建筑物理思维导图

这是一篇关于建筑物理的思维导图。柳孝图《建筑物理》第三版，第一篇热工学部分各章思维导图及重点知识概述。考研可作参考。

建筑热工学

• 第1章 室内热环境
  • 1.1室内热环境
    • 室内热环境组成要素
      • 气温
      • 湿度
      • 气流
      • 壁面辐射
    • 热平衡
    • 热舒适
    • 热平衡影响因素
      • a.人体新陈代谢热量qm
      • b.对流换热量qc
      • c.热辐射换热量qr
      • d.人体的蒸发散热量qw
    • 室内热环境综合评价
      • 有效温度ET
      • 热应力指数HSI
      • 预计热感觉指数PMV
      • 心理适应性模型
    • 室内热环境影响因素
      • a.室外气候因素
      • b.热环境设备影响
      • c.其他设备影响
      • d.人体活动影响
  • 1.2室外气候
    • 太阳辐射
      • 概念
      • 太阳辐射到达地球表面的三种流失
        • 反射
        • 散射
        • 吸收
      • 总辐射
        • 直接辐射:直接辐射照度与太阳高度角成正比，与大气透明度成正比。
        • 散射辐射:散射辐射照度与太阳高度角成正比，与大气透明度成反比。
    • 气温
      • 增温:吸收地面的长波辐射（3-120μm）
      • 影响地面附近气温因素
        • a.入射到地面上的太阳辐射热量
        • b.大气的对流作用
        • c.下垫面
        • d.海拔高度及地形地貌
      • 逆温现象
    • 空气湿度
      • 概念:指空气中水蒸气的含量
      • 绝对湿度 相对湿度
    • 风
      • 概念:指由大气压力差引起的大气水平方向运动
      • 大气环流 概念
      • 风的特性（风玫瑰图）
        • 风向
        • 风速
    • 降水
      • 概念:
        • 从大地蒸发出来的水汽进入大气层，经过凝结后又降在地面上的液态或固态水，简称降水。
  • 1.3 我国建筑热工设计分区及设计要求
    • 严寒地区
      • 概念
        • 指累年最冷月平均温度低于或等于-10℃的地区。
      • 地区:主要包括内蒙古和东北北部，新疆北部地区，西藏和青海北部地区。
      • 设计要求:必须满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热。
    • 寒冷地区
      • 概念
        • 指累年最冷月平均温度为0-10℃的地区。
      • 地区:包括华北地区，新疆和西藏南部地区以及东北南部地区。
      • 设计要求:建筑应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热。
    • 夏热冬冷地区
      • 概念
        • 指累年最冷月平均温度为0~10℃，最热平均温度25~30℃地区。
      • 地区:包括长江中下游地区及南岭以北，黄河以南的地区。如成都。
      • 设计要求，建筑必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温。
    • 夏热冬暖地区
      • 概念
        • 指累年最冷月平均温度高于10℃，最热月平均温度25~29℃的地区。
      • 地区:南岭以南，南方沿海地区。
      • 设计要求:建筑必须充分满足夏天防热要求，一般可不考虑冬季保暖。
    • 温和地区
      • 概念
        • 指累年最冷月平均温度为0~13℃，最热月平均温度18~25℃的地区。
      • 地区:主要包括云南，贵州西部以及四川南部地区。
      • 设计要求:建筑应考虑冬季保暖，一般可不考虑夏季防热
  • 1.4 城市气候与微气候
    • 城市气候
      • 概念:是在不同区域气候的条件下，在人类活动特别是城市化的影响下形成的一种特殊气候。
      • 成因
        • 城市中由于接到纵横建筑物，鳞次栉比。高低不一，形成了特殊的下垫面
        • 城市密集人口的生活和生产活动消耗大量能源排放，很多“人为热” “人为气体”和污染物。
      • 城市气候要素变化主要体现在
        • 大气透明度较小，削弱了太阳辐射。
        • 气温较高，形成热岛效应。
          • 热岛效应概念
          • 城市热岛强度
        • 风速减小，风向随地而异。
        • 蒸发减弱，湿度变小。
        • 雾多，能见度差。
    • 微气候
      • 概念
      • 影响区域内热微环境的因素。
        • 下垫面的影响。
        • 建筑物的影响。
        • 气流的影响。
• 第2章 建筑传热与传湿
  • 2.1传热方式
    • 传热基本知识
      • 传热概念:指物体内部或者物体与物体之间的热能转移现象。
      • 传热的基本方式
        • 导热
        • 对流
        • 辐射
      • 热传递的动力是:温度差。
      • 稳态传热过程: 是指两个稳定温度场之间发生的传热过程。反之则称为非稳态传热过程。
