筆記-建筑物理與建筑設(shè)備

2012年一級注冊建筑師學(xué)習(xí)筆記

建筑物理與建筑設(shè)備

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2012一級注冊建筑師考試輔導(dǎo)教材（建筑工業(yè)出版社）（北京注冊建筑師考試輔導(dǎo)教材編委會）

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場地設(shè)計(jì)（作圖）應(yīng)試指南5.0元

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QE=7J?&.

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2012?級注冊建筑師考試模擬試題集上下冊（第七版）（北京注冊建筑師考試輔導(dǎo)教材編委會）

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集（含作圖部分）上下冊七版15.0元

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集（含作圖部分）上冊七版9.0元

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集（含作圖部分）下冊七版7.0元[?2012

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集-1設(shè)計(jì)前期與場地設(shè)計(jì)2.0元

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集-2建筑設(shè)計(jì)知識2.5元

?級注冊建筑師號試

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集-3建筑結(jié)構(gòu)3.0元

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集4建筑物理與建筑設(shè)備2.0元

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集-5建筑材料與構(gòu)造2.0元

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集-6建筑經(jīng)濟(jì)施工與設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)管理1.5元

2012一級注冊建筑師考試模擬試題集-7建筑方案設(shè)計(jì)（作圖）1.5元

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2012年全國一級注冊建筑師考試輔導(dǎo)用書及模擬題解（注冊中心網(wǎng)）

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?筑經(jīng)濟(jì)

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建筑結(jié)構(gòu)健及新理

與建筑設(shè)備

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第十四章建筑熱工與節(jié)能

第一節(jié)傳熱的基本知識

一、傳熱的基本概念

㈠溫度

溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度使用的單位為K或。C。

㈡溫度場

某一瞬間，物體內(nèi)所有各點(diǎn)的溫度分布稱為溫度場。溫度場可分為：穩(wěn)定溫度場、不穩(wěn)定溫度場。

㈢等溫面

溫度場中同一時(shí)刻由溫度相同的各點(diǎn)相連所形成的面。使用等溫面可

以形象地表示溫度場內(nèi)的溫度分布。不同溫度的等溫面絕對不會相交。

㈣溫度梯度

溫度差位△t與沿法線方向兩個(gè)等溫面之間距離△n的比值的極限叫q

做溫度梯度。

㈤熱流密度（熱流強(qiáng)度）

熱流密度是在單位時(shí)間內(nèi)，通過等溫面上單位面積的熱量，單位為

2

W/m0若單位時(shí)間通過等溫面上微元面積dF的熱量為dQ,則熱流密度定義

式為：q=dQ/dF

圖14-1等溫面示意用

二、傳熱的基本方式：導(dǎo)熱、對流、輻射

㈠導(dǎo)熱（熱傳導(dǎo)）

1.傅立葉定律

均質(zhì)材料物體內(nèi)各點(diǎn)的熱流密度與溫度梯度成正比。熱量傳遞的方向（由高溫向低溫）和溫度梯度的方向

（由低溫向高溫）相反。

2.材料的導(dǎo)熱系數(shù)X

導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)熱能力大小的物理量，單位為W/（m?K）。它的物理意義是，當(dāng)材料層厚度為Im,

材料層兩表面的溫差為1K時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過帚截面積的導(dǎo)熱量。

