1、建筑物理,1.1室外热环境：,构成室外热环境的主要气候因素：太阳辐射、大气温度、空气湿度、风、降水等因素综合组成的一个热环境。,1. 太阳辐射:,太阳辐射是房屋外部的主要热源：如图：太阳辐射图解到达地面的太阳辐 射又可分为：直接辐射 和散射辐射。,影响太阳辐射强 度的因素：太阳高 度角、大气透明度、 地理纬度、云量和 海拔高度等。,2. 大气温度:,气温：指空气的温度。一般气象学上所指气温是距地面高处的空气温度。 影响气温的主要因素：入射到地面上的太阳辐射热量， 地形与地表面的覆盖以及大气环流的热交换作用等。其中， 太阳辐射起决定作用。 气温变化：四季变化 （年变化）、日变化和随 地理纬度的变
2、化。,3. 空气湿度:,空气湿度：表示大气湿润程度。一般用相对湿度表示。 相对湿度的日变化通常与气温的日变化相反：如图11-1 我国各地的相对湿度： 受海洋气候影响，南方大部分地区相对湿度一年内夏季最大，,秋季最小；华南和东南沿海 一带因春季海洋气团入侵， 且此时温度还不高，形成较 大相对湿度，大约以3-5月 为最大，秋季最小，南方地 区在夏季之交气候潮湿，室 内地面常出现泛潮现象。,4. 风,风指由大气压力差所引起的大气水平方向的运动。,风的种类：季候风：由大气环流形成的风，在一年内随季节不 同而有规律变换方向。例如：我国气候特点之一就是 季风性强。,地方风：由于地面上水陆分布，地势起伏，表
3、面覆 盖等地方性条件不同而引起小范围内的大气环流。如：水陆风，山谷风，庭院风，巷道风，这些都是由 于局部受热不均而引起的，其特点是日夜交替变向。,风的描述：风通常是以水平运动为主的空气运动。风的描述 包括风向和风速。风玫瑰图能直观反映一个地方的风速和风向。如下图。 (a)为某地夏季七月的风向频率分布；(b)为各方位的风速。,5. 降水:,指从地球表面蒸发出去的大量水汽进入大气层，经凝结后又降到地面上的液态或固态水分。如：雨、雪、冰、雹等。,中国的热工分区,略,室内热环境是指空气温度、湿度、风速及环境平均辐射温度等因素综合组成的一种室内热环境。,1.2 室内热环境,室内气候对人体的影响主要表现在
4、冷热感。冷热感取决于人体新陈代谢产生的热量和人体向周围环境散热量之间的平衡关系，如图。,体温恒定；体温上升；体温下降。,qr: 人体与环境辐射换热率,qw: 人体蒸发散热率,qm: 人体新陈代谢产热率,qc:人体与环境对流换热率,室内热环境的综合评价,1、有效温度ET 是室内气温、相对湿度、空气速度在一定组合下的综合指标。 缺陷：没有考虑热辐射变化的影响。 2、热应力指数HIS：全面考虑热环境四个因素的影响。 3、预测热感指数：PMV是能全面反映室内各气候要素对人体热感觉影响的评价方法。由丹麦学者P.O.Fanger教授提出的。是迄今为止考虑人体热舒适感诸多有关因素最全面的评价指标。,第1.2
5、章 建筑热工学基本知识,1 传热的基本方式 2 围护结构的传热过程 3 湿空气的物理性质,7-1 传热的基本方式,传热的特点：传热发生在有温度差的地方，并且总是自发地由高温处向低温处传递。,实际传热过程温度场,传热有三种基本方式（如图7-1）： 1. 导热 2. 对流 3. 辐射,一、导热：（传热）,定义：指温度不同的物体直接接触时，靠物质微观粒子（分子、原子、自由电子等）的热运动引起的热能转移现象。,导热可在固体、液体、和气体中发生，但只有在密实的固体中才存在单纯的导热过程。,在建筑热工学中，大量课题涉及非金属固体材料的导热，有时也涉及空气、水分或金属导热问题。,二、对流：,定义：对流只发生
6、在流体中，是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。,促使流体产生对流的原因： 1. 本来温度相同的流体，因其中某一部分受热（或冷却）而产生温度差，形成对流运动，称为“自然对流”。 2. 因受外力作用（如风吹、泵压等）迫使流体产生对流，称为“受迫对流”。,工程上遇到的一般是流体流过一个固体壁面时发生的热量交换过程，称为“对流换热”。,单纯的对流换热不存在，总伴随有导热发生。,三、辐射：,定义：辐射指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著效应的电磁波）来传递能量的现象。,自然界中凡温度高于绝对零度（0K）的物体，都能发射辐射热，同时，也不断吸收其它物体投射来的辐射热。,特点
7、：辐射换热时有能量转化：热能 -辐射能- 热能 参与换热的物体无须接触。,如图，辐射热的反射、 吸收与透射。 例：普通窗玻璃 的保温能力、吸热玻璃,实际传热过程：,例：冬季，室内通过外墙向室外传热是包含三种基本传热方式的复杂过程。如图所示：,对流 辐射,导热,对流 辐射,温度场：,热量传递的动力是温度差，研究传热时必须知道物体的温度分布。,对某一物体或某一空间来说，某一瞬时，物体内各点的温度总计叫温度场。,物体内各点温度不随时间变化，称为稳定温度场；反之，则为不稳定温度场。,在稳定温度场内发生的热量传递过程为稳定传热过程；在不稳定温度场内发生的热量传递过程为不稳定传热过程。,2-3 湿空气的物
8、理性质,一、水蒸气分压力 二、空气湿度 三、露点温度,一、水蒸气分压力：,湿空气：指干空气与水蒸气的混合物。,道尔顿分压定律：,在温度和压力一定的条件下，一定容积的干空气所能容纳的水蒸气量是有一定限度的。 水蒸气的含量未达到限度的湿空气，叫未饱和湿空气；达到限度时则叫饱和湿空气。,饱和蒸汽压（或最大水蒸气分压力）：处于饱和状态的湿空气中水蒸气所呈现的压力。,标准大气压下，饱和蒸汽压随温度的升高而增大。,二、空气湿度：,湿度：空气的干湿程度。,绝对湿度：单位体积空气中所含水蒸气的重量。 绝对湿度一般用 表示；饱和空气的绝对湿度用饱和蒸气量 表示。,相对湿度：一定温度和大气压下，湿空气的绝对湿度与同温同压下的饱和蒸气量的百分比。 表示为=f/f max X100%,三、露点温度：,露点温度：（设不人为地增加或减少空气含湿量，而只用干法加热或降温空气） 某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度 时所对应的温度，称为该状态下空气的露点温度，用 表示。 若从 往下继续降温，则空气中容纳不了原有水蒸气，迫使部分水蒸气凝结成水珠（露水）析出。,THE END,
