建筑物理复习资料

光通量：表示光源单位时间内向周围空间辐射出去并使人眼产生光感的能量。

照度：对于被照面而言，常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它被照射的程度，这就是照度，符号为E。

露点温度：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达到100%时所对应的温度。

采光系数：在室内给定平面的一点，由直接或间接地接收来自假定和已知天空亮度分布在天空漫射光而产生的照度与同一时刻该天空半球在室外无遮挡水平面上产生的天空漫射光照度之比。

体形系数：建筑物与室外大气接触的外表面及与其所包围的体积的比值

材料导热系数：在稳定条件下，1m厚的物体，两侧表面温度为1℃时，在1h内通过1m²面积所传导的热量。W/(m.k)

保温层放在承重层外侧有何优缺点：

优点：1.大大降低承重层温度应力的影响 2.对结构和房间的热稳定性有利 3.防止保温层产生蒸汽凝结 4.防止产生热桥 5.有利于旧房改造

缺点：对于大空间和间歇采暖（空调）建筑不宜 对于保温效果好又有强度施工方便的保温材料难觅 材料导热系数的概念和影响因素：

在稳定条件下，1m厚的物体，两侧表面温度为1℃时，在1h内通过1m²面积所传导的热量。W/(m.k)

1）材质的影响 不同材质具有不同的导热系数，相差悬殊。

2）材料干密度的影响 材料密实程度也对导热系数具有影响。大大 3）材料含湿量的影响 大大 温度 热流方向

建筑保温的途径：

1.建筑体型的设计，尽量减少外围护结构的总面积（体型系数 0.3 0.35 0.4 体型系数超过规范值，要提高围护结构的保温性能加以弥补）2.围护结构应有足够的保温性能 3.争取良好的朝向和适当的建筑物间距4.增强建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利影响（在设计中尽可能避开迎风地段，减少门窗洞口，加强门窗的密闭性；在出入频繁的大门处设置门斗）5.避免潮湿，防止壁内产生冷凝（建筑材料的导热系数随材料的含湿量增大而增大）

窗的传热特点及提高其热工性能的方法： 辐射、传导、对流

1.改善玻璃部分的保温性能（增加空气层，镀低辐射涂层（low-e玻璃），挂窗帘（铝箔窗帘）） 2.提高窗框的保温性能（塑料窗框）B.控制各向墙面的开窗面积C.提高窗的气密性，减少冷风渗透D.提高窗户冬季太阳辐射得热 说明建筑的防热途径：

1.减弱室外热作用2.窗口遮阳3.围护结构的隔热与散热4.合理组织自然通风5.尽量减少室内余热

说明四种遮阳形式适宜的朝向： 水平式遮阳 南向 南向北向 竖直式遮阳 北向，东北向、西北向 综合式遮阳 东南向、西南向 挡板式遮阳 东向、西向

分析浅色外表面处理和蓄水层盖的隔热肌理，建筑处理中应该注意哪些问题： 浅色外表面是利用ps小，降低ts从而降低tsa的热作用达到隔热的目的，（减少太阳辐射吸收系数，降低综合温度）应注意光污染问题；蓄水屋盖是利用水的比热大、汽化潜热大，依靠蒸发消耗太阳辐射热起到隔热作用，应注意防水处理、水层厚度和加盖处理问题。

照度：对于被照面而言，常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它被照射的程度，这就是照度，符号为E。

发光强度：光通量在空间的分布密度。 论述点光源下两个基本量之间的关系： 说明中学教室的采光设计要求：

满足采光标准要求，保证必要的采光系数

均匀的照度分布，学生是分散在整个教室内，要求照度分布均匀，希望在工作区域内照度差别限制在1:3之内；在整个房间内不超过1:10 对光线方向和阴影的要求，光线方向最好从左侧上方射来，单侧采光时，黑板位置正确，双侧采光，则应分主次，将主要采光窗设置在左边

避免眩光，南向窗口可能导致直接眩光，，故在有条件时加以遮挡，是不能直射天空；油漆面的课桌和黑板可能导致反射眩光，应尽量设法避免。 说明灯具的利用系数的概念及其影响因素：

灯具的利用系数Cu表示光源实际投射到工作面上的有效光通量和全部灯的额定光通量之比

灯具类型和照明方式灯具效率房间尺寸室内顶棚、墙、地板、设备的光反射情况

热工学

人体热平衡的影响因素：人体新陈代谢产热量对流换热量辐射换热量蒸发散热量 太阳辐射强度：单位时间内垂直投射到单位面积上的太阳辐射能量 日照时数：一天内天阳直射光照射地面的时间，小时为单位 气温：距离地面1.5米高，背阴处的空气温度。 地球表面温度是决定上层空气温度的直接因素 地表与空气的热交换是影响空气温度的基本途径 气温的空间变化（水平、垂直）

