建筑物理筆記

第一章建筑熱工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)室內(nèi)熱環(huán)境IndoorThermalandHumidEnvironment室內(nèi)熱濕環(huán)境構(gòu)成要素及其對(duì)人體熱舒適的影響構(gòu)成室內(nèi)熱濕環(huán)境的要素：室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、氣流速度、環(huán)境輻射溫度。欲保持人體穩(wěn)定的體溫，體內(nèi)產(chǎn)熱量應(yīng)與環(huán)境失熱量相平衡。Δq=M±C±R-EΔq人體得失的熱量Δq=36.5℃人體處于熱平衡正常比例散熱對(duì)流換熱C占總散熱量25%~30%輻射散熱R占總散熱量45%~50%呼吸和無(wú)感覺(jué)蒸發(fā)散熱25%~30%Metabolic人體產(chǎn)熱量（取決于機(jī)體活動(dòng)劇烈程度）安靜狀態(tài)的成年人95~115W/h重體力勞動(dòng)成年人580~700W/h東方人basemetabolic64W/h行適宜性設(shè)計(jì)。Met代謝率=generalworkmetabolic/基礎(chǔ)代謝量Convection人體對(duì)流換熱量（當(dāng)人體表面與周圍空氣存在溫差時(shí)的熱交換值）E值小于零，散熱，感到?jīng)鏊蚝?；E值大于零，得熱，感到炎熱或溫暖。PAGEPAGE17Radiation人體輻射換熱量（人體表面與周圍墻壁、頂棚、地面以及窗玻璃之間進(jìn)行的）當(dāng)人體表面溫度高于周圍表面溫度時(shí)，輻射換熱，失熱，R負(fù)；反之得熱，R正。Evaporation人體蒸發(fā)散熱量未出汗，通過(guò)呼吸和無(wú)感覺(jué)的皮膚蒸發(fā)；大量出汗，隨汗液蒸發(fā)E顯著增加。室內(nèi)熱濕環(huán)境的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)最簡(jiǎn)便、最廣泛應(yīng)用的指標(biāo)是室內(nèi)空氣溫度。有效溫度ETEffectiveTemperature所謂PMV-PPD將兩個(gè)人體參數(shù)列入考慮：人的活動(dòng)量和衣著情況-0.5~0.5IndexofInteriorHeatComfort服裝熱阻Icl是服裝保溫性能的一個(gè)指標(biāo)，常用單位為m2·K/W和clo，兩者的關(guān)系為1clo=0.155m2·K/W。1clo的定義是一個(gè)靜坐者在21℃空氣溫度、空氣流速不超過(guò)0.05m/s、相對(duì)濕度不超過(guò)50%的環(huán)境中感到舒適所需要的服裝的熱阻，相當(dāng)于內(nèi)穿襯衣外穿普通外衣時(shí)的服裝熱阻。濕空氣的物理性質(zhì)(1)水蒸氣分壓力根據(jù)道爾頓分壓定律Pw=Pd+PPw濕空氣總壓力Pd干空氣總壓力P水蒸氣分壓力水蒸氣壓VaporPressure飽和水蒸氣壓SaturationVaporPressure飽和水蒸氣壓隨溫度升高增大空氣濕度絕對(duì)濕度單位體積空氣中所含水蒸氣的重量相對(duì)濕度RelativeHumidityRH=PartialVaporPressure/SaturationVaporPressure*100%對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境正常濕度范圍大致是30%~60%露點(diǎn)溫度

濕空氣線圖大氣壓力一定，空氣含濕量不變的情況下，未飽和的空氣因冷卻而達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度。室外熱濕環(huán)境OutdoorThermalandHumidEnvironment地區(qū)性氣候及其特征一個(gè)地區(qū)的氣候狀況是許多因素綜合作用的結(jié)果，與建筑物密切相關(guān)的氣候因素有：太陽(yáng)輻射、室外空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)、降水等?？諝鉁囟扔绊懯彝饪諝鉁囟鹊囊蛩兀篈.太陽(yáng)輻射熱量(決定性作用)空氣溫度的日變化、年變化，以及隨地理緯度而產(chǎn)生的變化，都是由于太陽(yáng)輻射熱量的變化而引起的。大氣環(huán)流作用無(wú)論是水平方向還是垂直方向的空氣流動(dòng)，都會(huì)使高、低溫空氣混合，從而減少地域間空氣溫度的差異。下墊面狀況草原、森林、水面、沙漠等不同的地面覆蓋層對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收及與空氣的熱交換狀況各不相同，對(duì)空氣溫度的影響不同，因此各地溫度也就有了差別。海拔高度、地形地貌等。室外氣溫有明顯的日變化與年變化規(guī)律。日較差:一日內(nèi)氣溫的最高值與最低值之差，用來(lái)表示氣溫的日變化。對(duì)北半球來(lái)說(shuō)，最高月平均氣溫出現(xiàn)在7月或8月，而最低月平均氣溫出現(xiàn)在1月或2月。年較差:一年內(nèi)最熱月與最冷月的平均氣溫差。