各種材料導(dǎo)熱系數(shù)的大致范圍是：

建筑材料和絕熱材料0.025-3液體0.07—0.7

氣體0.006-0.6金屬2.2-420

㈡對流

由于引起流體流動的動力不同，對流的類型可分為：

1.自由對流：由溫度差形成的對流。

2.受迫對流：由外力作用形成的對流。受迫對流在傳遞熱量的強(qiáng)度方面要大于自由對流。

㈢輻射

凡是溫度高于絕對零度（0K）的物體都發(fā)射輻射能。

1.物體對外來輻射的反射、吸收和透射（見圖14—2）o

⑴反射系數(shù)A：被反射的輻射能L與入射輻射能I。的比值。

⑵吸收系數(shù)P"被吸收的輻射能晨與入射輻射能I。的比值。

⑶透射系數(shù)j：被透射的輻射能I，與入射輻射能I。的比值。

n+Ph+th=l

2.白體、黑體和完全透熱體

⑴白體（絕對白體）：能將外來輻射全部反射的物體，口=1。

⑵黑體（絕對黑體）：能將外來輻射全部吸收的物體Ph=lo

⑶完全透熱體：能將外來輻射全部透過的物體，5=1。

圖14-2物體對外來■射的

3.物體表面的輻射本領(lǐng)吸收和透射

⑴全輻射力E（輻射本領(lǐng)，全輻射本領(lǐng)）：在單位時(shí)間內(nèi)、從單位表面積上以波長0?8的全波段向半球空

間輻射的總能量，單位：W/m）

⑵單色輻射力E、（單色輻射本領(lǐng)）：在單位時(shí)間內(nèi)、從單位表面積向半球空間輻射出的某一波長的能量，單

位：W/m2?Um。

⑶灰體：物體在每一波長下的單色輻射力與同溫度、同波長下黑體的單色輻射力的比值為一常數(shù)。

一般建筑材料均可看作為灰體。

⑷非灰體（選擇性輻射體）：物體的單色輻射力與黑體、灰體截然不同，有的只能發(fā)射某些波長的輻射能量。

⑸黑度e（輻射率）：灰體的輻射本領(lǐng)E\與同溫度下黑體的輻射本領(lǐng)E.、.u的比值。

4.輻射本領(lǐng)的計(jì)算（斯蒂芬-波爾茲曼定律）

5.影響材料吸收率、反射率、透射率的因素

材料吸收率、反射率、透射率與外來輻射的波長、材料的顏色、材性、材料的光滑和平整程度有關(guān)。

材料表面對外來輻射的反射、吸收和透射能力與外來輻射的波長有密切的關(guān)系。根據(jù)克希荷夫定律，在給

定表面溫度下，表面的輻射率（黑度）與該表面對來自同溫度的投射輻射的吸收系數(shù)在數(shù)值上相等。

物體對不同波長的外來輻射的反射能力不同,對短波輻射，顏色起主導(dǎo)作用;對長波輻射，材性（導(dǎo)體

還是非導(dǎo)體）起主導(dǎo)作用。例如，在陽光下，黑色物體與白色物體的反射能力相差很大，白色反射能力強(qiáng)；而

在室內(nèi)，黑、白物體表面的反射能力相差極小。

常溫下，一般材料對輻射的吸收系數(shù)可取其黑度值,而對來自太陽的輻射，材料的吸收系數(shù)并不等于物

體表面的黑度。

玻璃作為建筑常用的材料屬于選擇性輻射體，其透射率與外來輻射的波長有密切的關(guān)系。易于透過短波而

不易透過長波的玻璃建筑具有溫室效應(yīng)。

6.輻射換熱

兩表面間的輻射換熱量主要與表面的溫度、表面發(fā)射和吸收輻射的能力、表面的幾何尺寸與相對位置

有關(guān)。

輻射換熱系數(shù)a,取決于表面的溫度、表面發(fā)射和吸收輻射的能力、表面的幾何尺寸與相對位置。

三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程

㈠圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程

通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱要經(jīng)過三個(gè)過程（見圖14-3）：

⑴表面吸熱:內(nèi)表面從室內(nèi)吸熱（冬季）或外表面從室外空間吸熱（夏

季）。

⑵結(jié)構(gòu)本身傳熱：熱量由結(jié)構(gòu)的高溫表面?zhèn)飨虻蜏乇砻妗?/p>

⑶表面放熱：外表面向室外空間放熱（冬季）或內(nèi)表面向室內(nèi)空間放

熱（夏季）。

㈡表面換熱

圖M-3圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程

熱量在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面和室內(nèi)空間或在外表面和室外空間進(jìn)行傳