    • 导热
      • 导热的机理
        • 导热概念:是由温度不同的质点（分子，原子，自由电子）在热运动中引起的热能传递现象。
        • 导热机理:P36
        • 导热系数:稳定状态下，1m厚的物体两侧表面温差为1℃时，在1h通过1㎡所传导的热量。
      • 材料的导热系数及其影响
        • 材质的影响
        • 材料干密度的影响
        • 材料含湿量的影响
      • 热阻
        • 公式:R＝d/λ
        • 概念:是热流通过璧体时遇到的阻力，它反映了璧体抵抗热流通过的能力。
        • 在同样的温差条件下，热阻越大，通过壁体的热量越少
    • 对流
      • 概念:是由于温度不同的各部分流体之间发生的相对运动，相互掺和而传递的热能
      • 发生环境
        • 流体之中
        • 固体表面和其紧邻的运动流体之间
      • 对流类型
        • 自然对流换热
        • 受迫对流换热
    • 辐射
      • 热辐射的本质与特点
        • 概念:热射线的传播过程叫做热辐射。
        • 本质:凡是温度高于绝对零度的物体，由于物体原子中的电子振动或激动，就会从表面向外界空间辐射出电磁波，不同波长的电磁波落在物体上，可产生各种不同的效应。
        • 热射线:通常把波长在0.4~40μm范围内的电磁波包括可见光和红外线的短波部分，称为热射线。
        • 红外线:波长在0.8~600μm之间的电磁波称为红外线。
        • 特点
          • ①在辐射传热过程中，伴随着能量形式的转化。
          • ②电磁波的传播不需要任何中间介质
          • ③凡是温度高于绝对0度的一切物体，不论他们的温度高低，都在不间断的向外辐射不同波长的电磁波。
      • 辐射能的吸收，反射和透射
        • 能量守恒定律:rh+ρh+τh＝1
        • 绝对白体
          • 能将辐射热全部反射的物体。rh＝1
        • 绝对黑体
          • 能将辐射热全部吸收的物体。ρh＝1
        • 绝对透明体
          • 能将辐射热全部透过的物体。τh＝1
      • 辐射本领，辐射系数和黑度。
        • 辐射本领
        • 灰体
        • 辐射率
        • 温室效应
      • 辐射换热的计算。
  • 2.2平壁的稳态传热
    • 平壁传热过程
      • 平壁内表面吸热
      • 平壁材料层导热
      • 平壁外表面散热（放热）
    • 封闭空气间层传热
      • 过程1.2.3.
      • 特点
    • 平壁总热阻计算
      • 公式
  • 2.3平壁的周期性传热
    • 周期性传热概念
    • 导温系数概念
    • 简谐热作用下，材料和围护结构的热特性指标
      • 材料蓄热系数
      • 材料层热惰性指标
  • 2.4建筑传湿
    • 湿空气概念
      • 湿空气
      • 饱和蒸气压
      • 饱和蒸气量
      • （未）饱和空气
      • 绝对湿度
      • 相对湿度
      • 露点温度
      • 结露
    • 材料的吸湿和传湿
      • 平衡湿度概念
      • 传湿概念
      • 传湿的两种方式
        • 气态的扩散（蒸汽渗透）
        • 液态水分的毛细渗透
    • 围护结构的蒸汽渗透
      • 蒸汽渗透概念
      • 蒸汽渗透系数
• 第3章 建筑保温与节能
  • 基本原则（5点，p73）
  • 3.1建筑保温的途径
    • 1.建筑体型的设计应尽量减少外围护结构的总面积。
    • 2.围护结构应具有足够的保温性能。
    • 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。
    • 5.避免潮湿，防止壁内产生冷凝。
  • 3.2围护结构保温设计
    • 原则:外表面温度不低于露点温度。
    • 围护结构保温设计计算。
      • 最小传热阻。
      • 采暖耗热量指标。
      • 经济传热阻。
      • 传热阻，传热系数。
    • 维护结构保温构造
      • 保温，承重合二为一
      • 复合构造
        • 内保温
        • 外保温
        • 夹芯保温，中保温
      • 单一，轻质保温构造
  • 3.3围护结构传热异常部位的保温措施
    • 窗的保温
      • 1.提高窗的保温性能
      • 2.控制各向墙面的开窗面积。
      • 3.提高窗的气密性，减少冷风渗透
      • 4.提高窗户冬季太阳辐射得热
    • 热桥保温
      • 热桥概念
      • 措施
    • 外墙交角保温
    • 地面保温
  • 3.4围护结构受潮的防止与控制
    • 冷凝分类
      • 表面凝结
      • 内部凝结
    • 内部冷凝的检验
      • 方法一: 内部各处的温度是否低于该处的露点温度
      • 方法二:水蒸气分压力是否高于该处温度所对应的饱和蒸气压
      • 方法三:经验判断（冷凝界面）