空气温度的变化特点：周期性变化日较差和年较差日最高下午2~3s时最低4~5时 年热月7、8 冷月1、2

空气湿度：空气中水蒸气的含量，，相对湿度和绝对湿度，绝对湿度一日中相对稳定，相对湿度与气温变化反相，赤道区最大，向两极减少海拔高而低梅雨季节：南方相对湿度大，秋季少，春秋之交时气候潮湿，因采用通风除湿设计

来源：水体蒸发和植物蒸发影响因素：地面性质水体分布季节阴晴 风根本原因：太阳辐射不均匀所导致的地表温度增温的不同，低到高

风的主要形式：大气环流赤道得到的太阳辐射大于长波辐射散热，极地正相反地表温度季风冬季大陆吹向海洋夏季相反地方风水陆地势表面覆盖 风速，分为12级风向 8个方位 16个方位玫瑰图 降水强度：单位时间内的降水量

我国气候特点：大陆性气候显著的季风特点多样气候类型

分区指标：主要指标——最冷月平均气温和最热月平均气温辅助指标——日平均气温 热岛效应：由于城市的“人为热”及下垫面向地面附近大气层散发热量比郊区多，气温也比郊区高，且由市中心向郊区逐渐降低。

城市热岛效应对环境的影响：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

微气候：下垫面的不同（主要原因）建筑物气流建筑外表面对太阳辐射反射增强，从而使得上空的空气温度有所上升 气流的影响：冲刷边角增强效应穿越前低建筑对后高建筑的影响巷道风的加强上不建筑对下部建筑的影响

冰屋：干雪制成，厚度500mm的墙体可以提供较好的保温性能室外-30 室内-5以上 土坯建筑：冬暖夏凉墙厚340——450 屋面厚 460 利用土坯热惯性，室外日夜差24，室内不到6

烟囱效应缓解通风问题 三种传热方式和特点：。 传导：固气液 对流：气液 辐射：无需介质

传热的时间和空间概念：温度场：空间中各点温度的集合等温线热流指向温度梯度降低的方向。

固体、液体和气体中都有导热现象，单纯的导热只能在密实的固体中发生 热传导的特点：物体直接接触必须有温差依靠分子原子及自由电子等微观粒子热运动力传递热量

导热的肌理：平壁稳定传热傅里叶定律R=d/λ（反比正比的关系）

材料导热系数:在稳定条件下，1m厚的物体，两侧表面温度为1℃时，在1h内通过1m²面积所传导的热量。W/(m.k) 影响材料导热系数的因素：

1）材质的影响 不同材质具有不同的导热系数，相差悬殊。

2）材料干密度的影响 材料密实程度也对导热系数具有影响。大大 3）材料含湿量的影响大大

密度、湿度、温度（大大）、热流方向 多层平壁热流：R=R1+R2+R3+R4

对流：自然对流：温差受迫对流换热：外力 换热强度R=1/α

对流换热系数：自然对流时与温差有关垂直壁面水平壁面 受迫对流换热：主要取决于温差的大小风速的大小固体表面的粗糙度围护结构内表面围护结构外表面

辐射换热：能量形式转换物体的内能——电磁能——内能是物体间相互辐射的结果 温度高的地方净失热，温度低的地方净得热

辐射能的吸收、反射和透射影响因素：表面材料：材质、分子结构、表面光洁度、热辐射波长

温度越高，辐射能力越强常温下，辐射的成分主要以远红外和红外线成分为主 辐射体：黑体辐射本领最大灰体仅次选择性辐射体 黑体辐射光谱特点：温度越高，最大辐射力的波长越短 封闭空气间层传热：提高维护结构热工性能的有效方法

导热、对流和辐射三种传热方式综合作用：辐射70% 对流:与厚度、位置、传热方向有关导热很弱

提高空气间层热阻是主要方式：表面贴强反射材料将空气间层布置在低温一侧一个厚的间层不如几个薄的间层

平壁的传热过程：内表面吸热围护结构传热外表面防热

平壁传热q=温差/热阻平壁传热阻R0=RI+R总+RE (内、外表面换热组) R=d/λ组合墙传热系数K0=1/R总

内部温度的确定单层平壁温度分布：直线多层平壁：折线θm=ti-Ri+R（1,1+2,1+2+3）/（ti-te）

半无限壁厚平壁在间歇热作用下的传热特征：室外、表面及内部任一截面处的温度波动的周期相同

材料蓄热系数S：表示材料在周期性热作用下储蓄热量或放出热量的能力 重质材料蓄热系数大轻质材料蓄热系数小

材料层的热惰性指标：表征材料层抵抗热波动的能力D

D=RS D越大 ，温度波衰减越快，另一侧的温度波动越小，反之，相反 饱和蒸气压——空气溶湿能力

绝对湿度：单位容积空气所含水蒸气的重量只有在相同温度条件下，才能依据绝对湿度来比较空气的潮湿温度。 相对湿度比值温度高，他小

露点温度：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达到100%时所对应的温度。可以判断窗户是否会结露

