建筑物理+节能Word格式文档下载.docx
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气象台站测得的，在一定时间里风向在各方位次数统计图。
风向频率玫瑰图可分为：
季节变化、主导风向、双主导风向、无主导风向和准静止风（风速<
1.5m/s）五类
3建筑热工分区
分区名称
分区指标
设计要求
严寒
最冷月平均温度=﹣10℃
必须冬季保温
寒冷
最冷月平均温度0～﹣10℃
应冬季保温,部分地区兼顾夏季防热
夏热冬冷
最冷月平均温度0～10℃,最热月平均温度25～30℃
必须夏季防热，兼顾冬季保温
夏热冬暖
最冷月平均温度＞10℃,最热月平均温度25～29℃
必须夏季防热
温和
最冷月平均温度0～13℃,最热月平均温度18～25℃
部分地区应考虑冬季保温
4城市气候
城市气候
主要特征
●太阳直接辐射减少，散射辐射增多;
晴天减少，阴天、雾天增多;
天空透明度降低；
气温偏高，出现城市热岛现象；
风速减小；
湿度减小
微气候
影响因素
1.下垫面
2.建筑物
3.气流的影响
城市热岛
●城市热岛对环境的影响：
形成热岛环流,把城市边缘区工厂排放的污染带进市区；
酷热天气增多,寒冷天气减少;
空调能耗增多,采暖能耗减少。
●城市热岛产生的原因：
人为热排放：
人们生产和生活以及新陈代谢中排放出来的废热，城市输入的各种能量最终是以热量形式散发到大气中。
地面状态改变：
立体化的下垫面,通风不良,吸热多,散热难。
●城市热环境改善措施：
各行各业开展节能,减少人为热排放；
城市生态环境建设，扩大绿地、水面采用透水铺装，透水地砖
第二章.建筑传热
概述
●热量传递的三种基本方式:
导热、对流、辐射
●热能传递的动力是温度差
●空间中各点的温度分布称为温度场
导热
●【导热系数】
1）定义：
反映壁体材料的导热能力
2）干密度越大，含湿量越大，导热系数增大
3）工程上把导热系数小于0.3的材料称为【绝热材料】
●热阻
1）与导热系数成反比
2）与壁厚成正比
3）多层壁体热阻是叠加
●材料蓄热系数S：
对流
●自然对流
●受迫对流（包含自然对流）
●封闭空气间层传热：
导热、对流和辐射三种传热方式的综合作用
辐射
●
平壁稳态传热
●平壁稳态传热过程：
平壁内表面吸热——平壁材料层导热——平壁外表面散热
●封闭空气间层
1）是传热：
2）间层超过4cm后效果不明显
3）进一步削弱辐射换热——铝箔
第三章.建筑保温与防潮
1概述
建筑保温的范围：
地区:
严寒、寒冷地区、夏热冬冷地区
●建筑保温设计综合处理的基本原则
1）规划：
充分利用太阳能、避免冷风的不利影响
2）建筑：
选择合理的建筑体形与平面形式
3）构造：
良好的热工性能、具有整体保温和蓄热能力
4）设备：
合理的供热系统
●建筑保温途径
争取良好的朝向和适当的建筑间距
尽量减少外围护结构的总面积
围护结构具有足够的保温性能、增加建筑的密闭性，防止冷风渗透
●设计依据
采暖期
●采暖期：
室外日均气温低于5℃（室内低于16℃），需要由采暖设备提供热量的时期
●采暖地区：
采暖期超过90天的地区
冬季室内温度
●一般居住18℃
●高级居住、幼托医疗20℃
●《民用建筑设计标准》：
建筑体形系数宜控制在0.3以下，大于则应加强屋顶和墙体保温
●《夏热冬冷区建筑节能设计标准》：
体形系数不应超过0.35，点式建筑应小于或等于0.4
●防止冷风渗透：
避开迎风地段、减少门窗面积、加强门窗密闭性、大门处设置门斗、门洞避开主导风向
23围护结构与特殊部位保温设计
建筑围护结构保温的基本内容：
外墙和屋顶保温、门窗保温、地面保温、特殊部位保温
围护结构
●围护结构保温层在构造上有几种设置方式？
各有何特点？
1）保温承重结合：
施工方便，多用于低层和多层；
材料:
多孔砖、空心砖、空心砌块、加气混凝土砌块等
2）复合构造：
封闭空气间层的厚度一般在5cm以下
3）单一轻质保温：
优点：
减轻重量；
缺点：
热稳定性较差
窗
●窗有哪些传热特点？
保温的措施有哪些？
1）提高窗的保温性能：
改善玻璃和窗框的保温性能（玻璃:
中空玻璃；
窗框:
塑钢框、断热铝框）
2）窗墙比：
北向、东南、南向的窗墙比分别为0.25、0.3、0.35以下
3）门窗缝密封
4）提高窗的气密性
5）增加太阳辐射热
热桥
●热桥：
保温性能远低于主体部位的嵌入构件，是围护构件中热量最容易通过的构件
墙角
●内交角：
表面温度比主体低，极易产生结露现象
地面
4建筑防潮
●冷凝：
表面冷凝和内部冷凝
表面冷凝
内部冷凝
●内表面凝结：
解决办法:
围护结构保温达到最小热阻要求
●围护结构内部凝结定义：
建筑材料受潮,导致强度降低、变形、腐烂、脱落，降低使用质量，影响建筑物的耐久性。
围护结构中的保温材料受潮，导致导热系数增大，保温能力降低。
●围护结构内部冷凝判断依据：
凝结条件:
水蒸气分压力≥饱和水蒸气分压力
●防止和控制内部冷凝措施
1）合理布置材料层的相对位置让蒸汽【难进易出】
a轻质材料放外侧，外保温
2）设置隔汽层
3）设置通风间层或泄汽沟道
4）冷侧设置密闭空气层：
在冷侧设一空气层，可使处于较高温度侧的保温层保持干燥
第四章建筑隔热与通风
一、室内防热途径
热气候特征设计原则:
设计内容
湿热气候区
干热气候区
群体布置
争取自然通风好的朝向，间距稍大些布局较自由，房间要防西晒，环境要有绿化、水域
布局较密形成小巷道，间距较密集，便于相互遮挡；
防止热风，注意绿化
建筑平面
外部较开敞，亦设内天井，注意庭院布置。
设置凉台；
平面形式多条形或竹筒形，多设外廊或底层架空，进深较大
外封闭、内开敞，多设内天井，平面形式有方块式、内廊式，进深较深。
防热风，开小窗。
防晒隔热
建筑措施
遮阳、隔热、防潮、防霉、防雨、防虫、争取自然通风
防热要求高，防止热风和风沙袭击，宜设置地下室或半地下室以避暑
建筑形式
开敞轻快，通透淡雅
严密厚实，外闭内敞
材料选择
轻质隔热材料、铝箔、铝板及其复合隔热板
白色外表面，混凝土、砖、石、土等热容量大的隔热材料
●建筑防热的途径：
减少热源、窗口遮阳、围护结构隔热与散热、合理组织自然通风
二、屋顶、外墙隔热
室外综合温度
●1）气温2）表面朝向3）反射
屋顶隔热
●反射隔热：
采用浅色外饰面，减少太阳辐射吸收系数，降低综合温度
●保温材料隔热：
在屋顶和外墙构造中选用传热率低的材料，如泡沫塑料保温材料、加气混凝土、空心砌块等，增大围护结构热阻和热惰性，阻隔热量传递。
●遮阳通风隔热：
通风屋顶、通风外墙
●绿化隔热
●被动蒸发隔热：
方式:
在屋顶上喷水、淋水、蓄水、铺设多孔含湿材料。
原理:
利用用分蒸发吸热降低屋顶外表面温度。
外墙隔热
●混凝土空心砌块
●轻质复合墙体
1）轻质材料放外侧，外保温
2）垂直通风间层
3）外墙绿化
三、房间自然通风（缺）
●室内通风作用：
洁净、改善热环境
●室内通风方式:
1）机械通风：
限制少、效率高；
风向风速可控制；
耗能、有噪声
2）自然通风：
风向变化,风速脉动；
依赖于室外风环境；
人对自然风的接受率更高；
不耗能。
通风原理
●室内自然通风原理：
空气压力差来源——风压：
室外风的作用；
热压：
室内热作用
1）热压：
热压形成风的条件:
进、出风口有高度差；
进、出风口有温度差；
热压大小与温度差×
高度差成正比
2）风压：
迎风面气流受阻,形成正压区；
背风面空气稀薄,形成负压区；
风压与风速的平方成正比。
3）风压与热压综合作用
●室内舒适的通风速度：
1.5m/s
●通风降温分类：
舒适性通风降温（适合温和潮湿气候）；
夜间通风降温
●夜间通风降温的关键：
室外气温日较差大
