导图社区 建筑物理
这是一个关于建筑物理的思维导图，知识内容有建筑热工学基础知识、建筑的保温与节能（计算）、建筑围护结构的传湿与防潮（计算）等。
建筑物理知识总结，包括建筑热工学基础知识、建筑围护结构的传热计算与应用（计算题）、建筑的保温与节能（计算）、建筑围护结构的传湿与防潮（计算）等内容。
上课画的笔记以及结课老师画的重点，建筑材料是在建筑工程中所应用的各种材料。建筑材料种类繁多，大致分为：（1）无机材料，它包括金属材料（包括黑色金属材料和有色金属材料）和非金属材料（如天然石材、烧土制品、水泥、混凝土及硅酸盐制品等）。
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建筑物理
建筑热工学基础知识
室内热湿环境
人体的得热和失热过程
正常比例散热，对流换热约占总散热量的25%～30%， 辐射散热约占45%~50%，呼吸和无感觉蒸发散热约占25%～30%
室内热湿环境的要素
室内空气温度
空气湿度
气流速度
环境辐射温度
评价方法和标准
严寒地区居住建筑冬季采暖居室内基准设计温度为18℃， 托幼建筑采暖设计温度为20℃；夏热冬冷地区冬季居住 建筑室内热环境设计温度为16～18℃，夏季居住建筑室内热环境设计温度26～28℃
有效温度ET
空气温度 空气湿度 气流速度
25摄氏度适中
热感觉PMV-PPD指标
PMV＝0 PPD在±0.5之间 最舒适
水蒸气分压力
湿空气的总压力＝干空气分压力+水蒸气分压力
绝对湿度：单位体积空气中所含水蒸气的重量 f为真实存在的量，fm为饱和时的量，单位：g/m3
相对湿度
水蒸气的实际分压力：P＝0.461Tf Pa T：空气温度，K f：与P对应的绝对湿度，g/m3
露点温度
室外热湿环境
热岛效应
城市区域空气平均温度、瞬时温度的空间公布均大于郊区，形成众所周知的城市热岛效应
建筑围护结构传热基础知识
导热
温度场 温度梯度 热流密度
温度场：在某一时刻物体内各点的温度分布，称为温度场 温度场中同一时刻由相同温度各点连成的面叫做“等温面”
温度梯度：温度差△t与沿法线方向两等温面之间距离△n的比值的极限
热流密度：通过等温面上单元面积的热量 （设单位时间内通过等温面上微元面积dF的热量为dQ）
傅立叶定律（热流强度）
均质物体内各点的热流密度与温度梯度的大小成正比
导热系数
1m厚的物体，两侧表面温差为1℃时， 在1h内通过1m2面积所传导的热量
物质的导热系数还与温度有关，实验证明，大多数材料的入值与温度的关系近似直线关系
对流
只发生在流体中，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
辐射
围护结构的传热过程
表面换热
对流换热量与辐射换热量之和
表面换热系数定义
反应了对流传热的快慢，对流传热系数越大，表示对流传热越快
结构传热
“平壁”不仅包括平直的墙壁、层盖、地板，也包括曲率半径较大的墙、穹顶等结构
建筑围护结构的传热计算与应用（计算题）
稳定传热
热阻是表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量
单层匀质平壁导热
多层平壁的导热与热阻
组合壁的热阻
平壁的稳定传热过程
内表面吸热
平壁材料层的导热
外表面的散热
传热系数
平壁的传热阻
封闭空气间层的热阻
热空气向上飘
贴单面反射材料更好保温
平壁内部温度的计算
通过平壁的热流量与通过平壁各部分的热流量都相等
建筑保温与节能计算
建筑采暖耗煤量（名词解释）
采暖耗煤量是指在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度， 单位建筑面积在一个采暖期内消耗的标准煤量，单位kg/m2
周期性不稳定传热
谐波热作用下 材料和围护结构的热特性指标
材料的蓄热系数
把一匀质无限大的壁体（足够厚度的单一材料层） 一侧受到谐波热作用时，迎波面（即直接受到外界热作用的一侧表面） 上接受的热流波幅Aq与该表面温度波幅A0之比称为材料的蓄热系数
对同一种材料来说，热作用的波动周期越长，材料的蓄热系数越小， 因此引起壁体表面的温度的波动也越大
材料层的热惰性指标
热惰性指标是表征材料层或围护结构受到波动热作用后，背波面（若波动热作用在外侧，则指其内表面） 上对温度波衰减快慢程度的无量纲指标，也就是说明材料层抵抗温度波动能力的一个特性指标，用D表示。
多层材料热惰性指标就是各材料层热惰性指标之和
建筑的保温与节能（计算）
策略（简答题）
充分利用太阳能
防止冷风的不利影响
选择合理的建筑体形与平面形式
