第2章 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)

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1、第二章：建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)§2.1建筑熱環(huán)境§2.2建筑光環(huán)境§2.3建筑聲環(huán)境§2.4建筑空氣質(zhì)量第二章建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)建筑物理環(huán)境是指建筑室內(nèi)空間與人體相關(guān)的各個(gè)物理要素的總和，它包括建筑熱環(huán)境、建筑聲環(huán)境和建筑光環(huán)境。創(chuàng)建舒適的物理環(huán)境是人對(duì)建筑的基本要求。本章主要介紹建筑室內(nèi)物理環(huán)境，包括建筑熱環(huán)境、建筑光環(huán)境、建筑聲環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)的控制方法。2.1建筑熱環(huán)境建筑熱環(huán)境的主要內(nèi)容有建筑保溫、建筑防潮、建筑防熱、建筑中的太陽(yáng)能利用等。2.1.1建筑熱環(huán)境基礎(chǔ)（1）建筑傳熱學(xué)基礎(chǔ)建筑物及房間各面的圍擋物稱為建筑圍護(hù)

2、結(jié)構(gòu)。同室外空氣直接接觸的圍護(hù)結(jié)構(gòu)稱為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如外墻、屋頂、外門和外窗等。根據(jù)初中物理，由于室內(nèi)外空氣溫度的差別，通過(guò)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)必然有傳熱現(xiàn)象。傳熱的基本方式分為傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射。1）穩(wěn)定傳熱如果室內(nèi)外溫度都不隨時(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)。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：式中：Q—單位時(shí)間的傳熱量F—垂直于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算傳熱面積K—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)ti、te—室內(nèi)外空氣溫度傳熱系數(shù)K按教材公式（2-2）計(jì)算，其各項(xiàng)物理指標(biāo)指標(biāo)如教材所示。2）非穩(wěn)定

3、傳熱由于室內(nèi)外空氣的溫度都隨時(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)。（A）室外綜合溫度—室外綜合溫度是指室外空氣溫度與太陽(yáng)輻射當(dāng)量溫度之和。室外綜合溫度是一個(gè)假想溫度，可用它來(lái)表針建筑室外熱作用的強(qiáng)弱。是隨時(shí)間變化的，其值各個(gè)朝向不同。（B）熱惰性指標(biāo)—是表針圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)溫度波動(dòng)衰減快慢的程度。用符號(hào)D表示，其值越大，溫度波在維護(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。（2）建筑熱工設(shè)計(jì)分類為了使建筑設(shè)計(jì)能較好的適應(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。

4、具體分區(qū)和設(shè)計(jì)要求見教材表2—1。2.1.2建筑保溫設(shè)計(jì)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的民用建筑，為了保證冬季室內(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)，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度不低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，必須進(jìn)行建筑保溫設(shè)計(jì)。建筑保溫就是減少由室內(nèi)（高溫）流向室外（低溫）的熱流。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)。（1）建筑保溫綜合處理措施1）控制體型系數(shù)：體型系數(shù)是指一棟建筑物的外表面積A與其所包圍的體積V之比。可以想到，建筑外表面凹凸越多，體型系數(shù)變大，則建筑傳熱消耗量變大。2）合理布置建筑朝

5、向：建筑應(yīng)朝向正南向，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：冬季穿過(guò)外圍結(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；建筑立面避開當(dāng)?shù)囟局鲗?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：窗墻面積比指窗洞口面積與房間立面單元墻面積之比。為了采光合理，南向窗墻比最大，北向窗墻比最小。（2）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)限度稱為“最小傳熱阻”。2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體部位保

6、溫構(gòu)造圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造分兩類：?jiǎn)我徊牧辖Y(jié)構(gòu)和復(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)合材料結(jié)構(gòu)由保溫層和承重結(jié)構(gòu)復(fù)合而成。復(fù)合結(jié)構(gòu)按保溫層所處的位置分為內(nèi)保溫、外保溫和中間保溫。其中外保溫的優(yōu)點(diǎn)比較多：①減少熱橋處的熱損失；②有利于防止保溫層內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié)水；③房屋的熱穩(wěn)定性好；④降低墻或屋面主要部分的溫度應(yīng)力起伏；⑤有利于舊房節(jié)能改造。3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)異常部位的保溫設(shè)計(jì)（A）窗戶保溫：可以選擇木材、塑料或塑鋼窗框；寒冷地區(qū)多采用多層窗。（B）熱橋保溫：熱橋是熱量容易通過(guò)的地方（如鋼或

7、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，應(yīng)進(jìn)行內(nèi)表面溫度驗(yàn)算和保溫處理。（C）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。地面材料熱工特性可用地面吸熱指數(shù)B來(lái)描述，其值越大，則地面從人腳吸收的熱量越多越快。地面分為三類：木地面、塑料地面等屬于一類（用于高級(jí)居住建筑、醫(yī)療建筑等）；水泥砂漿地面等屬于二類地面（用于一般居住建筑、辦公建筑等）；水磨石地面等則屬于第三類（用于人們短暫逗留的房間，教室等）。2.1.3建筑防潮設(shè)計(jì)（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝受潮判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)

8、部水蒸氣的遷移現(xiàn)象稱為蒸氣滲透。根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件下蒸氣滲透原理，可以判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部是不會(huì)出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。（如圖2-1）其中a圖飽和蒸氣壓力曲線和水蒸氣分壓力p線不相交，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。圖b二者相交，則在ps小于部位，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部有局部冷凝。（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面結(jié)露的防止和控制控制表面冷凝的主要措施有①利用保溫材料，增