太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射熱的影響因素：太陽(yáng)高度角由于大氣層對(duì)不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)輻射具有選擇性的反射與吸收作用，因此在不同的太陽(yáng)高度角下，光譜的成分不同。太陽(yáng)高度角愈高，紫外線及可見(jiàn)光成分就愈多，輻射照度較晴天大。況而異。城市上空的大氣較農(nóng)村混濁，透明度較差，因此城市區(qū)域的太陽(yáng)直射輻射照度比農(nóng)村弱。少，所以在海拔高的地區(qū)，太陽(yáng)直射輻射照度較大。在海拔高的地方散射輻射照度低。隨緯度的增加而減小。太陽(yáng)輻射熱交換示意圖空氣濕度我國(guó)因受海洋氣候的影響，南方大部分地區(qū)相對(duì)濕度以夏季為最大，秋季最小。風(fēng)大氣環(huán)流：由于太陽(yáng)輻射熱在地球上照射不均勻，引起赤道和兩極間出現(xiàn)溫差，從而引起大氣從赤道到兩極和從兩極到赤道的經(jīng)常性活動(dòng)。它是造成各地氣候差異的主要原因。地方風(fēng)：風(fēng)、季風(fēng)、山谷風(fēng)、庭院風(fēng)及巷道風(fēng)等。除季風(fēng)外，都是由局部地方晝夜受熱不均引起的，所以都以一晝夜為周期，風(fēng)向產(chǎn)生晝夜交替的變化。風(fēng)特性指標(biāo)：風(fēng)向、風(fēng)速。通常用風(fēng)玫瑰圖來(lái)表示。建筑氣候分區(qū)以及對(duì)建筑設(shè)計(jì)的基本要求建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及設(shè)計(jì)要求全國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)圖城市氣候及其起因空氣溫度和輻射溫度城市風(fēng)和紊流城市房屋、街道的高低、縱橫交錯(cuò)，使城市區(qū)域下墊面粗糙程度增大，市區(qū)內(nèi)風(fēng)速減小。溫度和降水道路硬質(zhì)鋪裝導(dǎo)致自然蒸發(fā)量減小絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度較郊外略低降水并不能增加城區(qū)地表儲(chǔ)水量而是又排水設(shè)備迅速輸送至城外太陽(yáng)輻射與日照由于城市中的大氣污染程度要比郊區(qū)大，大氣中具有豐富的凝結(jié)核，一旦條件適宜就產(chǎn)生大量的霧。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識(shí)BasicKnowledgeofHeatTransmissionforEnvelopeStructure熱量傳遞三種基本方式：導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射1.導(dǎo)熱溫度場(chǎng)、溫度梯度和熱流密度傅立葉公式FormulaofThermalTransmissionq=λ(T1-T2)/d導(dǎo)熱系數(shù)影響因素：物質(zhì)種類、結(jié)構(gòu)成分、密度、濕度、壓力、溫度等。金屬的導(dǎo)熱系數(shù)最大，非金屬和液體次之，氣體最小。空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小，不流動(dòng)的空氣就是一種很好的絕熱材料；故如果材料中有很多空隙，就會(huì)大大降低λ值。對(duì)流分為自然對(duì)流naturalconvection和受迫對(duì)流forcedconvection。主要是空氣沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面流動(dòng)時(shí)，與壁面之間所產(chǎn)生的熱交換過(guò)程。一般情況下在壁面附近，存在著層流區(qū)、過(guò)渡區(qū)、紊流區(qū)三種流動(dòng)情況。輻射一般建筑材料看做灰體物體表面對(duì)外來(lái)輻射的吸收與反射特性短波輻射，顏色起主導(dǎo)作用，白色對(duì)可見(jiàn)光反射能力最強(qiáng)長(zhǎng)波輻射，材性起主導(dǎo)作用AbsorptionConductionEmissionAbsorptionConductionEmission第二章建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱計(jì)算與應(yīng)用2.1穩(wěn)定傳熱SteadyHeatTransmissionPhenomena一維穩(wěn)定傳熱特征平壁：當(dāng)寬度與高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度時(shí)，則通過(guò)平壁的熱流可視為只有沿厚度一個(gè)方向，即一維傳熱。當(dāng)內(nèi)外表面溫度保持穩(wěn)定時(shí)，則通過(guò)平壁的傳熱情況亦不會(huì)隨時(shí)間變化HeatConductionofWallHeatEmissionofWall單層平壁的導(dǎo)熱和熱阻單層勻質(zhì)平壁的導(dǎo)熱熱阻越大圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫效果越好多層平壁的導(dǎo)熱與熱阻多層平壁：由幾種不同材料組成的平壁計(jì)算總熱阻：算出每一層熱流強(qiáng)度q1q2q3根據(jù)穩(wěn)定傳熱特征q=q1=q2=q3聯(lián)立，R=R1+R2+R3平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程封閉空氣間層的熱阻建筑設(shè)計(jì)中常利用封閉空氣間層作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫層系數(shù)小的反射材料，常用鋁箔