遞的現(xiàn)象稱為表面換熱。

表面換熱II嘆寸流換熱、輻射換熱兩部分組成。

1.對流換熱

對流換熱是指流體與固體壁面在有溫差時(shí)產(chǎn)生的熱傳遞現(xiàn)象。它是對流和導(dǎo)熱綜合作用的結(jié)果。如墻體表

面與空氣間的熱交換。在建筑熱工中，對流換熱系數(shù)主要與氣流的狀況、結(jié)構(gòu)所處的部位、壁面狀況、熱流

方向有關(guān)。

2.表面換熱系數(shù)和表面換熱阻

⑴表面換熱系數(shù)a

內(nèi)表面的換熱系數(shù)使用ai表示，w/Gn??K）；

外表面的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)使用a.表示，w/（m2-K）o

⑵表面換熱阻R—1/a

內(nèi)表面的換熱阻使用R表示，（而-K）/W；

外表面的換熱阻使用R。表示，（m'K）/W。

四、濕空氣

㈠濕空氣、未飽和濕空氣與飽和濕空氣

濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物。在溫度和壓力一定的條件下，一定容積的干空氣所能容納的水蒸氣量

是有限度的，濕空氣中水蒸氣含量未達(dá)到這一限度時(shí)叫未飽和濕空氣，達(dá)到限度時(shí)叫飽和濕空氣。

㈡空氣濕度

空氣濕度是表示空氣干濕程度的物理量。在表示空氣的濕度時(shí)，可使用以下方式。

1.絕對濕度

絕對濕度是每立方米空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，單位為g/m%

未飽和濕空氣的絕對濕度用符號f表示，飽和濕空氣的絕對濕度用品'眥表示。

2.水蒸氣分壓力P

濕空氣中含有的水蒸氣所呈現(xiàn)的壓力稱為水蒸氣分壓力，單位為Pa。未飽和濕空氣的水蒸氣分壓力用符號

P表示，飽和蒸汽壓用巴表示。溫度越高，飽和蒸汽壓值越大。

3.相對濕度

一定溫度、一定大氣壓力下，濕空氣的絕對濕度f與同溫、同壓下的飽和空氣絕對濕度量.的百分比稱為

濕空氣的相對濕度。相對濕度的計(jì)算公式：

伊=/X1OO%中=5x100%

㈢露點(diǎn)溫度

在不改變水蒸氣含量的前提下，未飽和濕空氣冷卻至飽和狀態(tài)時(shí)所對應(yīng)的溫度叫露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度用t“

表示。

露點(diǎn)溫度可用來判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面是否結(jié)露。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，內(nèi)表面將

產(chǎn)生結(jié)露。

㈣濕球溫度

濕球溫度是指在于濕球溫度計(jì)中由水銀球用潮濕紗布包裹的濕球溫度計(jì)所測量的溫度。它與干球溫度配合

可以測量空氣的相對濕度。

第二節(jié)熱環(huán)境

一、室外熱環(huán)境（室外氣候）

室外熱環(huán)境由太陽輻射、大氣溫度、空氣濕度、風(fēng)、降水等因素綜合組成的一種熱環(huán)境。

㈠太陽輻射

1.太陽輻射能是地球上熱量的基本來源，是決定室外熱環(huán)境的主要因素。

2.太陽輻射的組成

到達(dá)地球表面的太陽輻射分為兩個(gè)部分，一部分是太陽直接射達(dá)地面的部分，稱為直射輻射:另一部分是

經(jīng)過大氣層散射后到達(dá)地面的部分，稱為散射輻射。

3.太陽常數(shù)

在太陽與地球的平均距離處，垂直于人射光線的大氣界面單位面積上的輻射熱流密度。

2

天文太陽常數(shù)（理論計(jì)算值）：1。=1395.6W/m;

