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建筑热工学

第一章 室内热环境基础

第一节 人与室内热环境
1. 人体热舒适的条件
①∆q=0时，即人体处于热平衡状态。
②人体按正常比例散热：
对流换热占总散热量的25%~30%；
辐射换热占总散热量的45%~50%；
蒸发散热量占25%~30%。
2. 室内最适宜的温度是20℃~24℃，相对湿度是50~60%，气流速度是0.1~0.3m/s。

第二节 气候与建筑
1.空气温度的观测
室外气温通常指距地面1.5m高、背阴处的空气温度。因此，测量空气温度必须避免太阳辐射的因素。
2.湿度变化
一般是大陆大于海面，夏季大于冬季，晴天大于阴天。
3.风的形成
地点和高度相同，气流从高气压区流向低气压区。气压相同但高度不同，气流由高处流向低处。
4. 风玫瑰

5.我国的五个热工分区
严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区
6.低技派与高技派建筑师
哈桑·法赛（干热）、查尔斯·柯里亚（湿热）、拉尔夫·厄斯金（高寒）
诺曼·福斯特、迈克尔·霍普金斯、尼古拉斯·格雷姆肖、让·努维尔以及伦佐·皮亚诺、托马斯·赫尔佐格、杨经文

第二章

第一节 传热基本方式
1.传热基本方式
导热、对流、辐射
2.导热系数
导热系数越小，说明材料越不易导热，热工性能越好。通常把导热系数小于0.3 W/(m·K)的材料称为绝热材料。
3.辐射中所说的黑体、白体、透明体
黑体 （ρ＝1 ），白体（γ＝1 ），透明体（τ＝1 ）
3.玻璃的温室效应：
对于普通平板玻璃一般认为是透明材料，但它只对波长为2~2.5μm的可见光和近红外线有很高的透过率，而对波长为4μm以上的远红外辐射的透过率很低。这样，在建筑中可以通过玻璃获取大量的太阳辐射，使室内构件吸收辐射而温度升高，但室内构件发射的远红外辐射不能通过玻璃再辐射出去，从而可以提高室内温度，这种现象称为玻璃的温室效应。
4.克希荷夫定律，普朗克定律
物体辐射能力愈大，它对外来辐射的吸收能力也愈大；反之亦然。
黑体单色辐射本领Eλ的最大值随着黑体温度升高而向波长较短一边移动。

第二节 围护结构的传热过程
1.计算！总热阻、内部温度
2.封闭空气间层
①目的：提高围护结构热阻
②原理：空气导热系数小（0.029），空气对流
③要点：（1）热阻增加，节约材料（2）d＞4cm，R不在增大。故而几个薄层效果大于一个厚层。（3）在温度较高一侧黏贴反射材料，防止结露。
3.蓄热系数
表面对周期热作用的敏感程度。在同样的热作用下，材料的蓄热系数越大，其表面温度波动越小。
4.热惰性指标
围护结构谐波热作用下的反抗温度波动的能力。热惰性指标越大，谐波热作用下温度波动越小，围护结构的热稳定性越好。

第三节 建筑绝热材料
1.轻质成型绝热材料
①多孔材料：泡沫塑料、泡沫玻璃
②纤维材料：矿物棉
③颗粒材料：膨胀珍珠岩及制品、胶粉聚苯颗粒保温浆料
2.反射绝热材料
镀膜玻璃、铝箔、铝塑反射板等

第三章 建筑保温

第一节 建筑规划设计中的保温途径
1.体形系数（S）
是指建筑物与室外大气接触的外表面积F0与其所包围的体积V0的比值。
S = F0 / V0
注意：不包括与地面接触面积
采暖地区宜控制在0.3及0.3以下；夏热冬冷地区条式建筑不应超过0.35，点式建筑不应超过0.40。
2.建筑物必需的日照间距
常以在冬至日（12月22日）或大寒日（l月22日）保证室内在正午前后有不少于1小时或2小时的日照时间来确定的。
其中最高要求（冬至日2小时）：敬老院、老人公寓，托儿所、幼儿园，医院病房楼。

第二节 建筑围护结构保温设计
1.最小传热阻R0min
保证在采暖期间围护结构内表面温度不至于低于室内空气的露点温度。采暖建筑围护结构传热阻应大于等于最小传热阻R0min。（防止内表面冷凝）
最佳经济热阻
(围护结构建设费+使用期间供暖费)min
2.热桥的定义与保温措施
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，如外墙体中的钢或钢筋混凝土骨架、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热损失多，它们的内表面温度也比主体部分低。在建筑热工学中，形象地将这类容易传热的构件或部分称为“热桥”。
热桥内表面温度需要单独核算，不能低于室内露点温度，否则应加强保温措施。
改变热桥：（1）尽量避免出现贯通式热桥。（2）通过改变热桥的截面形状，缩小其截面面积。
改变保温方式：（3）可在热桥局部加强保温。（4）采用外保温构造可以有效避免产生热桥。
3.窗框的导热系数
塑料 < 木 < 钢 < 铝合金

第三节 建筑防凝
1. 一定大气压下，空气温度越高，饱和蒸汽压值越大。
2. 露点温度
某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到相对湿度达到100％，即空气达到饱和状态时所对应的温度。
3计算！内表面冷凝
4高湿房间防止冷凝：短暂或间歇性高湿房间，内表面选用吸湿能力强又耐潮湿的装饰材料。连续高湿房间，设不透水材料或防水层。
5. 计算！围护结构内部冷凝防止

第四章 建筑防热
第一节 围护结构隔热设计原理
1. 夏季室外热作用：不稳定、周期性。
室外综合温度＝室外气温＋太阳辐射当量温度

第二节 夏季防热途径与措施
2.干热性气候区重质材料吸收隔热,湿热性气候区轻质材料吸收隔热
3.太阳能集热墙，屋顶散热

第三节 自然通风降温
1. 室内通风的成因、案例
风压通风（捕风塔）；热压通风（太阳能烟囱）；风压与热压的综合作用（蒙特福德大学机械馆）；机械辅助式自然通风（德国新议会大厦）
2.建筑群布局：错列式、斜列式、自由式好于行列式和周边式

第四节 建筑遮阳
1. 外遮阳构件
水平式（南窗）、垂直式（北，东北，西北）、综合式（东南，西南）、挡板式（东窗、西窗）