第三章建筑保溫與節(jié)能3,1建筑保溫與節(jié)能設(shè)計(jì)策略防止冷風(fēng)的不利影響選擇合理的建筑體形和平面形式房間具有良好的熱工特性、建筑具有整體保溫和蓄熱能力建筑保溫系統(tǒng)科學(xué)、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)合理建筑物具有舒適、高效的供熱系統(tǒng)非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫與節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小總傳熱阻的確定R 0min

tttenRit、ti e

冬季室內(nèi)、外計(jì)算溫度；R圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面熱轉(zhuǎn)移阻；in溫差修正系數(shù)，取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所處的位置，查表求得；i樓底面的保溫節(jié)能

i保溫材料與構(gòu)造1、影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素密度：密度小孔隙率大孔隙率大導(dǎo)熱系數(shù)小濕度：材料受潮后，其導(dǎo)熱系數(shù)將顯著增大。2、保溫構(gòu)造類型保溫、承重合二為一如果承重材料或構(gòu)件除具有足夠的力學(xué)性能外，同時(shí)還具有足夠的熱阻值，就能二者合為一體，例如混凝土空心砌塊、輕質(zhì)實(shí)心砌塊等。這種方式構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，多用于低層或多層墻承式建筑。單設(shè)保溫層在房屋建筑中，由于承重層必須采用強(qiáng)度高、力學(xué)性能好的材料或構(gòu)件，但這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)大，在結(jié)構(gòu)要求的厚度內(nèi)，熱阻遠(yuǎn)不能滿足保溫的需要。為此，必須用導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料作保溫層，鋪設(shè)或粘貼在承重層上。由于保溫層與承重層分開(kāi)設(shè)置，對(duì)保溫材料選擇的靈活性比較大，不論是板塊狀、纖維狀以至松散顆粒材料，均可應(yīng)用。復(fù)合構(gòu)造的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。在復(fù)合結(jié)構(gòu)中常采用單層或多層封閉空氣間層與帶反射材料的封閉空氣間層。這樣既可有效地增大熱阻、滿足保溫性能的需要，也可減輕圍護(hù)結(jié)構(gòu)的自重，使承重結(jié)構(gòu)更經(jīng)濟(jì)合理。封閉空氣層3、保溫層的位置內(nèi)保溫——保溫層設(shè)在承重層內(nèi)側(cè)外保溫——保溫層設(shè)在承重層外側(cè)三種保溫構(gòu)造的特點(diǎn)比較：倒鋪屋面熱橋保溫在建筑熱工學(xué)中，形象地將容易傳熱的構(gòu)件或部分稱為“熱橋”。下圖為高效輕質(zhì)保溫?zé)針虿糠值膬?nèi)表面溫度i

熱橋的表象：圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體內(nèi)表面溫度,i

且：i i根據(jù)以上分析可知，熱橋是圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱量容易通過(guò)的構(gòu)件或部位。因此，熱橋的特土梁、柱都是磚墻的熱橋；但如在加氣混凝土砌塊墻中有磚砌的柱子，那么磚柱就成了加氣混凝土墻的熱橋。貫通式熱橋）熱橋的保溫控制指標(biāo)——熱橋內(nèi)表面溫度由于前述按最小總熱阻設(shè)計(jì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，只保證主體部分達(dá)到保溫要求，并沒(méi)有考慮熱橋的影響，所以，還要單獨(dú)校核熱橋內(nèi)表面是否會(huì)因溫度過(guò)低而結(jié)露，以便決定是否需要采取相應(yīng)的保溫措施。透明維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫與節(jié)能透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總面積中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，一般?0%~60%之間。