氣象太陽常數(shù)（實(shí)測分析值）：Io=1256W/m\

4.影響太陽輻射照度的因素

大氣中射程的長短，太陽高度角，海拔高度，大氣質(zhì)量。

5.太陽光譜

太陽輻射能量主要分布在紫外線、可見光和紅外線區(qū)域,其中97.8%是短波輻射,所以太陽輻射屬于短

波輻射。

㈡室外氣溫

1.室外氣溫：距地面1.5m處百葉箱內(nèi)的空氣溫度。

2.變化規(guī)律

⑴年變化規(guī)律：由地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)引起，形成一年四季氣溫變化，北半球最高氣溫出現(xiàn)在7月（大陸）或

8月（沿海、島嶼），最低氣溫出現(xiàn)在1月或2月。

⑵日變化規(guī)律：由地球自轉(zhuǎn)引起。日最低氣溫出現(xiàn)在6:00?7:00左右。日最高氣溫出現(xiàn)在14:00左右。

㈢空氣濕度

1.濕度：空氣中水蒸氣的含量?？捎媒^對濕度或相對濕度表示，通常使用相對濕度表示空氣的濕度。

2.變化規(guī)律

一般來說，某一地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)，空氣的絕對濕度變化不大,但由于空氣溫度的變化，使得空氣中飽和

水蒸氣壓隨之變化，從而導(dǎo)致相對濕度變化強(qiáng)烈。

⑴年變化規(guī)律：最熱月相對濕度最小，最冷月相對濕度最大，季風(fēng)區(qū)例外。

⑵日變化規(guī)律：晴天時(shí)，日相對濕度最大值出現(xiàn)在4:00?5:00,日相對濕度最小值出現(xiàn)在13:00?15:00。

㈣風(fēng)

1.風(fēng)：指由大氣壓力差所引起的大氣水平方向的運(yùn)動。

2.風(fēng)的類型

⑴大氣環(huán)流：由于太陽輻射熱在地球上照射不均勻，使得赤道和兩極之間出現(xiàn)溫差，從而引起大氣在赤道

和兩極之間產(chǎn)生活動，即為大氣環(huán)流。

⑵地方風(fēng)：局部地區(qū)受熱不均引起的小范圍內(nèi)的大氣流動。如海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、林原風(fēng)等。

3.風(fēng)的特性

⑴風(fēng)向：風(fēng)吹來的地平方向?yàn)轱L(fēng)向?？墒褂盟姆轿粬|(E)、南(S)、西(W)、北(N)表示，細(xì)分則使用八方位,

即在上述四方位中增加?xùn)|南(SE)、東北(NE)、西南(SW)、西北(NW),甚至使用十六方位表示。

風(fēng)向頻率圖(風(fēng)向玫瑰圖)是一定時(shí)間內(nèi)在各方位刮風(fēng)頻率的統(tǒng)計(jì)圖，可由此了解當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向，尤其是不同

季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向。

⑵風(fēng)速：單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)前進(jìn)的距離，單位為m/s。氣象學(xué)上根據(jù)風(fēng)速將風(fēng)分為十二級。

00降水

1.降水：從大地蒸發(fā)出來的水蒸氣進(jìn)入大氣層，經(jīng)過凝結(jié)后又降到地面上的液態(tài)或固態(tài)的水分。如雨、雪、

雹都屬降水現(xiàn)象。

2.降水的性質(zhì)

⑴降水量：降落到地面的雨以及雪、雹等融化后，未經(jīng)蒸發(fā)或滲透流失而累積在水平面上的水層厚度。單

位：mm。

⑵降水強(qiáng)度：單位時(shí)間(24h)內(nèi)的降水量，單位：mm/do

根據(jù)降水強(qiáng)度,可將降水劃分如下:小雨V10nm中雨10?25mm大雨25?50mm暴雨50?100mm

二、中國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)

中國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)表14T

主要指標(biāo)輔助指標(biāo)

氣候分區(qū)最冷月平均最熱月平均日平均氣溫日平均氣溫2熱工設(shè)計(jì)要求

溫度CC)溫度CC)W5℃的天數(shù)25c的天數(shù)

