2022年建筑物理复习知识点 .pdf

热工部分一、基本概念1.导热系数（） ：反映了材料的导热能力。在数值上等于单位厚度材料层两面温差为1K，在 1h 内通过 1 截面积的热量。单位：)/(KmW（金属 非金属和液体气体）影响因素： 1) 材质； 2) 材料干密度（正） ；3)材料含湿量（正） ；4）温度（正）2.对流换热系数（c） ： 表示物体对流换热能力，数值上等于温差为1K，在 1h 内通过 1 截面积的热量。影响因素：气流状况（是自然对流还是受迫对流）；构件位置（是处于垂直的、水平的或是倾斜的）；壁面状况（是有利于气流流动还是不利于流动）；传热方向（由下而上（快）或是由上而下（慢） ）等主要影响因素。3.辐射换热系数（r） ： 表示物体辐射换热能力。数值上等于温差为1K，在 1h 内通过 1 截面积的热量。影响因素：各物体的表面温度、发射和吸收辐射热的能力（、 T）以及它们之间的相对位置。4.平壁的表面换热系数ei、：是表面对流换热系数和辐射换热系数的和。5.辐射热的吸收系数、反射系数、黑度00,IIrIIrhh分别称为吸收系数和反射系数。黑度（） ：灰体的全辐射本领与同温下绝对黑体的全辐射本领的比值。对于任意特定波长，物体对辐射热的吸收系数在数值上与其黑度是相等的。这就是说,物体辐射能力愈大,它对外来辐射的吸收能力也愈大；反之,若辐射能力愈 ,则吸收能力也愈小。6.材料蓄热系数(S)： 半无限厚物体表面热流波动的振幅qoA与温度波动振幅fA的比值称为物体在谐波热作用下的材料蓄热系数。单位为 ：W/（ K） 影响因素 ：谐波周期；材料基本物理指标0、c等。物理意义：半无限厚物体在谐波热作用下，表面对谐波热作用的敏感程度。7.材料层表面蓄热系数 （Y） ： 材料层表面的热流波动振幅qA与表面温度波动振幅fA的比值。8.热惰性指标：SRDx称为厚度为x 的材料层的热惰性指标，表示围护结构在谐波热作用下反抗温度波动的能力。当D1.0 时，；当.时，则材料层另侧表面的边界条件对表面温度的波动有不可忽略的影响，此时 。9.饱和蒸汽压（最大水蒸气分压力）Ps：处于饱和状态的湿空气中的水蒸汽分压力。10.绝对湿度（f） ：单位体积空气中所含水蒸汽的重量（g/m 3） 。饱和时用maxf表示。相对湿度（） ：一定温度，一定大气压下，湿空气的绝对湿度与同温同压下饱和蒸汽量的百分比。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页%100%100maxsPPff11露点温度（dt） ：一定状态下的空气，在保持含湿量不变的条件下，温度下降到相对湿度达到 100%的温度，称为该状态空气的露点温度。12蒸汽渗透系数（） ：表明材料的透气能力，与材料的密实程度有关，材料的孔隙率越大，透气性就越强。13.时角（ ） ：指太阳所在的时圈与通过南点的时圈构成的夹角。14高度角（sh） ： 太阳光线与地平面的夹角15方位角（sA） ：太阳光线在地平面上的投影与地平面正南方向的夹角。16建筑物耗热量指标(Hq)： 在计算采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，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/ 。17体形系数 (S )：一栋建筑与室外大气接触的外表面积0F与其所包围的体积0V之比。18外遮阳系数（SD） ：带有外遮阳构造的窗口夏季透过的太阳辐射热量与不带外遮阳构造的窗口夏季透过的太阳辐射热量之比。19玻璃遮蔽系数（Se） ： 在标准辐射条件下，玻璃或其它透明材料有效辐射波段太阳辐射能的透过量与标准玻璃在同样条件下的透过量的比值。20外窗综合遮阳系数（wS ） ：评价窗本身和窗口建筑外遮阳装置综合遮阳效果的系数。其值为窗外遮阳系数SD 、窗玻璃遮蔽系数Se、玻璃面积比 （玻璃面积 /整窗面积）三者的乘积。二、简述1. 人体的舒适热平衡必要条件：0-wrcmqqqqq人体热负荷 ,即人体产热率与散热率之差。)(W/m2充分条件：皮肤温度处于舒适范围内（体温：36.5-37 度；皮肤温度： 28-34 度） 。对流换热约占总散热量的25%-30%； 辐射散热约占45%-50%；呼吸和无感蒸发散热约占25%-30%。2. 构成室内热环境的四项气候要素是什么？