提高窗保溫能力的措施：迎風(fēng)面(冬季主導(dǎo)風(fēng))不設(shè)或少設(shè)洞口;控制各向墻面的開(kāi)窗面積18PAGEPAGE36北向不大于0.20；東、西向不大于0.25(單層窗)或0.30(0.35。提高窗的氣密性，減少冷風(fēng)滲透我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作了規(guī)定，如果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求，則應(yīng)采取密封措施。實(shí)腹鋼窗窗縫處理方法，這種方法是將彈性較好的橡皮條固定在窗框上，窗扇關(guān)閉時(shí)壓緊在密封條上，效果良好。在木窗上同時(shí)采用密封條和減壓槽效果較好，風(fēng)吹進(jìn)減壓槽時(shí)，形成渦流，使冷風(fēng)和灰塵的滲入減少。在提高窗戶氣密性的同時(shí)，并非氣密程度愈高愈好，窗戶過(guò)分氣密對(duì)居室衛(wèi)生狀況和人體健康都是不利的。提高窗框的保溫性能通過(guò)窗框的熱損失，在窗戶的總熱損失中占有一定的比例。它的大小主要取決于窗框材料的導(dǎo)熱系數(shù)。以木材或塑料作窗框時(shí)，其保溫性能較好，熱損失較少；而用鋼或鋁合金作窗框時(shí)，由于金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)大，其熱損失亦相應(yīng)增大。為此，為節(jié)約能源與提高建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，宜推廣應(yīng)用塑料窗框。但不論用什么材料做窗框，都應(yīng)將窗框與墻之間的縫隙用保溫砂漿或泡沫塑料等填充密封。此外，窗框不宜平墻體內(nèi)表面裝置，而應(yīng)設(shè)在墻體的中間部位，以防止窗洞口周邊內(nèi)表面溫度過(guò)低。增加玻璃部分的保溫能力玻璃的熱阻很小，增加窗扇層數(shù)，可使層與層之間形成封閉空氣間層，從而增大窗的熱阻。為了節(jié)省材料、簡(jiǎn)化構(gòu)造，也可在單層窗扇上安裝雙層玻璃，兩層玻璃之間形成封閉空氣層，從而加大了玻璃部分的熱阻。這種窗常稱雙玻璃窗。玻璃之間空氣層厚度以20-30mm為宜，既可有良好的保溫性能，造價(jià)也不致過(guò)高。效果幾乎相當(dāng)于設(shè)置雙層玻璃窗。窗簾的使用比單層玻璃提高2.7倍。此外，以各種適宜的保溫材料制作各種形式的保溫窗扇，在白天得到了廣泛的應(yīng)用。

被動(dòng)式太陽(yáng)能利用設(shè)計(jì)在利用太陽(yáng)能的同時(shí)，靠機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，一定程度上也耗能。被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑備”，而進(jìn)行太陽(yáng)能與建筑用能的熱運(yùn)轉(zhuǎn)形式。A直接受益型被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑原理：通過(guò)建筑洞口的合理設(shè)計(jì)，讓太陽(yáng)能（陽(yáng)光）直接進(jìn)入建筑室B集熱墻被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑原理如圖。最早的集熱墻采用50cm厚砼制成。目前集熱墻在材料選用上有較大變化，如：磚、石墻；水墻；相變蓄熱材料墻。C附加日光間式被動(dòng)太陽(yáng)能建筑在建筑的適當(dāng)位置或利用建筑的走廊（南外廊理設(shè)計(jì)使其成為太陽(yáng)能暖房，達(dá)到與室內(nèi)熱交換的目的。這種形式國(guó)內(nèi)外都有研究和應(yīng)用，其效果較好。利于建筑造型的藝術(shù)處理；房屋的利用率提高；熱損失減少。D被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑采用被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖方案：當(dāng)太陽(yáng)輻射熱透過(guò)日光室玻璃照射到墻面上時(shí)，墻面吸收熱能，溫度升高，并通過(guò)對(duì)流方式將熱量傳給日光室內(nèi)的空氣，使之溫度升高，由上部開(kāi)口流入室內(nèi)；室內(nèi)的低溫空氣由下部開(kāi)口流進(jìn)日光室，不斷循環(huán)流動(dòng)的空氣提高了室內(nèi)氣溫，從而改善了室內(nèi)熱環(huán)境。注意問(wèn)題:南、南、西南向?yàn)橐?；日光室的玻璃?yīng)選擇熱光比大的玻璃，并應(yīng)有較大的面積。這是因?yàn)椴Ａ枯椛渫庖?；?shù)大的材料；上下通風(fēng)口尺寸應(yīng)適當(dāng)，過(guò)大、過(guò)小都會(huì)影響采暖效果；應(yīng)關(guān)閉上、下通風(fēng)口，避免室內(nèi)熱量的損失。除利用太陽(yáng)能采暖之外，在建筑上還可設(shè)法利用太陽(yáng)能使建筑物的各部分產(chǎn)生較大的溫差，以加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)，也能取得較好的效果。