嚴(yán)寒地區(qū)W-10>145必須充分滿足冬季保溫要求，一般可不考慮夏季防熱

寒冷地區(qū)0?T090?145應(yīng)滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱

夏熱冬冷地區(qū)0-1025?300?9040-110必須充分滿足夏季防熱要求，適當(dāng)兼顧冬季保溫

夏熱冬暖地區(qū)>1025?29100-200必須滿足夏季防熱要求，一般可不考慮冬季保溫

溫和地區(qū)0?1318?250?90部分地區(qū)應(yīng)注意冬季保溫，?一般可不考慮夏季防熱

三、室內(nèi)熱環(huán)境(室內(nèi)氣候)

室內(nèi)熱環(huán)境是指由室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、室內(nèi)風(fēng)速、平均輻射溫度(室內(nèi)各壁面溫度的當(dāng)量溫度)等

因素綜合組成的一種熱物理環(huán)境。

㈠決定室內(nèi)熱環(huán)境的物理客觀因素

室內(nèi)熱環(huán)境的好壞通常受到室外熱環(huán)境、室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)備(如空調(diào)器、加熱器等)、室內(nèi)其他設(shè)備(如燈具、

家用電器)的影響。

㈡對室內(nèi)熱環(huán)境的要求

室內(nèi)熱環(huán)境是要保證人的正常生活和工作，以維護(hù)人體的健康。

1.人體的熱感覺

室內(nèi)熱環(huán)境對人體的影響主要表現(xiàn)在人的冷熱感。人體的冷熱感取決于人體新陳代謝產(chǎn)生的熱量和人體向

周圍環(huán)境散熱量之間的平衡關(guān)系。

當(dāng)△qn。，體溫恒定不變；△q>0,體溫上升；△q<0,體溫下降。

2.熱舒適

熱舒適是指人對環(huán)境的冷熱程度感覺滿意，不因冷或熱感到不舒適。滿足熱舒適的條件是：

⑴必要條件：△q=O;

⑵充分條件：皮膚溫度處于舒適的溫度范圍內(nèi)，汗液蒸發(fā)率處于舒適的蒸發(fā)范圍內(nèi)。

室內(nèi)熱環(huán)境可分為舒適、可以忍受和不能忍受三種情況，只有采用充分空調(diào)設(shè)備的房間才能實(shí)現(xiàn)舒適的要

求。

㈢室內(nèi)熱環(huán)境的評價(jià)方法

1.單一指標(biāo)

使用室內(nèi)空氣溫度作為熱環(huán)境評價(jià)指標(biāo)。對冬季采暖的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，規(guī)范規(guī)定居住建筑為18C,托幼

建筑為20C。

2.有效溫度

有效溫度ET(EffectiveTemperature)是依據(jù)半裸的人與穿夏季薄衫的人在一定條件的環(huán)境中所反應(yīng)的瞬

時(shí)熱感覺作為決定各項(xiàng)因素綜合作用的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，是室內(nèi)氣溫、相對濕度和空氣速度在一定組合下的綜合指標(biāo)。

缺陷是沒有考慮熱輻射變化的影響，在評價(jià)環(huán)境時(shí)有時(shí)難免出現(xiàn)一定的偏差。

3.PMV指標(biāo)

PMV(PredictedMeanVote)指標(biāo)是全面反映室內(nèi)各氣候要素(室內(nèi)空氣溫度、濕度、速度、壁面平均輻

射溫度、人體活動強(qiáng)度、衣服熱阻)對人體熱感覺影響的綜合評價(jià)方法。

PMV指標(biāo)系統(tǒng)，將人體的熱感覺劃分為7個(gè)等級如下：

+3+2+10-1-2-3

熱暖稍暖舒適稍涼涼冷

第三節(jié)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算

一、穩(wěn)定傳熱

在穩(wěn)定溫度場中所進(jìn)行的傳熱過程稱為穩(wěn)定傳熱。

㈠--維穩(wěn)定傳熱的特點(diǎn)

1.通過平壁內(nèi)各點(diǎn)的熱流強(qiáng)度處處相等;

