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1、建筑物理热复习提纲第一章 建筑热工学基础知识第一节 建筑中的传热现象 heat transmitting phenomena in building（1） 热量的传递称为热传递。自然界中，只要存在温差就有传热现象，热能由温度较高部位传至温度较低部位。（2） 冬天：不论供暖房间还是非供暖房间，热流必然由室内流向室外夏天：白天由室外到室内。夜间取决于室外温度。 第二节 维护结构的传热基础知识 basic knowledge of heat transmission for envelope structure（1） 导热 heat conducting物体中有温差时由于直接接触的物质质点做热运动而

2、引起的热能传递过程。在固体、液体和气体中都存在。导热现象：同一物体内部或相接触的两个物体之间由于分子热运动，热量由高温处向低温处转换的现象。1） 温度场、温度梯度和热流密度A温度场 temperature field：在某一时刻物体内个点的温度分布。T=f(x,y,z,)B稳定温度场 steady-state conduction ：温度分布不随时间变化C不稳定温度场 unsteady-state conduction：温度分布随时间变化（通常环境认定状态）D 等温面 isothermal surface：温度场中同一时刻由相同温度各点相连形成的面。E温度梯度 temperature grad

3、ient：温度差t与法线方向两等温面之间距离n的比值的极限。2） 傅里叶定律 formula of thermal transmissionq=-t/n （q热流密度； 比例常数，材料导热系数）3） 导热系数 coefficient of thermal transmission= q/(t/n)W/(mK) =0+bt （00度时的导热系数；b常数）当温度梯度为1度/m时，在单位时间内通过单位面积的导热量。导热系数越大材料导热能力越强。4） 影响导热系数因素 factors of influencing thermal conductionA 材料 material绝对热材料 heat in

4、sulation material =0.25 不流动的空气 =0.0060.6（很好的绝热材料）B 密度 density越大，内部孔隙越少，导热性越强C 含湿量 moisture content水导热性比空气约高20倍，因此材料含湿量越高，导热性越高。（2） 对流 convection 只发生在流体之中，它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相参合而传递热能的。对流现象：流体与流体之间、流体与固体之间发生相对位移时所产生的热量交换现象。1） 自然对流与受迫对流 natural convection & forced convection自然对流：本来温度相同的流体，其中某一部分受热（

5、或冷却）而产生温差，形成对流运动。受迫对流：因受外力作用（风吹、泵压），迫使流体产生对流。2） 边界层内流体流动情况basic flow behavior of convection for layers A 层流层 laminar layerB 过渡区 transition layerC 紊流层 turbulent layer3） 对流换热公式 formula of thermal convectionqc=c(t-)qc对流换热强度，W/m2 ；c对流换热系数；t流体温度；固体表面温度（3） 辐射radiation以电磁波传递热能的，凡温度高于绝对零度的物体都能发射热辐射。辐射现象：热量以

6、电磁波的形式把热量由一个物体传向另一个物体。1） 物体的辐射特性1） 按物体辐射光谱特性分类A 黑体：能发射全波段的热辐射，在相同温度下，辐射能力最大。B 灰体：其辐射光谱具有与黑体辐射光谱相似的形状，切对应每一波长的单色辐射能力与同温同波长的黑体的壁纸为一常数。一般建筑材料都可看做灰体C 非灰体：其辐射光谱与黑体光谱完全不同，有的甚至只能发射某些波长的辐射线。2） 辐射量 radiation（黑体和灰体）E=C(T/100)4E物体的辐射本领，W/m2C物体辐射系数，W/m2K4T 物体表面的绝对温度，K3） four interactions of radiation透射 transmit

7、tance 、吸收 absorptance、反射 reflectance、辐射 emittance2） 物体表面对外来辐射的吸收与反射absorptive & reflectance ability of radiationA材料对热辐射吸和反射收性能材料辐射能力越大，对外来辐射吸收能力越大。短波辐射 short-wave radiation：颜色起主导作用长波辐射 long-wave radiation：材料起主导作用BA+R+T=1 A：absorptance ratio R：reflectance ratio T: transmittance ratioIf A=1 R=T=0 绝对黑体

8、If R=1 A=T=0 绝对百体C玻璃 glass白天引进大量太阳辐射，夜间阻止室内长波辐射向外透射。Mostly transparent to shot-wave radiation and opaque to long wave radiation.3） 物体之间的辐射换热空间任意两个相互分离的物体，彼此间都会产生热辐射，由较热物体向外辐射热量给较冷物体，形成辐射换热。辐射换热热量主要取决于表面温度，表面发射和吸收辐射能力，以及相互位置。（4） 维护结构传热过程1） 表面换热吸热：内表面从室内吸热（冬），外面表从室外空间吸热（夏）放热：外表面向室外空间散发热量（冬），内表面向室内散热（夏