    • 防止和控制冷凝的措施
      • 防止和控制表面冷凝
        • 正常适度的采暖房间（3点）
        • 高湿房间（4点）
        • 防止地面泛潮（3点）
      • 防止和控制内部冷凝
        • 1.材料层次的布置应遵循“难进易出”的原则。
        • 2.设置隔汽层
        • 3.设置通风间层，或泄气沟道。
• 第4章 建筑隔热与通风
  • 4.1室内过热的原因及防热途径
    • 原因
      • 1.室外较高的气温，通过室内，外空气对流，将大量的热量传入室内
      • 2.太阳辐射热，透过窗户直接进入室内
      • 3.外来长波辐射透过窗户传入室内
      • 4.透过围护结构传入热量
      • 5.室内生产，生活及设备产生的余热
    • 途径
      • 1.减弱室外热作用
      • 2.窗口遮阳
      • 3.维护结构的隔热与散热
      • 4.合理的组织自然通风
      • 5.尽量减少室内余热
  • 4.2围护结构隔热设计
    • 室外综合温度
    • 围护结构外表面受到的热作用的三种不同方式
      • 1.太阳辐射热的作用
      • 2.室外空气的传热
      • 3.长波辐射热
    • 等效温度
    • 外围护结构的隔热措施
      • 1.屋顶隔热
        • a.采用浅色外饰面，减少当量温度
        • b.提高屋顶自身的隔热性能
        • c.通风隔热屋顶
        • d.种植隔热屋顶
        • e.水隔热屋顶
      • 2.外墙隔热
        • a.在设计复合墙体构造时，应注意材料的布置顺序， 应将导热系数小的轻质材料放置在外侧,而将热容量大的材料放置在内侧。
        • b.在墙体外侧也可以设置垂直通风间层，利用热压和风压的综合作用时， 间层内空气流通，带走墙体外表面吸收的热量
        • c.外墙绿化遮阳同样能有效的降低室外热作用
        • d.墙体外表面采用浅色饰面对改善墙体隔热性能也是有利的, 但特别要注意对环境，尤其是交通干道产生光污染以及反射辐射热对临近建筑物的影响
  • 4.3房间的自然通风
    • 建筑通风概述
    • 通风降温
      • 舒适性通风概念
      • 措施
        • 1.室内的气流速度应保证在1.5~2.0m每秒左右， 因而需要大面积的，且有良好遮阳的窗户和穿堂风。
        • 2.借助于机械通风设备，保证室内的气流。
        • 3.室内的热量要尽快排出，墙体等围护结构的蓄热能力不能太好， 否则会蓄积很多热量，影响热量的散发。因此应以轻型围护结构为主。
    • 自然通风原理
      • 产生压力差的原因有:风压作用和热压作用。
      • 风压作用下的自然通风
      • 热压作用下的自然通风
    • 自然通风组织
      • 1.建筑朝向，间距及建筑群的布局（6点p123）
        • a.夏季有主导风向的地区，应尽量使房屋纵向垂直于主导风向。
        • b.夏季主导风向与风玫瑰图并不一致，则应按实际的地方风向确定建筑物的朝向。
        • c.适宜的风向投射角。
        • d.增加建筑深度，则可缩短漩涡区的深度。
        • e.在建筑群空间布局设计中，同样需要考虑不同高度建筑组合时可能对风环境的影响。
        • f.后幢高层建筑下方开口，可增大近地处的风速，有利于周边的风环境。
      • 2.建筑的平面布置与剖面设计（5点 p126）
      • 3.门窗的位置和尺寸（6点 p127-129 其中包含以下4.5.）
      • 4.门窗开启方式
      • 5.设置导风板
• 第5章 建筑日照与遮阳
  • 5.1日照的基本原理
    • 主要节气的太阳赤纬角
    • 太阳高度角
    • 太阳方位角
  • 5.2 日照标准与日照间距
    • 日照标准
      • 住宅日照标准
      • 其他建筑日照标准（宿舍，托儿所，幼儿园，老人住宅，医院，疗养院。）
    • 日照间距
      • 日照间距概念
      • 日照间距系数
      • 日照间距系数公式
  • 5.3日照分析方法
    • 棒影日照图
  • 5.4建筑遮阳
    • 为什么要遮阳
      • 阻挡太阳辐射
      • 防止室温升高
      • 减少眩光
      • 将适宜的自然阳光引入房间
    • 根据遮阳装置的安放位置可分为内遮阳，中间遮阳，外遮阳三种
    • 遮阳的分类
      • 1.固定式外遮阳
        • a.水平式遮阳:适用于南向附近窗口，而在北回归线以南地区，它既可用于南向窗口，也可以用于北向窗口。
        • b.垂直式遮阳:主要是用于北向东北向和西北向附近的窗口。
        • c. 综合式遮阳:主要是用于东南向或西南向附近窗口。
        • d. 挡板式遮阳:主要是用于东向，西向附近窗口。
      • 2.可调式外遮阳
        • 遮阳棚，百叶窗，室外卷帘。
      • 3.玻璃遮阳
        • 吸热玻璃，反射玻璃，低辐射玻璃。
    • 遮阳设施对室内环境的影响
      • 外遮阳系数
    • 遮阳设施构造设计要点
      • 1.遮阳的板面组合和构造。
      • 2.遮阳板的安装位置。
      • 3.材料和颜色