室内气温、空气湿度、气流速度和平均辐射温度。3. 表面的颜色、光滑程度，对围护结构的外表面和结构内空气间层的表面，在辐射传热方面各有什么影响？材料对热辐射的吸收和反射性能,主要取决于表面的颜色、材性和光滑平整程度。对于短波辐射 ,颜色起主导作用；对于长波辐射,则是材性起主导作用。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,亦即吸收率很低。所以围护结构外表面刷白在夏季反射大阳辐射热是非常有效的,但在墙体或屋顶中的空气间层内,刷白则不起作用。4. 中国建筑热工设计分区及设计原则严寒地区 建筑必须充分满足冬季保温要求，加强建筑物的防寒措施，一般可不考虑夏季防热。寒冷地区 :建筑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:建筑必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页夏热冬暖地区:建筑必须充分满足夏季防热要求,一般可不考虑冬季保温。温和地区 :部分地区的建筑应考虑冬季保温。一般可不考虑夏季防热。5.试分析封闭空气间层的传热特性；在围护结构设计中应如何应用？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。6.建筑保温设计的基本原则（1）争取良好的朝向和适当的建筑物间距。充分利用太阳能：节能、杀菌。应不使大面积外表面朝向冬季主导方向，减少对流换热损失。（2）选择合理的建筑体形与平面形式。（3）围护结构应具有良好的热工性能。保温性能：总热阻不低于节能限值；应具有一定的热稳定性；避免潮湿、防止壁内产生冷凝。（4）增加建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利影响。7. 防止和控制围护结构内部冷凝的措施（1）合理布置材料层的相对位置：“进难，出易”外保温。（2）设置隔气层。保证围护结构内部正常湿状况所需的蒸汽渗透阻，否则加大；隔汽层布置在蒸汽流入一侧。（3）设置通风间层或泄汽通道。8.简述外保温的优缺点. 优点： (1)使墙或屋顶的主要部分受到保护,大大降低温度应力的起伏，提高结构的耐久性。(2)由于承重层材料的热容量一般都远大于保温层,所以 ,外保温对结构及房间的热稳定性有利。(3)外保温在一定条件下对防止或减少保温层内部产生水蒸汽凝结,是十分有利的。(4)外保温法使热桥处的热损失减少,并能防止热桥内面局部结露。(5) 旧房的节能改造, 外保温处理的效果最好。缺点：多孔需防水。保护层不论在材料还是构造上的要求,都比内保温时高。9.简述内保温的优缺点. 优点： a.材料不受室外气候的影响，无须特殊防护；b.室内供热时温度上升快。缺点： a.结构内部易出现冷凝；b. 热稳定性不足。10.室外综合温度（sat）及其影响因素考虑室外空气和太阳短波辐射的加热作用，而且考虑结构外表面的有效长波辐射的自然散热作用，将三者对外围护结构的共同作用综合成的一个单一的室外气象参数。resesatItt1-/+=影响因素：室外气温；围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数；太阳辐射强度（照度）；外表面换热系数W/（ K） ；屋面、外墙的散热能力。11. 防止室内过热的途径1）减弱室外的热作用；2）外围护结构的隔热；3) 房间的自然通风；4）窗口遮阳； 5)利用自然能。建筑防热设计要综合处理。12.屋顶隔热措施精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页（1） 增大热阻与热惰性。 如设封闭空气间层、 混凝土板面层、 水隔热屋顶、 种植隔热等。 （ 2）通风隔热屋顶。高度：以20-24cm 左右为好。（3）阁楼屋顶。 （ 4）采用浅色饰面，减小当量温度。13. 棒影日照图的绘制方法及其应用1）由计算法或图解法求出某地某日各时刻的方位角和高度角，并据此求出影长及方位角。2）在图上作水平线和垂直线交于0，在水平线上按一定比例截取若干段。由O 点按各时刻方位角作射线，并标明射线的钟点数。再按Hctghs 值在相应的方位角线上截取若干段影长。然后把各射线同一棒高的影长各点连接，即成棒影日照图。3）棒影日照图上应注明纬度、季节日期、比列及指北方向等。