9、）q=qc+qr=(c+r)(t-)=(t-)q表面换热量表面换热系数壁面温度t室内或室外气温2） 结构传热热量由高温表面传向低温表面。材料层以导热为主，空气层以辐射传热为主。孔隙影响。qx=-(d/dx)qx单位时间内通过单位面积的热流材料的导热系数d/dx温度梯度第三节 湿空气的物理性质physical characteristics of humid air（1） 水蒸气分压力 vapor pressurePw=Pd+P （单位Pa）Pw湿空气的总压力Pd干空气的分压力P水蒸汽的分压力处于饱和状态下的湿空气中的水蒸汽所呈现的压力叫做饱和蒸汽压力PS，温度越高，PS越大。（2） 空气湿度

10、air humidity1） 绝对湿度 absolute humidity单位体积空气中所含水蒸汽的重量f 。饱和状态下的绝对湿度则用饱和蒸汽量fmax表示。2） 相对湿度 relative humidity一定温度，一定大气压力下，湿空气的绝对温度f与同温同压下的饱和蒸汽量fmax的百分比 =(f/fmax)*100%。可以直接说明湿空气对人体舒适感、房间及维护结构湿状况的影响。（3） 露点温度 dew point temp空气中的水蒸汽开始出现结露的温度。第四节 室内热环境 indoor thermal environment（1） 室内热环境构成要素及其对人体舒适度的影响1） 构成要素室

11、内空气温度（Air Temperature）、空气湿度(Air Humidity)、气流速度(Ventilating Speed)、环境辐射温度(Mean Radiation) 2） Heat Balance Equation人体得失的热量Thermal Load of Body、 人体产热量Rate of Body Metabolic、对流Convection、 辐射Radiation、 蒸发Evaporation 3） Normal Proportion of Heat Transmission for Body对流换热：25%30% 辐射散热：45%50% 呼吸和无感觉蒸发散热：25%3

12、0%4） 人体热平衡的因素Factors of Heat Balance for BodyA、 人体产热量Body Heat Production 体的活动量：Activity 生产劳动强度：Working IntensityMetabolic Rate(代谢率，Met)代谢率是工作代谢量与基础代谢量的比值。东方人的基础热量是64W。B、 人体对流换热C、 人体辐射换热D、 人体蒸发散热E、 人体衣着情况(clothing)5） 影响人体温热感（Feeling of Warm）的因素：室内空气温度T（Air Temperature）、空气湿度(Air Humidity)、气流速度v(Venti

13、lating Speed)、环境辐射温度(Mean Radiation)、Metabolic Rate(代谢率，Met)、人体衣着情况(clothing)6） 舒适度舒适感受到周壁辐射温度（MRT）和周遭空气混合温度影响建筑物维护结构若能保暖，且比室内气温高，即使室内气温较低，还是能使人感觉舒适。若室内气温较周壁辐射温度高，即使空气温度较高，也会使人感觉寒意。（2） 室内热环境的评价方法和标准Evaluations of Indoor Thermal Environment1） 有效温度ET Effective Temperature(ET)气温、空气湿度、气流速度2） PMV-PPD指标 P

14、redicted Mean Vote四个人环境要素，两个人体因素（认得活动量和衣着情况）第五节 室外热环境 outdoor thermal environment（1） 气候因素与室外热环境1） 室外气温Outdoor Air TemperatureA 日较差（Day Range）:一日内气温最高值与最低值的差值B 年较差（Year Range）长江中下游地区 气温波动年较差较大 一般为2030摄氏度2） 时滞 time lag 物质于某温度吸收的热量，会产生滞后显现该温度的特性。时滞长短与该物质热容（heat capacity）有关。3） 太阳辐射 Sun Radiation太阳常数（天文太

15、阳常数、气象太阳常数）太阳辐射由两部分：直接辐射（平行的射线） 散射辐射（射线来自各个方向）。经大气散射后到达地面的总和为总辐射量。4） 空气湿度 Air Humidity气温高、水面较大的地区，空气湿度高相反，空气比较干燥绝对湿度、相对湿度描述：绝对湿度变化不大、相对湿度变化剧烈5） 风Air MovementA 大气环流（Globe Convection Currents）：由于太阳辐射在地球表面上照射不均匀，引起赤道和两极间出现温差，从而引起大气从赤道到两极和从两极到迟到的经常性活动。B 地方风（Local Convection Currents）:由于地表水陆分布、地势起伏、表面覆盖等地方性条件的不同而引起的气流活动，且风向产生昼夜交替的变化。C 风配图（Wind Rose）为描述风向和风速等要素的数据图形，又称风玫瑰、