2.同一材質(zhì)的平壁內(nèi)部各界面溫度分布呈直線關(guān)系。

。通過平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱

1.通過單層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱

2.通過多層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱

圖14-5通過多層平壁穩(wěn)定傳熱

圖14-4組合型的導(dǎo)熱

㈢通過平壁的穩(wěn)定傳熱

1.通過多層平壁傳熱的熱流強(qiáng)度

2.傳熱阻與傳熱系數(shù)的計(jì)算

⑴傳熱阻Ro

傳熱阻是熱量從平壁一側(cè)空間傳至另一側(cè)空間時(shí)所受到的總阻力，在穩(wěn)定傳熱條件下的一個(gè)重要的熱工

性能指標(biāo)，單位：（m"K）/W。

⑵傳熱系數(shù)K。

傳熱系數(shù)為當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差為1K（1°C）時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)、通過單位面積的傳熱量。用傳熱系數(shù)也

2

能說明圍護(hù)結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定傳熱條件下的熱工性能，單位：W/（m-K）oK°=l/R°

㈣封閉空氣間層的熱阻

1.封閉空氣間層的傳熱機(jī)理

封閉空氣間層的傳熱過程與固體材料層內(nèi)的不同，它實(shí)際上是在一個(gè)有限空

間內(nèi)的兩個(gè)表面之間的熱轉(zhuǎn)移過程，包括對流換熱、輻射換熱,而非純導(dǎo)熱過

程，所以封閉空氣間層的熱阻與間層厚度之間不存在成比例的增長關(guān)系。

2.影響封閉空氣間層熱阻的因素

①間層表面溫度、②間層厚度、③間層放置位置（水平、垂直或傾斜）、

④熱流方向、⑤間層表面材料的輻射系數(shù)。

㈤平壁內(nèi)的溫度分布

在穩(wěn)定導(dǎo)熱中，溫度隨距離的變化為一次函數(shù)，所以同一材料層內(nèi)的溫度分

布為直線，直線的斜率與材料層的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。

在由多層材料構(gòu)成的平壁內(nèi)，溫度的分布是由多條直線組成的一條折線。圖14-6垂直封閉空氣間

二、周期性不穩(wěn)定傳熱層的傳熱過程

㈠周期性不穩(wěn)定傳熱

當(dāng)外界熱作用（氣溫和太陽輻射）隨時(shí)間呈現(xiàn)周期性變化時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的傳熱過程為周期性不穩(wěn)定傳

熱。

㈡簡諧熱作用（見圖14—8）

簡諧熱作用指當(dāng)溫度隨時(shí)問的正弦（或余弦）函數(shù)作規(guī)則變化時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受到的熱作用。一般用余弦函數(shù)

表示。

㈢相對溫度：相對于某一基準(zhǔn)溫度的溫度，單位為K或。C。

㈣平壁在簡諧熱作用下的傳熱特征

平壁在簡諧熱作用下的三個(gè)基本傳熱特征:

1.室外溫度、平壁表面溫度和內(nèi)部任一截面處的溫度都是同一周期的簡諧波動。

2.從室外空間到平壁內(nèi)部，溫度波動的振幅逐漸減小,這種現(xiàn)象叫做溫度波的衰減。

3.從室外空間到平壁內(nèi)部，溫度波動的相位逐漸向后推進(jìn)，這種現(xiàn)象叫溫度波的相位延遲?；蛘哒f溫度

波出現(xiàn)最高溫度的時(shí)間向后推遲。

溫度波在傳遞過程中出現(xiàn)的衰減和延遲現(xiàn)象，是由于在平壁升溫和降溫的過程中，材料的熱容作用和熱量

傳遞中材料層的熱阻作用造成的。

㈤簡諧熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)