●为了保证后一排房屋的良好通风，两排房屋的间距要达到前一栋建筑物高度的4倍，但这与节约用地的原则相违背，解决方法：
使风向与建筑产生一投射较，投射角一般取值为30—45
通风组织
●为组织好自然通风，建筑设计中的要解决的问题有：
建筑朝向、间距与建筑群布局
建筑物的平面和剖面设计
门窗的位置和尺寸
4）门窗的开启方式
5）设置导风板
●从节能通风的角度讲，建筑平面布置与剖面设计的原则
主要房间布置在夏季迎风面，次要房间布置在背风面
2）开口位置的布置应尽量使室内气流场的分布均匀，并力求风能吹过房间中的主要部分
3）炎热地区的开口面积宜增大
4）构造：
门窗相对位置贯通
5）剖面：
利用天井、小厅、楼梯间增加建筑内部开口面积（拔风）
●补充
1）夏季风所需流速在0.5—1.5m/s，下限为夏季可感气流最低值，上限为室内作业的最高值，室内所需风速是室外的17—50％
2）当开口宽度为开间宽度的1/3—2/3，开口面积为地板面积的15—20％，室内通风效果最佳
3）当进风口大于出风口，气流速度会下降
●开窗的通风性能方式比较：
平开窗
中悬窗
推拉窗
开窗角度可以引导气流，关闭时气密性好，是理性的开窗方式。
外开式会遮挡部分吹入的气流，内开式则能将风完全引入室内，利于通风
导风性能明显，开启度大，不存在遮挡，是比较好的方式
无导风性能，不利于通风，气密性差
●开窗的要求：
足够的通风面积、可调节的开启角度（有效引导气流、尽量将风引导人体活动范围）
第五章建筑日照与遮阳
日照标准
●日照标准：
根据建筑物所处的气候区，城市大小和建筑物的使用性能确定，在规定的日照标准日（冬至日公历12月21—23日或部分地区大寒日（农历腊月初一）），以底层窗台面为计算起点的建筑外窗获得的日照时间
●住宅日照的决定因素：
地理纬度、气候特征、城市规模
●《中国建筑气候区划标准》——7个气候区
●每套住宅至少有一个居住空间能获得日照
●住宅日照标准（规范）
1）老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时标准
2）旧区改造的项目内新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日日照1小时的标准
3）宿舍半数以上的居室，应获得同住宅相同的日照标准
4）托儿所、幼儿园的主要生活用房，应全部能获得冬至日不小于3小时的日照标准
5）老年人住宅、残疾人住宅的卧室、起居室、医院，应全部能获得冬至日不小于2小时的日照标准
6）疗养院半数以上的病房和疗养室，中小学半数以上的教室，应能获得冬至日不小于2小时的日照标准
日照间距
●日照间距：
L=D/HL—日照间距系数D—日照（楼）间距H—遮挡计算（楼）高度
遮阳
●遮阳装置的安放位置可分为：
内遮阳、外遮阳（外优于内）
●固定遮阳：
1）水平式：
南向
2）垂直式：
北向、东北、西北
3）综合式（水平+垂直）：
东南、西南（适应范围广）
4）挡板式：
东向、西向
●可调式遮阳：
遮阳蓬、百叶窗、室外卷帘
●玻璃遮阳膜：
玻璃表面镀（贴）热反射膜成为热反射玻璃，红外线透过率低，具有高透光低传热的特点
●外遮阳系数SD：
在阳光直射的时间里，透进有遮阳窗口的太阳辐射量与透进无遮阳窗口的太阳辐射量之比
建筑节能
第一章.概述
日照
●常温层
●日照衰减：
太阳辐射进入地球表面之前，将通过大气层，太阳能被一部分反射回宇宙空间，一部分被吸收或被散射
●时滞现象：
地球要受到阳光照射而地表气温发生变化需要一段时期
●气温与【气压】和【高度】直接有关
●风压与风速的平方成正比
●风速在1m/s时，人体最适宜
温度
●温度递减：
每100m，下降0.6℃
●温度的变化与湿度成反比
气候与气候分区
（详情见上）
度日数
●采暖：
室温18℃
●制冷：