应用： 1）建筑物阴影区和日照区的确定；2）确定建筑物日照时间、朝向与间距；3 )遮阳尺寸的确定。14.窗口遮阳的基本形式及适用情况水平式 ：可遮挡高度角较大、从窗户上方投射下来的直射阳光。北回归线以北地区，适用于南向窗口；北回归线以南地区，适用于南向和北向窗口。垂直式 ：可遮挡高度角较小、从窗户侧向投射过来的直射阳光。适用于北向、东北向和西北向窗口挡板式 ：可遮挡高度角较小、从窗户正前方投射过来的直射阳光。适用于东向和西向窗口。综合式： 可遮挡中等大小高度角、从窗户前侧向斜射过来的直射阳光。适用于东南向和西南向窗口。四、计算? 外围护结构保温节能设计及验算。? 材料层表面蓄热系数。? 冷凝验算内表面温度计算1.某严寒地冬季室内设计温度t i=18，室外计算温度t e=-19，-21， -23 ， -25 。已知： Ri=0.115m2K /W , Re=0.043 m2K /W,；屋顶内表面允许温差为 4。平屋顶构造从内至外依次为：石灰沙浆20 mm（ 1= 0.81W/ m K， S1=10.75 W/ m2K）钢筋混凝土板80mm（2=1.74W/ m K，S2=17.2W/ m2K）水泥沙浆20mm（3= 0.87W/ m K，S3=10.75 W/ m2K）加气混凝土200mm（4= 0.19W/ m K，S4=2.81W/ m2 K）水泥沙浆20mm（5=0.87W/ m K，S5=10.75 W/ m2 K）（1）试计算其传热系数，验算热工性能。（2）根据节能65%要求，传热系数限制为0.35 W/(m2 K)，此屋面如何改造？参考资料：1）聚苯乙烯 (EPS) 板：导热系数0.03W/m.K ；蓄热系数0.36 W/m2.K 。2）挤塑聚苯乙烯 (XPS) 板：导热系数0.028W/m.K 蓄热系数0.36 W/m2.K ；水蒸气渗透系数见附录。答案： （1）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页5.481.2053.1275.10023. 02.17046.075.100247.0/326.1023.0053. 1023.0046.00247.0043.0115.0/023.087. 002. 0/053.119.02. 0/023.087. 002. 0/046.074.108.0/0247. 018. 002. 022524232221IiSRDWKmRWKmRWKmRWKmRWKmRWKmRC210.61.4etD取K=1 /R=0.754 W/( K) 求最小热阻K/Wm12. 111.042118)-(2min, 0ieiRtnttRmin,0RR所以该屋顶满足热工要求。（2）不满足节能要求加铺聚苯乙烯板。厚度d=0.03 /(0.754-0.35)=0.0682mm=70mm 2. 墙体构造从内至外依次为：石灰沙浆20 mm （ 1= 0.81W/ m K， S1=10.75 W/ m2 K）挤塑板（厚度待定）mm （ 2= 0.028W/ m K，S2=0.36 W/ m2K）炉渣砖370mm （3= 0.81W/ m K，S3=10.43W/ m2 K）水泥沙浆20mm （4= 0.87W/ m K，S4=10.75W/ m2 K）根据节能 65%要求，墙体传热系数限制为0.40 W/(m2 K)，试确定挤塑板厚度。解： 1）计算最小热阻K / Wm5. 2/120KR2）计算墙体厚度已知层的热阻K / Wm023.087. 002. 0K/Wm457. 081. 037.0K/Wm0247.081. 002.0242321RRR3）计算所需挤塑板的厚度K/Wm851.115.0023.0457.00247.05.2243102eiRRRRRRRm052.0028.085.122Rd取 d =60mm 3.求钢筋混凝土圆孔板冬季的热阻（设热流为自下而上）。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页解： （1）将圆孔折算成等面积的正方形孔，则正方形的边长：mbmdb079.000622.0089.0442222（2）分别计算各部分的传热阻WKmRWKmR/)(229. 004.011.074.113.0/)(349.004.011.074. 1025. 017. 