第四章建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳濕與防潮建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳濕1.材料吸濕特性材料的吸濕濕度在相對(duì)濕度相同的條件下，隨溫度的降低而增加。2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的水分轉(zhuǎn)移當(dāng)材料內(nèi)部存在壓力差、濕度差、溫度差時(shí)，都能引起材料內(nèi)部水分轉(zhuǎn)態(tài)水分的毛細(xì)滲透形式。內(nèi)部冷凝的檢驗(yàn)檢驗(yàn)內(nèi)表面是否產(chǎn)生冷凝，實(shí)質(zhì)上是檢驗(yàn)該處的溫度是否低于露點(diǎn)溫度。會(huì)產(chǎn)生表面冷凝。但圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的保溫薄弱部位則應(yīng)認(rèn)真檢驗(yàn)和慎重處理。為判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否會(huì)出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，可按下述步驟檢驗(yàn):PiPePtitePsPs分布線。PPs象。Ps線與P線不相交，說(shuō)明內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生冷凝；Ps線與P線兩線相交，則內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)冷凝。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的判斷在圍護(hù)結(jié)構(gòu)蒸汽滲透的途徑中，若材料的蒸汽滲透系數(shù)出現(xiàn)由大變小的界面，水蒸汽在此將遇到較大的阻礙，最易發(fā)生冷凝現(xiàn)象。習(xí)慣上把這個(gè)最易出現(xiàn)冷凝而且凝結(jié)最嚴(yán)重的界面，叫做圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的“冷凝界面”，如圖。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防潮防止和控制表面冷凝對(duì)于正常濕度的采暖房間，若圍護(hù)結(jié)構(gòu)已按最小總熱阻設(shè)計(jì)，且保溫薄用中應(yīng)盡可能使圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面附近的氣流暢通，家具不宜緊靠外墻布置。為防止供熱不均勻而引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的波動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面層宜采用蓄熱系數(shù)較大的材料，利用它蓄存的熱量起調(diào)節(jié)作用，減少出現(xiàn)周期性冷凝的可能。18~20℃以上，而相對(duì)75構(gòu)受潮和影響房間使用質(zhì)量。當(dāng)房屋在使用中處于短暫或間歇性高濕狀況時(shí)，為避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面冷凝水形成水滴下落，內(nèi)表面可采用吸濕能力強(qiáng)又耐潮濕的飾面層。在凝結(jié)期，水分被飾面層所吸收，待房間比較干燥時(shí)，水分又從飾面層蒸發(fā)出去。當(dāng)房屋在使用中處于連續(xù)高濕狀態(tài)時(shí)，為避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部受潮，內(nèi)表面應(yīng)設(shè)不透水飾面或增設(shè)防水層，以阻止冷凝水滲入圍護(hù)結(jié)構(gòu)深部。對(duì)于那種連續(xù)處于高濕條件下、又不允許內(nèi)表面冷凝水滴落的房間，內(nèi)表面在采用不透水材料層時(shí)，還應(yīng)在構(gòu)造上采取措施將表面冷凝水滴導(dǎo)流，并有組織地排除。防止和控制內(nèi)部冷凝材料層次的布置使水蒸汽“進(jìn)難出易”設(shè)置隔汽層建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，盡管“進(jìn)難出易”是合理構(gòu)造的原用最普遍的一種措施。設(shè)置通風(fēng)間層或泄汽溝道設(shè)置隔汽層雖能改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的濕狀況，但有時(shí)并不一定是最妥善的辦法，因?yàn)楦羝麑拥母羝|(zhì)量在施工和使用過(guò)程中難以保證。為此，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置通風(fēng)間層或泄汽通道。