冷凝：温度达到露点温度以下，空气中水蒸气液化析出的现象称为冷凝（结露） 易产生在保温层和防水层的界面上、墙角 1.3建筑保温与节能

建筑保温途径：1.建筑体型的设计，尽量减少外围护结构的总面积（体型系数 0.3 0.35 0.4 体型系数超过规范值，要提高围护结构的保温性能加以弥补）2.围护结构应有足够的保温性能 3.争取良好的朝向和适当的建筑物间距4.增强建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利影响（在设计中尽可能避开迎风地段，减少门窗洞口，加强门窗的密闭性；在出入频繁的大门处设置门斗）5.避免潮湿，防止壁内产生冷凝（建筑材料的导热系数随材料的含湿量增大而增大）

建筑物体的体形系数：建筑物与室外大气接触的外表面及与其所包围的体积的比值

体形系数大，单位建筑面积的传热量大（圆<正方形<长方形）严寒、寒冷地区建筑的体形系数小于或等于0.4 最小传热阻的计算 p77

围护结构的保温构造分为三种（外保温、内保温、中间保温）：单设保温层：保温、承重合二为一（自保温）构造；保温层、结构层复合构造；单一轻质保温构造。 门的保温途径：门扇保温门缝密封加设门斗 窗的保温措施：

1.控制窗墙面积比2.提高窗的密闭性，减少冷风渗透3.提高窗框的保温性能4.改善玻璃的保温能力5.使用保温窗帘

A.提高窗的保温性能：1.改善玻璃部分的保温性能（增加空气层，镀低辐射涂层（low-e玻璃），挂窗帘（铝箔窗帘）） 2.提高窗框的保温性能（塑料窗框）B.控制各向墙面的开窗面积C.提高窗的气密性，减少冷风渗透D.提高窗户冬季太阳辐射得热

围护结构内部是否出现冷凝现象主要取决于内部各处的温度是否低于该处的露点温度。“P”分布线：有交点——冷凝；无交点——无冷凝。（南方泛潮也是冷凝）

冷凝界面：把极易出现冷凝现象，且凝结最为严重的界面称为围护结构内部的“冷凝界面”。当蒸汽渗透系数由大到小或材料的导热系数由小到大时，极易出现冷凝。

防止和控制冷凝的措施：1.防止和控制表面冷凝 （1.正常湿度的采暖房间2.高湿房间3.防止地面泛潮）2.防止和控制内部冷凝（1.材料层布置遵循“难进易出”原则：材料蒸汽系数由小变大或材料导热系数由大变小——外保温；倒置屋面p992.设置隔气层3.设置通风间层或泄气通道）

控制冷凝：①合理布置材料层的相对位置 ②设置隔汽层

③设置通风渐层或泄气沟通 ④冷凝设置密闭空气层

热桥：在围护结构中，一般都有保温性能远低于主体部分的嵌入构件，这些构件或部位的热损失比相同面积主体部分的热损失多，他们的内表面温度也比主体低，这种容易传热的构件或部分称之为热桥

隔热设计标准：房间在自然通风条件下，建筑物的屋顶和东西墙面内表面最高温度不得高于室外计算温度的最高值。 1.4建筑防热的途径

建筑防热的途径：1.减弱室外热作用2.窗口遮阳3.围护结构的隔热与散热4.合理组织自然通风5.尽量减少室内余热

室外综合温度：1.定义：建筑物外围护结构受到室外温度和太阳辐射的两部分的作用，将二者合二为一称为室外综合温度，是假想的、实际不存在的温度。2.物理意义：用室外综合温度计算出建筑外围护结构的热性能、建筑冷负荷和热负荷。3.影响因素：1.外界空气温度2.外表面所吸收的太阳辐射3.与外界环境的长波辐射交换。