1.材料的蓄熱系數(shù)S

材料的蓄熱系數(shù)：當(dāng)某一均質(zhì)半無限大物體一側(cè)受到簡諧熱作用時(shí)，迎波面（受到熱作用的一側(cè)表面）上

接受的熱流振幅與該表面溫度波動的振幅比。它是表示半無限大物體在簡諧熱作用下，直接受到熱作用的一

側(cè)表面，對諧波熱作用敏感程度的一個(gè)特性指標(biāo)。在同樣的周期性熱作用下，材料的蓄熱系數(shù)越大，表面溫

度波動越小，反之波動越大。

通常建筑材料的S值為熱作用周期為24小時(shí)的蓄熱系數(shù),用以表示。

2.材料層的熱惰性指標(biāo)D

材料層的熱惰性指標(biāo)：表示具有一定厚度的材料層受到波動熱作用后，波動劇烈程度的一個(gè)指標(biāo)，它表明

了材料層抵抗溫度波動的能力。表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)對周期性溫度波在其內(nèi)部衰減快慢程度。

⑴均質(zhì)材料層的熱惰性指標(biāo)

1）單層結(jié)構(gòu)

2）多層結(jié)構(gòu)：由多層材料構(gòu)成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)為各層材料熱惰性指標(biāo)之和。

⑵組合壁的熱惰性指標(biāo)

組合壁的熱惰性指標(biāo)由平均熱阻和平均蓄熱系數(shù)確定。

3.材料層表面的蓄熱系數(shù)

對有限厚度的單層或多層平壁，當(dāng)材料層受到周期波動的熱作用時(shí)，其表面的溫度波動，不僅與本層材料

的蓄熱系數(shù)有關(guān)，還與邊界條件有關(guān)，即在順著溫度波前進(jìn)的方向，其后與該材料層接觸的另一種材料的熱阻、

蓄熱系數(shù)或表面的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)有關(guān)。為此，對有限厚度的材料層，使用材料層表面的蓄熱系數(shù)表示各材料層界

面處熱流的振幅與表面溫度波的振幅比，從本質(zhì)上說，材料層表面的蓄熱系數(shù)的定義與材料的蓄熱系數(shù)的定義

是相同的。

當(dāng)某層材料的熱惰性指標(biāo)D》1時(shí)，材料層表面的蓄熱系數(shù)可近似按該層材料的蓄熱系數(shù)取值，即Y=S。

代溫度波的振幅衰減和相位延遲

1.室外溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的總衰減度和總相位延遲

⑴總衰減度（總衰減倍數(shù)）Yo

總衰減度：室外溫度諧波的振幅與由其引起的平壁內(nèi)表面溫度諧波的振幅比。

⑵總相位延遲

總相位延遲：在室外溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位與室外溫度諧波出現(xiàn)最高溫度

值時(shí)的相位差。

⑶總延遲時(shí)間晨

總延遲時(shí)間：在室外溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間與室外溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值

的時(shí)間差。在建筑熱工設(shè)計(jì)中，更習(xí)慣于用總延遲時(shí)間評價(jià)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性。

2.室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度和相位延遲

⑴室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度Yi

室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度：室內(nèi)空氣溫度諧波的振幅與由其引起的平壁內(nèi)表面溫度諧波的振

幅比。

⑵室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的相位延遲<1>..f

室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的相位延遲：在室內(nèi)溫度諧波的作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相

位與室內(nèi)溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位差。

⑶室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的延遲時(shí)間。if

室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的延遲時(shí)間：在室內(nèi)溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間與

室內(nèi)溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間差。該延遲時(shí)間與相位延遲的關(guān)系為：

當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)完成后，即可根據(jù)組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)各材料層的厚度、材料的熱阻、材料的蓄熱系數(shù)計(jì)

算出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的衰減度、相位延遲和延遲時(shí)間。

第四節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)

一、建筑保溫綜合處理的基本原則

㈠充分利用太陽能；

㈡防止冷風(fēng)的不利影響；

㈢選擇合理的建筑體形和平面形式；

㈣使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)。

二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)

外墻、屋頂、直接接觸室外空氣的樓板和不采暖樓梯間的隔墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行保溫驗(yàn)算。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫驗(yàn)算是在穩(wěn)定傳熱條件下進(jìn)行的，評價(jià)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的主要指標(biāo)是餞熱阻風(fēng)或傳熱系

