第2章建筑物理環(huán)境基礎(chǔ).ppt

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1、第2章建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)概述建筑物理環(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、建筑光環(huán)境、建筑聲環(huán)境這三部分內(nèi)容。我們研究如何用適宜的手段和方法來(lái)達(dá)到人們的舒適性要求，同時(shí)關(guān)注到資源的節(jié)約，能源的利用，以利人類的持續(xù)發(fā)展。本章主要內(nèi)容1、建筑熱環(huán)境2、建筑光環(huán)境3、建筑聲環(huán)境4、建筑空氣質(zhì)量5、綠色建筑概論2.1建筑熱環(huán)境1、建筑熱環(huán)境基礎(chǔ)傳熱的基本方式分為：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種。2.1.1、傳導(dǎo)的機(jī)理傳導(dǎo)是物體不同溫度的各個(gè)部分直接接觸而發(fā)生的熱傳遞現(xiàn)象。導(dǎo)熱可以發(fā)生在固體、氣體和液體

2、之中。它是由溫度不同的質(zhì)點(diǎn)（分子、原子或自由電子）熱運(yùn)動(dòng)而傳遞熱量，只要相互接觸的物體間有溫度差就會(huì)存在導(dǎo)熱現(xiàn)象。1.1.2對(duì)流的機(jī)理對(duì)流是流體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)、互相攙合而傳遞熱能。對(duì)流只發(fā)生在流體（液體和氣體）之間。從引起流體流動(dòng)的原因來(lái)看，對(duì)流可分為自然對(duì)流和受迫對(duì)流兩種。自然對(duì)流是由于流體冷熱各部分的密度不同而引起的。例如，熱空氣輕而向上流動(dòng)，從而發(fā)生自然對(duì)流。受迫對(duì)流又稱強(qiáng)制對(duì)流，是由于外力作用（如風(fēng)，泵機(jī)等的擾動(dòng)）迫使流體流動(dòng)產(chǎn)生的1.1.3熱輻射及其特點(diǎn)凡溫度高于絕對(duì)零度的物體，由于物體原子中的電子震

3、動(dòng)或激動(dòng)，就會(huì)從表面向外界輻射電磁波。理論上可以包含一切波長(zhǎng)的波譜范圍。實(shí)際上只在0.38～1000μm的范圍之內(nèi)。通常把波長(zhǎng)短于3μm的熱輻射稱為短波輻射，而把波長(zhǎng)長(zhǎng)于3μm的熱輻射稱為長(zhǎng)波輻射或遠(yuǎn)紅外輻射。在建筑熱工學(xué)習(xí)中，習(xí)慣上把集中在短波范圍內(nèi)的太陽(yáng)輻射稱為短波輻射，而把集中在紅外線區(qū)段的常溫物體的熱輻射稱為長(zhǎng)波輻射。通過(guò)熱輻射傳播熱能就稱為輻射傳熱。1、穩(wěn)定傳熱通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量公式為：傳熱系數(shù)K由下式確定：導(dǎo)熱系數(shù)λ定義：在穩(wěn)定傳熱狀況下，當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)的溫度差為1K時(shí)，在1h內(nèi)通過(guò)1m2面積的

4、熱量。空氣導(dǎo)熱系數(shù)：0.029W/（mK）液體導(dǎo)熱系數(shù)：0.07～0.7W/（mK）水導(dǎo)熱系數(shù)：0.58W/（mK）鋼材導(dǎo)熱系數(shù)：58.2W/（mK）導(dǎo)熱系數(shù)小于0.3W/（mK）作為保溫隔熱材料如礦棉、泡沫塑料、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等2、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)維護(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熱地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。（A）室外綜合溫度，是室外空氣溫度與太陽(yáng)輻射當(dāng)量之和：室外綜合溫度可用它來(lái)表征建筑室外熱作用的強(qiáng)弱，tsa是隨時(shí)間

5、變化的，建筑各個(gè)朝向的Tsa不同。在我國(guó)中緯度地區(qū)，夏季建筑物各個(gè)朝向tsa由大到小的次序?yàn)椋核矫?東西面>南向>北向。這表明，夏季建筑防熱設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先考慮屋頂防熱和防冬西曬。（B）熱惰性指標(biāo)熱惰性指標(biāo)表征維護(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)D=ΣRS式中R為材料層的熱阻，S為材料層的蓄熱系數(shù)。D值越大，溫度波在維護(hù)結(jié)構(gòu)中衰減越快，維護(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)，要求外維護(hù)結(jié)構(gòu)具有足夠的熱惰性指標(biāo)值。外墻構(gòu)造保溫層厚度mm外墻總厚度mm熱惰性指標(biāo)熱阻R(M2.k/w)傳熱系數(shù)Kp(w/m

6、2.k)外墻平均傳熱系數(shù)(w/m2.k)1、石灰砂漿2、粘土空心磚3、水泥砂漿熱橋外側(cè)70粘土磚，50聚苯板3704105.50.681.21.041、充氣石膏板2、空氣層3、粘土空心磚墻4、水泥砂漿熱橋外側(cè)40聚苯板503204.230.860.990.97同上1003705.011.170.760.801、石灰砂漿2、粘土空心磚3、巖面或玻璃棉板4、空氣層5、GRC外掛板503704.41.530.60.63同上1004205.232.450.380.40粘土空心磚外墻熱工性能指標(biāo)（2）.建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)我國(guó)

7、幅員遼闊，各地氣候差異較大。為了使設(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。見(jiàn)表2-12.1.2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維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)。（1）建筑保溫的綜合處理措施1）控制體型系數(shù)2）合理布置建筑朝向3）防止冷風(fēng)滲透4）合理選擇窗墻面積比（2）建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)1）最小傳熱阻2）維護(hù)結(jié)構(gòu)主體部位保溫構(gòu)造分為單一材料結(jié)構(gòu)復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)外保溫是我國(guó)建筑節(jié)能的發(fā)展方向（3）維護(hù)結(jié)構(gòu)異常部

8、位的保溫設(shè)計(jì)（A）窗戶的保溫（B）熱橋保溫（C）其他異常部位保溫：指外墻角、外墻與內(nèi)墻交角、摟地板或屋頂與外墻的交角、靠近外墻0.5-1m寬的地面等應(yīng)加強(qiáng)保溫。（1）維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝受潮判斷空氣蒸汽分壓力大于蒸汽飽和壓力時(shí)，空氣中的水分開(kāi)始析出，稱為冷凝。蒸汽飽和指空氣中含水蒸汽量達(dá)100％。不飽和的空氣可隨著溫度下降達(dá)到飽和溫度，冬天窗戶的冷凝水就是這個(gè)道理。2.1.3