建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)

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1、房屋建筑學(xué)建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)物理學(xué)是研究客觀世界運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。建筑物理學(xué)是研究外界環(huán)境的運(yùn)動(dòng)過(guò)程對(duì)建筑產(chǎn)生的影響，進(jìn)而對(duì)人體產(chǎn)生的影響的學(xué)科。外界環(huán)境的物理要素為熱、聲、光的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。建筑物理學(xué)的研究對(duì)象是熱、聲、光等物理運(yùn)動(dòng)過(guò)程對(duì)建筑和人體產(chǎn)生的影響。建筑物理學(xué)是設(shè)計(jì)和建造符合人體生理和心理需要的建筑的基本理論。建筑物理環(huán)境：建筑室內(nèi)空間與人體相關(guān)的各個(gè)物理要素的總和。建筑熱環(huán)境建筑聲環(huán)境建筑光環(huán)境人通過(guò)各類感官器官（眼、耳、鼻、舌、皮膚）接觸外界物理環(huán)境，物理環(huán)境對(duì)人的生理和心理狀態(tài)產(chǎn)生著影響著。建筑熱環(huán)境對(duì)人的作用外界環(huán)境與建筑的熱交換，建筑與室內(nèi)人的熱交換2.1建筑熱環(huán)

2、境建筑熱環(huán)境研究的主要內(nèi)容有：建筑保溫、建筑防潮、建筑日照、建筑防熱、建筑中的太陽(yáng)能利用建筑熱環(huán)境控制就是為了在滿足人們的熱舒適需求前提下，節(jié)約資源和能源。（一）穩(wěn)定傳熱如果室內(nèi)外空氣溫度都不隨時(shí)間變化，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程稱為穩(wěn)定傳熱。穩(wěn)定傳熱計(jì)算是建筑保溫設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是我國(guó)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)采暖居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。按照穩(wěn)態(tài)傳熱計(jì)算通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量公式為：Q為單位時(shí)間的傳熱量，W；F為垂直于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算傳熱面積，m2；K為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/(m2.K)；ti和te分別為室內(nèi)、外空氣溫度，℃?zhèn)鳠嵯禂?shù)K：R0為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻，m2.K/W；Ri為內(nèi)表面換熱阻，R

3、i＝0.11m2.K/W；Re為外表面換熱阻，Re＝0.05m2.K/W；d為材料厚度，m；λ為材料導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m.K)。（二）非穩(wěn)定傳熱夏天，室內(nèi)外空氣溫度都隨時(shí)間變化，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程稱為非穩(wěn)定傳熱。非穩(wěn)定傳熱計(jì)算是建筑防熱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。熱惰性指標(biāo)表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)溫度波動(dòng)衰減快慢的程度。熱惰性指標(biāo)（2）熱惰性指標(biāo)D值越大，溫度波在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中衰減越快，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性越好。為了抵抗室外熱作用的波動(dòng)，要求外圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有足夠的熱惰性指標(biāo)值。R為材料層的熱阻，S為材料層的蓄熱系數(shù)二、建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)我國(guó)幅員遼闊，各地氣候差異較大

4、。為了使建筑設(shè)計(jì)能夠較好適應(yīng)氣候，我國(guó)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》提出了建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)的概念。具體分區(qū)和設(shè)計(jì)要求見下表。2.1.2建筑保溫設(shè)計(jì)嚴(yán)寒與寒冷地區(qū)的民用建筑為了保證:(1)冬季室內(nèi)的氣溫、濕度、氣流速度和室內(nèi)熱輻射在一定允許范圍內(nèi)；(2)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，必須進(jìn)行建筑保溫設(shè)計(jì)。建筑保溫設(shè)計(jì)包括建筑方案設(shè)計(jì)中的保溫綜合處理和外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)。一、建筑保溫的綜合處理措施（1）控制體形系數(shù)：體型系數(shù)是指一棟建筑物的外表面積F0與其所包圍的體積V0之比。如果建筑外表面凹凸過(guò)多，體形系數(shù)變大，則建筑物傳熱耗熱量增大。（2）合理布置建筑朝向：建筑應(yīng)朝向

5、正南向，建筑立面應(yīng)避開當(dāng)?shù)囟局鲗?dǎo)風(fēng)向。（3）防止冷風(fēng)滲透：冬季通過(guò)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙的冷風(fēng)滲透使建筑物熱損失增大。應(yīng)提高窗戶密封性；建筑立面避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向；設(shè)置避風(fēng)措施；利用地形、樹木來(lái)?yè)躏L(fēng)。（4）合理選擇窗墻面積比：窗墻面積比（窗墻比）是指窗洞口面積與房間立面單元墻面積之比。為了利用太陽(yáng)能，南向窗墻比最大，北向窗墻比最小，東、西向窗墻比介于其間。二、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)（1）最小傳熱阻：為了控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，保證內(nèi)表面不結(jié)露的要求，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻不能小于某個(gè)最低限度值，這個(gè)最低限度稱為“最小傳熱阻”。（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體部位保溫構(gòu)造圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造分兩

6、類：?jiǎn)我徊牧辖Y(jié)構(gòu)；復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)單一材料結(jié)構(gòu)如空心板、空心砌塊、加氣混凝土等，既能承重，又能保溫。復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)由保溫層和承重層復(fù)合而成。復(fù)合結(jié)構(gòu)按保溫層所處的位置可分為內(nèi)保溫（保溫層在室內(nèi)一側(cè)），外保溫（保溫層在室外一側(cè)）和中間保溫（保溫層夾在中間）三種。外保溫的優(yōu)點(diǎn)較多：①減小熱橋處的熱損失。②有利于防止保溫層內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié)水。③房間的熱穩(wěn)定性好。④降低墻或屋頂?shù)闹饕糠值臏囟葢?yīng)力起伏。⑤有利于舊房節(jié)能改造。外保溫是我國(guó)建筑節(jié)能的發(fā)展方向。（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)異常部位的保溫設(shè)計(jì)①窗戶的保溫：可以選用木材、塑料和塑鋼窗框；使用斷熱金屬窗框。寒冷地區(qū)，可采用多層窗；使用新型節(jié)能窗戶，如低輻

7、射玻璃窗（即Low-E窗）、中空玻璃窗等。②熱橋保溫：熱橋是熱量容易通過(guò)的地方（如鋼或鋼筋混凝土骨架、圈梁、過(guò)梁、板材的肋部等），熱橋處內(nèi)表面溫度低于主體。對(duì)熱橋應(yīng)進(jìn)行內(nèi)表面溫度驗(yàn)算和保溫處理。③其他異常部位保溫：外墻角、外墻與內(nèi)墻交角、樓地板或屋頂與外墻交角等應(yīng)加強(qiáng)保溫?？拷鈮?.5~1.0m寬的地面散熱最大，因此，外墻周邊地板采用局部保溫措施。圖(a)水蒸氣飽和壓力ps曲線與水蒸氣分壓力p線不相交，說(shuō)明圍護(hù)結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。圖(b)中ps線與p線相交，則在ps小于p部位圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部