數(shù)K。。

㈠最小傳熱阻的確定（低限熱阻）

1.室內(nèi)計(jì)算溫度t,

一般工業(yè)與民用建筑t.=18C；高級居住建筑、醫(yī)療、福利、托幼建筑t=20。

2.室內(nèi)空氣與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的允許溫差[At]

3.溫差修正系數(shù)n

當(dāng)所設(shè)計(jì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面不直接與室外空氣接觸時(shí)所進(jìn)行的溫差修正。

4.室外計(jì)算溫度to

考慮到室內(nèi)外空氣溫度實(shí)際上存在著不同程度的波動，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性對維持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定有十分

重要的作用，I天I此，室外計(jì)算溫度t0的取值應(yīng)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)D值的大小按級別進(jìn)行調(diào)整，使得圍護(hù)

結(jié)構(gòu)的保溫性能能夠達(dá)到同等的水平。

5.對有熱穩(wěn)定性要求的建筑物（如居住建筑、醫(yī)療、托幼建筑、辦公樓、學(xué)校）外墻，如使用輕質(zhì)材料或內(nèi)

側(cè)復(fù)合輕質(zhì)材料時(shí)，最小傳熱阻還須進(jìn)行附加修正。

輕質(zhì)外墻最小傳熱阻的附加值表14-5

類型連續(xù)供熱間歇供熱

密度為800?1200kg/m：'的輕骨料混凝土單一墻體15%?20%30%?40%

密度為500?800kg/m：'的輕混凝土單一墻體；

20%?30%40%?60%

外側(cè)為磚或混凝土，內(nèi)側(cè)復(fù)合輕混凝土的墻體

平均密度＜500kg/n?的輕質(zhì)復(fù)合墻體；

外側(cè)為磚或混凝土，內(nèi)側(cè)復(fù)合輕質(zhì)材料（如巖棉、玻璃棉、石膏30%?40%60%-80%

板等）墻體

㈡圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)

1.保溫設(shè)計(jì)的要求

⑴圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻須》最小傳熱阻：

⑵寒冷和夏熱冬冷地區(qū)設(shè)置集中采暖的居住建筑和公共建筑（醫(yī)院、托幼、辦公樓、學(xué)校等），當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)

熱惰性指標(biāo)低于n型時(shí)，應(yīng)對其屋頂和東、西外墻進(jìn)行夏季隔熱驗(yàn)算，該處圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻須》最小傳熱阻

和夏季隔熱要求的傳熱阻中的大者。

⑶應(yīng)該符合國家有關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.保溫設(shè)計(jì)計(jì)算類型

⑴設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)要求計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需要的保溫材料層的厚度。

⑵校核計(jì)算：已有圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造方案，驗(yàn)算是否符合保溫設(shè)計(jì)的要求。

㈢絕熱材料

1.絕熱材料

絕熱材料是指導(dǎo)熱系數(shù)入VO.25W/（m?K）且能用于絕熱工程的材料。

2.影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素

⑴密度：一般情況下，密度越大，導(dǎo)熱系數(shù)也越大,但某些材料存在著最佳密度的界限,在最佳密度

下，該材料的導(dǎo)熱系數(shù)最小。

⑵濕度：絕熱材料的濕度增大，導(dǎo)熱系數(shù)也隨之增大。

⑶溫度：絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大。一般在高溫或負(fù)低溫的情況下才考慮其影響。

⑷熱流方向：對各向異性材料（如木材、玻璃纖維），平行于熱流方向時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較大；垂直于熱流方

向時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。

對導(dǎo)熱系數(shù)影響最大的因素是材料的密度、濕度。

3.絕熱材料的選擇

選擇保溫材料時(shí)，不僅需要考慮材料的熱物理性能，還應(yīng)該了解材料的強(qiáng)度、耐久性、耐火、耐侵蝕性，

以及使用保溫材料時(shí)的構(gòu)造方案、施工工藝、材料的來源和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。

㈣圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造方案

1.常用的構(gòu)造方案