074.1026.022.021.03）根据导热系数比，计算修正系数，空气间层的当量导热系数查表得：93.02 6 7.074. 1/46.0)/(46. 017. 0079.0122KmWK)/W.(m139. 093.015.0-225.0033.0349.0079.0033.0079.0)(-202021010einnRRRFRFRFFR4：如图所示墙体由内至外依次为：石灰沙浆内抹灰、粘土砖砌体、水泥沙浆外粉刷。1）试计算墙体的总热阻；2）若已知室内气温为16，室外气温为-8，计算三层平壁的内部温度分布。解： （1）查表得出相关数据K).W/(m81.01K).W/(m81.02K).W/(m93.03K/W.m04.02eRK/W.m11.02iR（2）计算平壁的导热阻K/Wm343.0022.0296.0025.093.002.081.024.081.002.023322110.dddR（3）计算总热阻K/W.m439.004.0343.011.020eiRRRR精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页（4）计算各分界层表面温度C6 .10)8- (-16439.011.0-16)-(-0eiiiittRRtC5.924493.0025.011.0-16)-(-012eiiittRRRtC5-24493.0296.0025.011.0-16)-(-0213eiiittRRRRtC6-24493.0022.0296.0025.011.0-16)-(-0321eiiiettRRRRRt光学部分一、建筑光学基本知识（一）人眼的视觉特点（二）基本光度单位及应用1.光通量（ ） ：单位： lm 2.发光强度（光强） （I） : 单位： cd 3.照度（ E ）:单位： lx 4.亮度（L）单位： cd/ ;sb;asb 照度与发光强度的关系:表面法线与入射光线成i 角处的照度， 与它至点光源的距离平方成反比，与光源在i 方向的发光强度和入射角i 的余弦成正比。irIEcos2照度和亮度的关系（立体角投影定律）： 某一亮度为L的发光表面在被照面上形成的照度值的大小等于这一发光表面的亮度L与该发光表面在被照点上形成的立体角的投影 (cosi )的乘积。iLEcos（三）材料的光学性质光反射比（反光系数）:反射光通量与入射光通量之比。光吸收比（吸收系数）:吸收光通量与入射光通量之比。光透射比（透光系数）:透射光通量与入射光通量之比。11.定向反射和透射特点：(1)光线入射角等于反射角；(2)入射光线、 反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。亮度：LLLL或光强：IIII或2.扩散反射和透射（1）均匀扩散材料：将入射光线均匀地向四面八方反射或透射，从各个角度看，其亮度完全相同，看不见光源形象。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页表面的亮度：)/()/(22mcdELmcdEL)()(a sbELa sbEL（2）定向扩散材料：它在定向反射（透射）方向具有最大的亮度，而在其他方向也有一定亮度。（四）可见度（视度） ：辨认物体存在或形状的难易程度。即看物体的清楚程度，又称视度。影响因素：（ 1）亮度。（2）物件的相对尺寸。 （3）对比。（ 4）识别时间。（ 5）避免眩光减轻或消除直接眩光措施：1）限制光源亮度。2）增加眩光源的背景亮度，减少二者之间的亮度对比。3） 减小形成眩光的光源视看面积，即减小眩光源对观测者眼睛形成的立体角。4）尽可能增大眩光源的仰角。减少反射眩光措施：1）尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱镜面反射而形成的反射眩光； 2）应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的镜面反射区域；3）使用发光表面积大、亮度低的光源； 4）使引起镜面反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少，从而减少反射眩光的影响。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页