外围护结构的隔热措施：1.屋顶隔热（1.采用浅色外表面，减少太阳辐射当量温度2.提高屋顶自身的隔热性能3.通风隔热屋顶4.种植屋面隔热5.水隔热屋顶）2.外墙隔热 自然通风的原理：风压作用（穿堂风），热压作用（烟囱效应，解决竖向通风问题） 自然通风的组织：在夏季有主导风向的地区，应尽量使房屋垂直于主导风向 建筑长度越长，背后旋涡区越大 高度越高，背后旋涡区越大 深度越大，背后旋涡区越小

.5建筑日照与遮阳

太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角，叫太阳赤纬角。赤纬角在+-23度27分之间变化。P133

太阳高度角指太阳直射光线与地平面间的夹角。日出日落的太阳高度角为0度，正午12点的太阳高度角最大，太阳方位角为0度或180度。上下午的太阳高度角对称。向东为正，向西为负。

太阳方位角指太阳直射光线在地平线上的投影线与地平面正南向所夹得角，通常以正南向为0度。向西为正，向东为负。

时角指太阳所在的时圈与通过正南点的时圈所构成的夹角，单位为度。15度 15（t-12） 春秋分昼夜等长，所以日出时间为上午6:00，日落时间为下午6:00. 1、日照间距的计算Coths=L/H As=As’-180（见书P151） 棒影日照图的应用举例 （1）求建筑物的阴影区 （2）求建筑物的日照时间 （3）建筑朝向与间距的选择

中学生教室，老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时，幼儿园托儿所主要生活用房应获得冬至日不小于3小时 1.5.4建筑遮阳

窗口遮阳

固定式外遮阳 遮阳形式 适用范围

水平式遮阳 南向 南向北向

竖直式遮阳 北向，东北向、西北向 综合式遮阳 东南向、西南向 挡板式遮阳 东向、西向

可调式外遮阳 遮阳篷、百叶窗、室外卷帘

玻璃式外遮阳 吸热玻璃、反射玻璃、低辐射玻璃 屋面遮阳：屋顶构架遮阳屋顶花园

2.1建筑光学

可见光波长范围：380~780mm

光谱光视效应：人眼看同样功率的辐射，在不同波长时感觉到的明亮程度不同。人眼的这种特性用光谱光视效率曲线来表示。（表示两种颜色的波长比值）

明视觉曲线波长的最大值在波长555nm处，即在黄绿光部位最亮。（辐射强度相同，黄绿光的发光强度最大）

光通量、发光强度、照度、亮度 光的反射、吸收、透射

1、光通量：人眼对光的感觉量为基准的单位。符号为，单位为流明（lm） 表示光源单位时间内向周围空间辐射出去并使人眼产生光感的能量。 2、发光强度：光通量在空间的分布密度。 I= Φ / Ω Ω=A/R2

Ω为立体角，单位为球面度（sr） 发光强度符号为I，单位为cd（坎德拉）。1cd

=1lm/1sr

3、照度：对于被照面而言，常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它被照射的程度，这就是照度，符号为E。E=Φ / A， 常用单位为勒克斯（lx），它等于1lm的光通量均匀分布在1平方的被照面上。 照度与发光强度 E=I/R2

亮度：发光体在视线方向单位投影面积的发光强度，称为该放光体表面的亮度 L单位为cd/m2 L=I/Acosα

物理亮度：反映了物体表面的物理特性，亮度不变 表现亮度：观看时与环境明暗有关的亮度

4、眩光：指亮度过高或亮度对 比过大的刺眼光源。

直射眩光：直接被眼看到，引起视觉功能损失的眩光；

反射眩光：在一些光滑表面上，也可能看到眩光源的反射形象，同样能引起视觉功能的损失，称反射眩光。

5、光源的色温：把某一种光源的色品与某一温度下的黑体的色品完全相同时黑体的温度。

相关色温：把某一种光源的色品与某一温度下的黑体的色品最接近时的黑体温度。 6、光源的显色性：物体色在不同照明条件下的颜色感觉有可能要发生变化，这种变化可用光源的显色性来评价。

光源的显色性采用显色指数来度量 采光设计计算中使用的是全云天空模型 采光系数的大小与室外天气状况无关

2.1.4可见度及其影响因素

定义：可见度是指人眼辨识物体存在或形状的难以程度。

影响因素：1、亮度 最低亮度：asb；刺眼亮度：16sb 2、物体的相对尺寸（用视角描述） 3、亮度对比p175（观看对象和背景之间亮度的差异 天然光比人工光的效果好） 4、识别时间 5、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。（直接眩光：发光体引起；反射眩光：由视野中的反射引起）

直接眩光解决措施：（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）减少形成眩光的光源视看面积（减小立体角） （4）尽可能的增大眩光源的仰角

