.绝对湿度与相对湿度绝对湿度是单位体积空气中所含水蒸气的重量。相对湿 度是在一定温度、一定大气压力下，湿空气的绝对湿度f，与同温同压下的饱 的百分比。 和水蒸气量f max 4.PMV-PPD 5.露点温度本来是不饱和的空气，终于因室温下降而达到饱和状态，这一特定 温度称为该空气的“露点温度” 6.P110风压与热压风压：气流受房屋阻挡后流向和流速改变，在房屋各个面上 造成了正负大小不同的静压。热压：渐层空气被加热后温度升高，密度变小。 7.室外综合温度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 二、简答题 1.P98举例说明防止夏季结露的方法并说明原理。⑴架空层防结露。架空地板 对防止首层地面、墙面夏季结露有一定的作用。把住宅首层设为车库等公用设施，地板脱离土地，提高了住宅首层地面的温度，降低了居室地面夏季结露的强度。⑵空气层防结露。利用空气层防潮技术可以满意地解决首层地板的夏季结露问题。⑶材料层防结露。采用热容量小的材料装饰房间内表面特别是地板表面，如木地板、三合土、地毯等地面材料，提高表面温度，减小夏季结露的可能性。⑷呼吸防结露。利用多孔材料的对水分吸附冷凝原理和呼吸作用，不仅可以有限地调节室内空气的湿度。如陶土防潮砖和防潮缸砖就有这种呼吸防结露作用。⑸密闭防结露。在雷暴将至和久雨初晴之时，室外空气温湿度骤升，应尽量将门窗紧闭，避免室外高温高湿空气与室内低温表面接触；减少气流将大量水分带进室内，在温度较低的表面上结露。⑹通风防结露。梅雨时节，自然通风愈强，室内结露愈烈；但是。有控制的通风，仍然不失为防止夏季结露的有效方法之一。白天，夏季结露严重结露发生之前，应该把门窗紧闭，限制通风。在夜间，室外气温降低以后，门户开放，通风有减湿、干燥、降温、防潮作用。⑺空调防结露。近来，居民使用空调越来越多。利用空调器的抽湿降温作用，对防止夏季结露也十分有效。 2.节约建筑空调能耗的设计方法有哪些？⑴合理确定空调建筑的室内热环境标 准⑵合理设计建筑平面与形体⑶改善和强化维护结构的热工性能⑷窗户隔热和遮阳⑸空调房间热环境的联动控制（自然通风+电扇调风+空调器降温）⑹3.外围护结构的隔热重点在什么部位？重点是屋面，其次是西墙和东墙
1、在热量的传递过程中，物体温度不同部分相邻分子发生碰撞和自由电子迁移所引起的能量传递称为（C）。a.辐射； b.对流； c.导热； d.传热。 2、绝热材料的导热系数λ为（C）。 a.小于0.45W/(m.K)； b.小于0.35W/(m.K)； c.小于0.25W/(m.K)； d.小于0.15W/(m.K)。 3、把下列材料的导热系数从低到高顺序排列，哪一组是正确的？Ⅰ、钢筋混凝土；Ⅱ、水泥膨胀珍珠岩；Ⅲ、平板玻璃；Ⅳ、重沙浆砌筑粘土砖砌体；Ⅴ、胶合板（ B ）。 a. Ⅱ、Ⅴ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ； b. Ⅴ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ； c. Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅴ； d. Ⅴ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ。 4、下列陈述哪些是不正确的？（ B ） a.铝箔的反射率大、黑度小； b.玻璃是透明体； c.浅色物体的吸收率不一定小于深颜色物体的吸收率； d.光滑平整物体的反射率大于粗糙凹凸物体的反射率。 5、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。（ D ） a.白色物体表面比黑色物体表面弱； c.相差极大； b.白色物体表面比黑色物体表面强； d.相差极小。 6、在稳定传热状态下当材料厚度为1m两表面的温差为1℃时，在一小时内通过1m2截面积的导热量，称为（ D ）。 a.热流密度b.热流强度c.传热量；d.导热系数 7、当空气中实际含湿量不变，即实际水蒸气分压力p不变，下列叙述错误的是（BD ） a.空气温度降低时，相对湿度将逐渐增高； b.空气温度降低时，相对湿度将逐渐降低； c.空气温度升高时，相对湿度将降低； d.空气温度降低时，相对湿度不变。 8、人感觉最适宜的相对湿度应为：（ C ） a. 30~70 % ； c. 50~60% ； b. 40~70% ； d. 40~50% 。 10．空气的绝对湿度 B 反映空气的潮湿程度。（a.能；b.不能） 11．下列各量的单位是：对流换热系数αB ；热阻R A 。（a.m2K/W；b.W/m2K）12．人体正常热平衡是指对流换热约25%-30；辐射换热约占45%-50%，蒸发散热约占25%-30% 。
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。 3）预计热感指数：PMV 人体蓄热量是空气温度、空气相对湿度、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： 1）大气透明度较小，削弱了太阳辐射；
建筑物理课后习题参考答案 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。如：