防止夏季結(jié)露的措施（5）密閉防結(jié)露（6）通風(fēng)防結(jié)露（7）空調(diào)防結(jié)露防止地面泛潮的措施在我國(guó)廣大南方地區(qū)，由于春季大量的降水，春夏之交氣溫驟升驟降，變化幅度甚大，加之空氣的濕度大，當(dāng)空氣溫度突然升高時(shí)，某些表面特別是地面的溫度將處于露點(diǎn)溫度之下，于是出現(xiàn)了泛潮現(xiàn)象。由于南方地區(qū)的氣候條件與北方地區(qū)顯著不同，建筑狀況也有許多區(qū)別，因此地面泛潮的防止措施也與采暖建筑不盡相同。地面應(yīng)具有一定的熱阻，減少地面對(duì)土層的傳熱量；地面表層材料的蓄熱系數(shù)要小，當(dāng)空氣溫度升高時(shí)，表面溫度能隨之波動(dòng)；表面材料有一定的吸濕作用，以“吞吐”表層偶爾凝結(jié)的水分。水泥砂漿地面、混凝土地面、水磨石地面等不滿足上述三個(gè)條件，故容易泛潮；而木地面、粘土磚地面、三合土地面基本滿足上述要求，一般也就不泛潮。值得注意的是，泛潮現(xiàn)象也可能在墻面、頂棚等表面出現(xiàn)，所以在一般非用水房間不宜采用不透汽材料作內(nèi)飾面。第五章建筑放熱與節(jié)能熱氣候特征與防熱途徑1.熱氣候特征與我國(guó)炎熱地區(qū)的范圍濕熱地區(qū)建筑，總體布置靈活。防熱措施有陽(yáng)臺(tái)、涼臺(tái)、遮陽(yáng)板、通風(fēng)屋頂?shù)?。干熱地區(qū)建筑生土建筑、內(nèi)院、柱廊、空氣層隔熱等等。2.室內(nèi)過(guò)熱的原因和防熱措施夏季室內(nèi)過(guò)熱的原因A.較高的室外氣溫; B.較強(qiáng)的太陽(yáng)熱輻射;C.室內(nèi)生產(chǎn)、生活產(chǎn)熱; D.圍結(jié)構(gòu)隔熱能力差。建筑防熱的綜合處理措施a城市、區(qū)域以及建筑的科學(xué)規(guī)劃b房間的自然通風(fēng)組織c圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱與散熱d窗口遮陽(yáng)f較高的環(huán)境綠化率與合理的建筑飾面處理室內(nèi)環(huán)境過(guò)熱往往是多種因素造成的，因此，必須采取綜合措施才能取得較好的效果。屋頂與外墻的隔熱設(shè)計(jì)隔熱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)房間在自然通風(fēng)情況下，建筑物的屋頂和東、西外墻的內(nèi)表面最高溫度應(yīng)滿足下式要求：max≤te.max式中max——圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度(℃)；te.max——夏季室外計(jì)算溫度最高值(℃)。內(nèi)表面溫度的高低直接反映了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能；同時(shí)，內(nèi)表面溫度直接與室內(nèi)平均輻射溫度相聯(lián)系，即直接關(guān)系到內(nèi)表面與室內(nèi)人體的輻射換熱，控制內(nèi)表面最高溫度，實(shí)際上就控制了圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)人體輻射的最大值。室外綜合溫度由于引起室內(nèi)溫度過(guò)熱的室外環(huán)境氣候因素主要是太陽(yáng)熱輻射和室外氣樣的，即最終結(jié)果都使圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度升高。為了便于進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱計(jì)算和設(shè)計(jì)，有必要給定一個(gè)室外熱作用參數(shù)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受熱作用及室外綜合溫度的概念室外綜合溫度除有周期波動(dòng)外，還有以下特點(diǎn)：房屋各朝向的外表面狀況相同，各朝向的室外綜合溫度也是不一樣的。在室外綜合溫度中，太陽(yáng)輻射熱當(dāng)量溫度表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所吸收的重的作用。室外綜合溫度并非完全客觀的參數(shù)，而是具有人為因素的影響。必須確定其最大值、平均值及振幅。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱計(jì)算夏季自然通風(fēng)的房屋建筑，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面受到室外綜合溫度的周期性熱作用，內(nèi)表面則處于室內(nèi)空氣周期性熱作用下，這兩種溫度的波動(dòng)周期都是24h。因此，應(yīng)按雙向周期性傳熱理論計(jì)算。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案確定后，便可進(jìn)行隔熱性能的驗(yàn)算，其目的是檢驗(yàn)內(nèi)表面最高溫度是否滿足(規(guī)范)要求。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)原則分清主次,突出重點(diǎn);首先且重要的是屋頂；其次是西、東墻;…選用淺色、平滑的材料做圍護(hù)結(jié)構(gòu)外飾面；重視建筑遮陽(yáng)的作用；設(shè)置通風(fēng)間層構(gòu)造，分流傳熱量；5.