反射眩光解决措施：（1）尽可能使视觉作业的表面为无光泽表面，以减少规则反射形成的反射眩光 （2）应使视觉作业避开和远离照明同人眼形成的规则反射区域 （3）使发光表面面积大、亮度低的光源 （4）使引起反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少。 P183计算题

光气候分区P190 P205

采光系数（C）是个相对值，比值。它是在室内给定平面上的某一点由全阴天天空漫射光所产生的照度与同一时间、地点，在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度的比值。 窗洞口：

天然采光方式：侧面采光、顶部采光、混合采光

1、侧窗（侧面采光） 采光量：正方形窗>竖长方形>橫长方形；照度均匀性：竖长方形>正方形>橫长方形（窄而深的房间宜用竖长方形窗，宽而浅的房间宜采用橫长方形窗） 高侧窗（用于美术展览）窗间墙越宽，横向均匀性越差

侧窗采光缺点：照度沿房间进深下降很快，分布很不均匀，房间深处照度不足。

解决措施：提高窗位置或采用乳白玻璃、玻璃砖等扩散透光材料或采用将光线折射至顶棚的折射玻璃。倾斜顶棚、控光构件

在一些多层建筑中，将上面几层往里收，增加一些屋面，这些屋面刷白时，对上一层室内采光量增大的效果很明显。 2、天窗（顶部采光）种类：（1）矩形天窗（纵向矩形天窗、梯形天窗、横向矩形天窗、井式天窗）（2）锯齿形天窗（3）平天窗

采光效果最好：平天窗；通风效果最好：下沉式天窗

矩形天窗 纵向矩形天窗

梯形天窗（矩形天窗的玻璃倾斜放置） 采光量优于矩形天窗，但易积尘，进而影响采光 横向矩形天窗（下沉式天窗 ） 通风效果最好

井式天窗 无论是热压还是风压通风，天窗总是负压区。主要用于高温车间

锯齿形天窗 窗口朝向北面 用于恒温恒湿的车间如纺织厂的纺纱、织布、印染等车间

平天窗 可用于坡屋顶和坡度较小的屋面，可做成采光罩、采光板、采光带 采光效果最好

灯罩的作用：（1）重新分配光通量，提高光通量的利用率（2）避免眩光

描述灯具的光特性（1）配光曲线 a.定义：光强分布就是用曲线或表格表示光源或灯具在空间各方向的发光强度值，通常把某一平面上的光强分布曲线称为配光曲线。（用极坐标表示）b.配光曲线上的每一点，表示灯具在该方向上的发光强度 c.配光曲线按光源发出的光通量为1000lm来绘制。（2）遮光角 a.目的：降低或消除眩光 b.定义：指光源最边缘一点和灯具出光口的连线与水平线之间的夹角。（3）灯具效率：与灯源的发光效率无关。

灯具a.分类：按光通量在上下半球的分布分为：直接型、半直接型、漫射型、半间接型和间接型b.应用：宽赔光的直接型灯具适用于广场和道路照明、公共建筑中的暗灯 照明方式：a.分类：一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明 一般照明 适合于对光的投射方向没有特殊要求，在工作面上没有需要特殊提高可见度的工作点，以及工作点很密或不固定的场所（办公室） 分区一般照明 开敞式办公室 局部照明（不能单独使用）

混合照明（常用）由一般照明和局部照明组成 工业建筑 图书馆 教室

色温：光源的相关色温大于5300K，产生冷的感觉；小于3000K，暖。（色温高——冷；色温低——暖）冷色用于高照度水平、热加工车间，暖色用于车间局部照明、工厂辅助生活设施。有光源的光色决定

显色性：光源对物体本身颜色呈现的能力，也就是颜色逼真的程度。显色性越差，色差程度越大。

显色指数：显色指数是指光源显色性的度量（一般应用）

补充：

太阳辐射的等效温度与室外气温无关 明视觉：明亮环境中，锥体细胞起作用 暗视觉：暗环境中，杆体细胞起作用

中间视觉：椎体感光细胞和杆体感光细胞起作用，发挥的作用大小不同 室外综合温度的振幅与围护结构内表面的温度振幅的比值，称为该围护结构的衰减倍数 冬季得热和夏季防热的需求，南向窗的窗墙比控制在35%

衡量围护结构的隔热优劣，主要采用的指标有：衰减倍数和延迟时间内表面最高温度出现的时间室内最高湿度出现的时间

采光口按照在建筑物上的位置来分，可分为侧窗和天窗

临界照度：就是室内天然光照度等于规定的标准值时的室外照度采光标准