论建筑节能与室内热环境经验告诉我们，在室内空气温度虽然达到标准(16—18~C)，但有大面积单层玻璃或保温不足的屋顶和外墙的房间中，人们仍然会感到寒冷，而在室内空气温度虽然不高，但有地板或墙面辐射采暖的房间中，人们仍然会感到温暖舒适。在夏季自然通风的房屋中，人们常常关注室内空气温度的高低，而忽视通过窗户进入室内的太阳辐射热，以及屋顶和西墙隔热性能差，所引起内表面温度过高对人体冷热感产生的影响。事实上，在顶层房间和有西山墙的房间中，在自然通风条件下，室内空气温度与其它房间相比，通常是稍高或接近，但由于屋顶和西墙隔热性能差，内表面温度过高隋时高达40～45qC)，人们仍会感到炎热。这时如果室内空气温度高，气流速度又小，则更会感到炎热难忍。室内热环境是对室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境热辐射的总称。在节能建筑中，为了节约采暖和空调能耗，除了应采用高效节能、便于调控和计量的采暖和空调设备之外，还应加强围护结构(包括外墙、层顶、门窗和地面等)的保温和隔热性能，以及提高门窗的气密性，以降低采暖和空调负荷。根据国家现行有关标准规范的规定，符合节能要求的采暖居住建筑，其屋顶的保温能力(用传热阻表示，传热阻愈大，保温能力愈强)约为一般非节能建筑的1．5～2．6倍。节能建筑一般都要求采用带密封条的双层或三层玻璃窗户，这种窗户的保温性能和气密性要 比一般窗户好得多。在这种采暖居住建筑中，采暖能耗仅为一般非节能建筑的一半左右，但冬季室内温度可保持
18℃左右，而且因为围护结构的传热阻较大，保温性能较好，能使围护结构内表面保持较高的温度，从而避免了内表面结露、长霉，并使冬季室内热环境得到显著改善。此外，由于节能建筑围护结构的传热阻较大，对夏季隔热也有一定好处。对于夏季舒适性空调建筑(即一般民用空调建筑，室温允许波动幅度为．-1-2℃)，国家现行有关标准规范要求相当于400毫米厚砖墙的传热阻，此外对窗墙面积比、窗户的气密性，以及窗户的遮阳措施等都提出了要求。实现这些要求，不但能够降低空调电耗，而且能够显着改善室内热环境，做到冬暖夏凉。一般顶层房间有一面屋顶、一面外墙暴露在室外。一般端头房间有两面外墙面为山墙、一面为檐墙)暴露在室外。顶层端头房间则有一面屋顶、两面外墙暴露在室外。由于这些暴露在室外的屋顶和外墙的内表面温度较低f在冬季采暖期间，可低至10～12~C，甚至更低)，而且这种低温表面的面积也较大，互程技术。因此，与人体之间的辐射换热量也较大。这时，虽然室内空气温度保持正常，但是人们仍然会感到寒冷。如果采暖设计时对顶层和端头房间增加的热损失估计不足，从而导致散热器面积不足，则这些房间的室内空气温度将会偏低，这时再加上大面积低温表面的影响，则人们将会感到更冷。 在自然通风条件下，由于室内外空气的交流，室内空气温度基本上是随着室外空气温度而波动的。即屋顶和外墙隔热性能的优劣对室内空气温度的影响并不大。也就是说，顶层和端头房间的室内空气温度并不比一般房间的要高许多。一般仅仅稍有偏高一些，但是由于屋顶和外墙
一、单选题 （在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题 干的括 号内。每小题 2 分，共 20 分） 2. 关于热量传递的说法不正确的是（ ） A. 存在着温度差的地方，就会发生热量的传递 B. 两个相互不直接接触的物体间，不可能发生热量传递 C. 对流传热发生在流体中 D. 密实的固体中的热量传递只有传导一种方式 3.下列传热（ ）是以导热为主。 A. 有空气间层的墙体 B. 有加气混凝土的墙体 C. 钢筋混凝土复合材料的墙体 D. 有空心砌块的墙体 4. 以下四中建筑围护结构中，相对来说（ ）的耐热性最差 A. 屋面 B. 墙体 C. 窗户 D. 钢筋混凝土住 5. 人眼对（ ）最敏感 A. 红光 B. 黄绿光 C. 蓝绿光 D. 紫光 6. 下列材料中， （ ）不宜用作吸声材料。 A ．超细玻璃棉 B. 泡沫玻璃 C. 泡沫塑料 D. 海绵 8. 就工作照明而言，光通利用率最高的是（ ）灯具 9. 在下列物质中传播的声波，声速最快的是在（ ）中 A. 钢筋混凝土 B. 木材 C. 水 D. 空气 10. 下面几种限制眩光的措施中， （ ）有误。 A. 应限制光源亮度，不宜过亮 B. 消除镜面反射 C. 采用适当的悬挂高度和必要的保护角 D. 降低工作面照度 、多选题 （选对一个得一分，选错或多选不得分。每小题 1. 下述有关不同建筑热工设计分区的设计要求中，正确的为（ A ?严寒地区必须充分满足冬季保温要求，一般可以不考虑夏季防热 B. 寒冷地区一般可以不考虑夏季防热，应满足冬季保温要求 1. 一般气象学上所指的气温是距离地面（ ）m 高处的空气温度。 A.1.0 B.1.2 C.1.5 D.1.8 7. 采用天窗采光的美术馆， 常采取措施降低展室中部观众区高度， 其原因是 （ ） A. 提高展览墙面照度 B. 防止天窗产生直接眩光 C. 消除一次反射眩光 D. 消除二次反射眩光 A. 直接型 B. 半直接型 C. 半间接型 D. 间接型 4 分，共 20 分） ）。
建筑物理第章课后练习题 (5)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。 (6)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。 可以从以下几个方面提高其热工性能： 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 (10)如何判断围护结构内部是否会产生冷凝应如何避免 答：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：①正常湿度的采暖房间；②高湿房间；③防止地面泛潮； 2.防止和控制内部冷凝：①材料层次的布置应遵循“难进易出”的原则；②设置隔汽层；③设置同房间层或泄气沟道。