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱措施及構(gòu)造圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱是防止夏季室內(nèi)過(guò)熱的重要途徑。國(guó)內(nèi)許多單位和學(xué)者進(jìn)行了卓有成效的探討與研究，取得了豐碩的成果。屋頂隔熱采用淺色外飾面，減小當(dāng)量溫度當(dāng)量溫度反映了圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面吸收太陽(yáng)輻射熱使室外熱作用提高的程度，水平面接受的太陽(yáng)輻射熱量最大。因此，要減少熱作用，必須降低外表面太陽(yáng)輻射熱吸收系數(shù)。屋面材料的吸收系數(shù)值對(duì)當(dāng)量溫度的影響很大。當(dāng)采用太陽(yáng)輻射熱吸收系數(shù)較小的屋面材料時(shí)，即降低了室外熱作用，從而達(dá)到隔熱的目的。這種措施簡(jiǎn)便適用，所增荷載小，無(wú)論是新建房屋或者是改建的屋頂都適用。增大熱阻與熱惰性圍護(hù)結(jié)構(gòu)總熱阻的大小，關(guān)系到內(nèi)表面的平均溫度值，而熱惰性指標(biāo)值卻對(duì)諧波的總衰減度有著舉足輕重的影響。通常，平屋頂?shù)闹饕獦?gòu)造層次是承重層與防水層，另有一些輔助性層次。因此，屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性都不足，致使其隔熱性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。為此，常在承重層與防水層之間增設(shè)一層實(shí)體輕質(zhì)材料，如爐渣混凝土、泡沫混凝土等，以增大屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性。這種隔熱構(gòu)造方式的特點(diǎn)在于，它不僅具有隔熱的性能，在冬季也能起保溫作用，特別適合于夏熱冬冷地區(qū)。不過(guò)，這種方式的屋面荷載較大，而且夜間也難以散熱，內(nèi)表面溫度的高溫區(qū)段時(shí)間較長(zhǎng)，出現(xiàn)高溫的時(shí)間也較晚。通風(fēng)隔熱屋頂利用屋頂內(nèi)部通風(fēng)帶走面層傳下的熱量，達(dá)到隔熱的目的，是這種屋頂隔熱措施的簡(jiǎn)單原理。這種屋頂?shù)臉?gòu)造方式較多，既可用于平屋頂，也可用于坡屋頂；既可在屋面防水層之上組織通風(fēng)，也可在防水層之下組織通風(fēng)，基本構(gòu)造如下圖所示。通風(fēng)屋頂起源于南方沿海地區(qū)民間的雙層瓦屋頂，在平屋頂房屋中，以大階磚通風(fēng)屋頂最為流行。現(xiàn)以架空大階磚通風(fēng)屋頂為例，說(shuō)明這種屋頂?shù)膫鳠徇^(guò)程、構(gòu)造要點(diǎn)及適用范圍。當(dāng)室外綜合溫度將熱量傳給間層的上層板面時(shí)，上層將所接受的熱量向下傳遞，在間層中借助于空氣的流動(dòng)帶走部分熱量，余下部分傳人下層。因此，隔熱效果如何，取決于間層所能帶走的熱量，這與間層的氣流速度、進(jìn)氣口溫度和間層高度有密切關(guān)系。蓄水隔熱屋頂利用水隔熱的屋頂有蓄水屋頂、淋水屋頂和噴水屋頂?shù)炔煌问?。水之所以能起隔熱作用，主要是水的熱容量大，而且水在蒸發(fā)時(shí)要吸收大量的汽化熱，從而減少了經(jīng)屋頂傳人室內(nèi)的熱量，降低了屋頂?shù)膬?nèi)表面溫度，是行之有效的隔熱措施之一，特別是蓄水屋頂在南方地區(qū)使用較多。種植隔熱屋頂在屋頂上種植植物，利用植物的光合作用，將熱能轉(zhuǎn)化為生化能；利用植物葉面的蒸騰作用增加蒸發(fā)散熱量，均可大大降低屋頂?shù)氖彝饩C合溫度；同時(shí)，利用植物培植基質(zhì)材料的熱阻與熱惰性，降低內(nèi)表面平均溫度與沮度振幅。綜合起來(lái)，達(dá)到隔熱的目的。墻體隔熱改善室內(nèi)熱環(huán)境同樣具有很重要的意義。墻體隔熱的機(jī)理與屋頂相同，只是墻體為豎向部件，在構(gòu)造上有其特殊方式。在目前所用的墻體材料中，粘土磚實(shí)體墻是常見(jiàn)的一種。經(jīng)許多單位多年的研究、實(shí)測(cè)，兩面抹灰的一磚厚墻體，尚能滿足當(dāng)前一般建筑西墻和東墻的隔熱要求。由于其具有一定的防寒性能，不僅適用于夏熱冬暖地區(qū)，也可用于夏熱冬冷地區(qū)。5.4房間的自然通風(fēng)1、通風(fēng)的效用可排除房間內(nèi)滯留的余熱、濕氣、煙塵、氣味等，保持室內(nèi)空氣應(yīng)有的潔凈度。通風(fēng)可使室內(nèi)具有一定的風(fēng)速，從而增加人體的蒸發(fā)散熱量，緩解夏季的悶熱感。低溫氣流對(duì)人體與房間起冷卻作用，有利于改善炎熱季節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境。2、通風(fēng)的類型空氣的流動(dòng)，必須要有動(dòng)力，利用機(jī)械能驅(qū)動(dòng)空氣(例如鼓風(fēng)機(jī)、電扇)，稱為機(jī)械通風(fēng)；利用自然因素形成的空氣流動(dòng)，稱為自然通風(fēng)。