室温28℃
第二章.基地规划原则
建筑选址原则
●向阳原则（采暖目的）
1）地形
2）有无遮挡
3）避免西北寒风
4）满足最佳朝向范围
●通风原则（致凉目的）
1）受夏季主导风，避免冬季主导风
2）植被、构筑物、永久地貌
3）改造室外环境
●遮阳原则（致凉目的）
绿化、建筑、地貌遮阳
●减少能量需求原则
1）避免【霜冻效应】：
凹形基地、冷空气沉积
2）避免辐射（幕墙、光洁地面反射）
3）避免不良风向、局部疾风
4）避免雨雪堆积（场地中不当沟槽）
总平面节能设计
●采暖
1）开敞南空间
2）风影区（免受西风干扰）
3）消除恶性风流
●致凉
1）植土降温
2）阴影保护
3）下风致凉
●综合冬暖夏凉
1）自然空调（各种水体）
2）利用掩土
3）树叶屏障
4）利用构筑物
第三章.单体设计
冬季采暖
●满足冬季采暖的节能设计
1）采集（增加日照）
2）保存：
体形控制，热源置于中心，余热作用，窗控制
三明治法，立体控制
3）贮存
4）释放
夏季致凉
●满足夏季致凉的节能设计
1）通风致凉
2）夜间辐射
3）遮阳
4）墙体颜色与质地
5）隔热构造
6）绿化降温
7）水面利用
8）喷淋屋面
9）蓄水屋面
第四章.日照调节
●室内气温大于29℃时考虑设遮阳
1）外遮阳比内遮阳好
2）纬度高地区垂直遮阳较好
3）高层建筑以可控遮阳+双层外壁遮阳为主
第五章.构造设计
保温
●内保温：
（现在很少采用：
不能发挥墙的蓄热功能）
●外保温
隔热
●【墙体空气层】：
导热、对流、辐射
1）厚度大于10mm时，热阻几乎不变
2）厚度越大，对流换热加快
3）水平空气层对【隔热】有效，对【保温】几乎无效
预防结露
新型墙体和建筑节能
●加气混凝土
●混凝土小型空心砌块
●陶粒空心砌块
●黏土空心砌块
第六章.太阳能应用（被动式建筑）
●被动式太阳能建筑成功的关键
1）绝热外壳
2）集热表面
3）贮热体
4）采暖房间紧靠集热表面和贮热体
5）通风系统
6）致凉、蓄冷
直接受益系统
●太阳得热
●贮热体
●活动保温装置
对流环路式系统
●集热面
●风口
●隔热考虑
蓄热墙式系统
●特隆贝墙
●水墙
●致凉方式
附加日光间
第七章.平面调整
平面组合调整系数
体形系数
●体形系数定义：
被围合的建筑物室内单位体积所需建筑围护结构的表面面积（即表面积与体积的比值）
【比值<
0.3】为节能状态
●相关定律
1）高度反比定律：
越高越节能
2）正方极限率：
越正方越节能
第八章.自然通风
室外自然通风
对建筑的影响
●热压：
推动室内自然通风的主要动力
●上海，【正三角形】建筑平面比较有利
建筑变形的
室内自然通风
和节能致凉
●竖井空间
1）1:
3空间比
2）楼梯结合空间
3）双墙空间：
超过600mm宽的双墙夹层空间
4）烟囱空间
●室内造型影响因素
●平面比例影响因素：
最佳进深比值为【1:
0.85】
●洞口相对位置影响因素：
【穿堂风】最优
●窗开启方式影响因素
1）上悬窗的【内开好】比外开好
2）【中悬窗】比上悬窗好
●解决室内环境通风致凉设计途径
1）地下风凉系统
2）烟囱效应
3）风洞效应（穿堂风）
城市环境
通风设计
●降低热岛效应：
较少空调使用，降低容积率，增绿多水
●【导风巷】
第九章.效益评估
●节能率
●节能回收期——两种计算方法：
静态法，动态法
建筑光学
第一章.基本知识
一、眼睛与视觉
●视觉效应：
可视光的波长范围在380～760nm之间
●人眼的构造：
瞳孔、水晶体、视网膜、感光细胞
●感光细胞——分为锥体感光细胞和杆体感光细胞；
对颜色的区分主要由锥体细胞完成
1）锥体感光细胞——分布在眼中心部位，灵敏度差，但可感觉颜色（眼中有红、绿、蓝感光色素）。
2）杆体感光细胞——分布在眼中心的四周，灵敏度高，无颜色感觉。
●人眼的视觉：
明、暗、中间
明、暗视觉：
1）明视觉：
在亮环境中，主要由锥体细胞起作用的视觉（高于几个cd/m2的亮度时的视觉）。
2）暗视觉：
在暗环境中，主要由杆体细胞起作用的视觉（低于百分之几cd/m2的亮度时的视觉）。
3）中间视觉
●光谱光视效率
二、基本光度单位及其应用：
名称
符号
单位
表征
相互关系
光通量
lm
光源能量
发光强度
I
坎德拉cd
光能在空间的分布
光通量在空间的分布
照度
E
勒克斯lx
被照面上的光能，即被照面上的光通量密度
单位面积上的光通量平方反比定律
距离平方反比定律：
某表面的照度与点光源在这个方向上的发光强度I（和入射角的余弦）成正比，与它到光源的距离平方r成反比，计算点光源产生照度的基本公式
亮度
L
熙提sb
单位投影面积上的发光强度（光源或反光体的明暗程度）
与发光强度成正比
与发光体在视线方向上的投影面积成反比
立体角投影定律
●光通量：
在单位时间内人眼感觉光辐射能量的大小。
Km——最大光谱光视效能，在明视觉时km=683
●发光强度：
点光源发光强弱的一个基本度量。
以点光源在指定方向上的立体角元内所发出的光通量来度量。
●照度：
单位面积上光通量的多少，即被照面上的光通量密度
●亮度：
在给定方向上发光面微元的发光强度和垂直于给定视线方向的微元的投影面积之比。
亮度的符号为L，
常见的一些物体亮度值如下：
1）白炽灯灯丝300～500sb
2）荧光灯管表面0.8～0.9sb
3）太阳200000sb
4）无云蓝天（视距太阳位置的角距离不同，其亮度0.2～2.0sb
三、材料的光学性质
光的反射、吸收和透射
●可见光的反射、吸收和透射特性
●反光和透光材料
1）规则的：
光经材料反射或透射后，光分布立体角未变，则称为规则反射和规则透射。
例如镜子、玻璃
2）扩散的：
光经材料反射或透射后，立体角变大，则称为扩散反射和扩散透射。
粉刷墙面
●朗伯余弦定律：
漫射材料的最大发光强度在表面的法线方向，其他方向的发光强度和法线方向的值有如下关系：
I=Icosi
规则反射和透射
●材料的光学性质：
规则反射透射和扩散反射和透射特点
1）规则反射（又称为镜面反射）：
在无漫射的情形下，按照几何光学的定律进行的反射。
特点：
光线入射角等于反射角、入射光线、反射光线以及反射表面的法线处于同一平面
2）规则透射（又称为直接透射）就是在无漫射的情形下，按照几何光学的定律进行的透射。
如透明玻璃。
扩散反射和透射
●漫反射和透射特点：
使入射光程度不同地分散在更大的立体角范围内扩散反射和透射，如粉刷墙面和磨砂玻璃就属于这一类。
●混合反射与透射材料：
规则反射和漫反射兼有的反射（如油漆表面等）
4可见度及其影响因素
●可见度：
就是人眼辨认物体存在或形状的难易程度。
●可见度的影响因素：
亮度、物体尺寸、亮度对比、识别时间、避免眩光
●【可见最低亮度】：
10^5asb
●【刺眼亮度】16sb
●【满意照度】1500—3000lx
识别时间
●邦森一罗斯科定律：
眼睛观看物体时，满足：
亮度×
时间=常数
●明适应
暗适应：
从明到暗的适应时间较长，称“暗适应”
眩光
●眩光定义：
眩光就是在视野中由于亮度的分布或亮度范围不适宜，或存在着极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标能力的视觉现象。
●分类
1）从眩光影响视觉功效角度看，可把眩光分为失能眩光和不舒适眩光。
2）从形成眩光过程来看，可把眩光分为直接眩光和反射眩光。
●直接眩光可用下述措施：
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】。
●反射眩光可用下述措施：
1）尽量
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