本節(jié)研究有關(guān)建筑中的自然通風(fēng)問(wèn)題。3、自然通風(fēng)的成因A.熱壓作用B.風(fēng)壓作用37PAGEPAGE41注意：上述兩種自然通風(fēng)的動(dòng)力因素對(duì)不同建筑物是不一樣的。隨著地區(qū)的不同、地形的變化、建筑物的布局和周邊環(huán)境狀況的差異、室內(nèi)的使用情況等產(chǎn)生很大的差別。如工廠的熱車間，常有穩(wěn)定的熱壓可利用；沿誨地帶的建筑物，往往風(fēng)壓值較大，因此房間通風(fēng)良好。在一般民用建筑中，室內(nèi)、外溫差不大，進(jìn)、排氣口高度相近，難以形成有實(shí)效的熱壓，主要依靠風(fēng)壓組織自然通風(fēng)。若室外風(fēng)速較小，或沒(méi)有風(fēng)時(shí)，通風(fēng)必然難以通暢。因此，建筑師要善于利用自然通風(fēng)原理，合理地進(jìn)行建筑物的總體布局和設(shè)計(jì)建筑物的門、窗洞口，并采取必要的技術(shù)措施，使通風(fēng)成為改善室內(nèi)熱環(huán)境的有利因素。4、自然通風(fēng)的要求自然通風(fēng)組織的關(guān)鍵是要讓房間形成穿堂風(fēng)。穿堂風(fēng)即風(fēng)從迎風(fēng)面的進(jìn)風(fēng)口吹入，穿過(guò)整個(gè)房間或房間的大部分區(qū)域，從背風(fēng)面的出風(fēng)口吹出。對(duì)穿堂風(fēng)的要求：風(fēng)場(chǎng)均勻；流線短捷；（3）風(fēng)速適宜（0.3~1.0m/s)（4）穿過(guò)人經(jīng)常活動(dòng)的區(qū)域。5、自然通風(fēng)組織的建筑措施正確選擇建筑的朝向、間距；合理布置建筑組群及其空間構(gòu)成；確定合理的建筑平面形式；建筑朝向與間距影響建筑朝向、間距及總體布局的因素很多，通風(fēng)、日照是其中的基本因素。自然風(fēng)具有方向的多變化性、時(shí)間上的不連續(xù)性及速度上的不穩(wěn)定性。就一個(gè)地區(qū)而言，經(jīng)過(guò)多年的觀測(cè)與分析，得出了一些規(guī)律，以風(fēng)玫瑰圖的方式表示，因此，風(fēng)玫瑰圖成為自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。由于建筑物迎風(fēng)面最大的壓力是在與風(fēng)向垂直的面上，所以在夏季有主導(dǎo)風(fēng)向的地區(qū)，應(yīng)盡量使房屋縱軸垂直于主導(dǎo)風(fēng)向。我國(guó)大部分地區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向都是南或南偏東，因而，在傳統(tǒng)建筑中多為坐北朝南，即使在現(xiàn)代建筑中，也以南或南偏東為最佳朝向。選擇這樣的朝向也有利于避免東、西曬，兩者都可以兼顧。對(duì)于那些朝向不夠理想的建筑，就應(yīng)采取有效措施妥善解決上述兩方面問(wèn)題。風(fēng)向投射角建筑群的布局建筑群的布局和自然通風(fēng)的關(guān)系，可以從平面和空間兩個(gè)方面考慮。一般建筑群的平面布局有行列式、錯(cuò)列式、斜列式、周邊式等。如下圖所示。群內(nèi)部的流場(chǎng)因風(fēng)向投射角不同而有很大變化。錯(cuò)列和斜列可使風(fēng)從斜向?qū)私ㄖ簝?nèi)冬季寒冷地區(qū)。建筑物的高度、長(zhǎng)度和深度對(duì)自然通風(fēng)有很大影響。建筑的平面布置與剖面設(shè)計(jì)建筑平面與剖面的設(shè)計(jì)，除了滿足使用要求外，在炎熱地區(qū)應(yīng)盡量做到有較好的自然通風(fēng)。為此,應(yīng)遵循以下基本原則:主要房間應(yīng)布置在夏季迎風(fēng)面，輔助用房可布置在背風(fēng)面，并以建筑構(gòu)造與輔助措施改善通風(fēng)效果。用部位。宜過(guò)大，可用調(diào)節(jié)開(kāi)口的辦法，調(diào)節(jié)氣流速度和流量。設(shè)通風(fēng)口或者調(diào)節(jié)通風(fēng)構(gòu)造。流，組織自然通風(fēng)。房間的開(kāi)口和通風(fēng)構(gòu)造措施房間開(kāi)口尺寸的大小，直接影響風(fēng)速及進(jìn)風(fēng)量。開(kāi)口大，則氣流場(chǎng)較大；縮小開(kāi)口面(b并不存在正比關(guān)系。據(jù)測(cè)定，當(dāng)開(kāi)口寬度為開(kāi)間寬度的1／3—2／3、開(kāi)口面積為地板面積的15％-25(c)表示進(jìn)風(fēng)口大于出風(fēng)口，結(jié)果加大了排出室外的開(kāi)口的相對(duì)位置，不論是平面位置，還是剖面的高低，都直接影響氣流路線，圖1．4-24開(kāi)口位置，以取得良好的通風(fēng)效率。圍護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)口位置對(duì)室內(nèi)氣流的影響（a）平面圖 （b）剖面圖在房屋建筑中，某些建筑構(gòu)件對(duì)室內(nèi)通風(fēng)將產(chǎn)生影響。首先，門、窗裝