体形系数（S）
建筑物与室外大气接触的外表面积F0（不包括地面和不采暖楼梯间隔墙与户门的面积） 与其所包围的体积V0之比，即S＝F0/V0 S越小越好
严寒、寒冷地区公共建筑的体形系数应小于或等于0.4；在严寒地区居住建筑的体形系数， 3层或3层以下不应大于0.55，4～6层的建筑不应大于0.3，7～9层建筑不应大于0.26，10 层以上的建筑不应大于0.24等
房间具有良好的热工特性、建筑具有整体保温和蓄热能力
建筑保温系统科学、节点构造设计合理
在严寒地区对建筑节能构造设计要求
建筑物具有舒适、高效的供热系统
建筑保温与最小传热阻法
保温材料与构造
保温系统
胶能粒保温砂浆（泡沫）
喷涂pu外保温系统（防热桥）
改性pu保温系统（聚氨酯）
酚醛泡沫（可燃、有毒氰化物）
通常把导热系数小于0.3，并能用于绝热工程的，叫做绝热材料
保温构造的类型
单设保温层
封闭空气间层
保温与承重相结合
混合型构造
外保温优点
使外墙或屋顶的主要结构部分收到保护， 大大降低温度应力的起伏，提高结构的 耐久性
对结构及房间的热稳定性有利
对防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结有利
使热桥处的热损失较少，并能防止热桥内表面局部结露
对旧房的节能改造效果好
外窗的保温设计
提高气密性，减少冷风渗透
提高窗框保温性能
改善玻璃的保温能力
被动式太阳能利用设计方式
直接受益式
集热墙式
附加日光间式
与建筑设计相结合
建筑围护结构的传湿与防潮（计算）
外围护结构受潮主要决定
用于结构中材料的原始湿度
施工过程中进入结构材料的水分
毛细管作用，从土地渗透到围护结构中的水分
雨、雪作用而渗透到围护结构中的水分
使用管理中的水分
由于材料的吸湿作用，从空气中吸收的水分
空气中的水分在围护结构表面和内部发生冷凝
围护结构的传湿
材料的吸湿特性
低湿度时单分子吸湿
中湿度多分子吸湿
高湿度毛细吸湿
围护结构中的水分转转
当材料湿度低于最大吸湿湿度时，材料中的水分尚属吸附水，这种吸附水分的迁移， 是先经蒸发，后以气态形式沿水蒸气分压力降低的方向或沿热流方向扩散迁移
水蒸气渗透系数
内部冷凝的检验
解题步骤
计算各分层的热阻和水蒸气渗透阻
计算内外空气的水蒸气分压力
计算围护结构内部各层的温度和水蒸气分压力（实际和饱和状态）
计算冷凝强度
围护结构的防潮
防止和控制内部冷凝
合理布置材料层的相对位置
利用渗透系数达到在水蒸气渗透的通路上做到“进难出易”
设置隔汽层
夏季结露与防止措施
夏季结露的原因
室外空气温度高、湿度大，空气饱和或者接近饱和
室内某些表面热惰性大，使其温度低于室外空气的露点温度
室外高温高湿空气与室内物体低温表面发生接触
防止夏季结露的措施
架空层防结露
空气层防结露
材料层防结露
呼吸防结露
密闭防结露
通风防结露
空调防结露
防止地面泛潮的措施
地面的面层采用蓄热系数S小的材料
表面材料采用微孔较多的材料
加强垫层的隔潮能力，如采用粗沙、三合土等垫层
腰门和门槛
室外空气湿关窗，反之开窗
使地表面温度高于空气的露点温度
建筑防热与节能
室内过热的原因和防热措施
原因
围护结构向室内的传热
透近的太阳辐射热
通风带入的热量
室内产生的余热
防热的被动式措施
减弱室外的热作用
外围护结构的隔热
房间的自然通风和电扇调风
窗口遮阳
利用自然能
屋顶和外墙的隔热设计
屋顶隔热
实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶
通风屋顶
阁楼屋顶
植被隔热屋顶
蓄水屋顶
加气混凝土蒸发屋面
淋水玻璃屋顶
外墙隔热
空心砌块墙
钢筋混凝土空心大板墙
轻骨料混凝土砌块墙
复合墙体
要求
夏天防止日照，冬天不影响必需的房间日照
晴天遮挡直射阳光，阴天保证房间有足够的照度
遮阳的形式
水平式遮阳
垂直式遮阳
综合式遮阳
挡板式遮阳
建筑群的布局
错列式、斜列式较行列、周边式好
建筑平面布置与剖面处理基本原则
建筑布局采用交错排列或前低后高，或前后逐层加高的布置
正确选择平面的组合形式
利用天井、楼梯间等增加建筑内部的开口面积
开口位置的布置应使室内流场分布均匀
改进门窗及其他构造
建筑日照
太阳位置常以太阳高度角和方位角表示
太阳高度角和方位角的确定
求太阳高度角hs
中午太阳高度角
太阳方位角As
求日出、日落的时刻和方位角
地方时与标准时
4是4分钟，不用带进去乘度数
建筑光学（计算）
光是一种能直接引起视感觉的光谱辐射，其波长范围为380～700nm。 波长大于780nm的红外线、无线电波等，以及小于380nm的紫外线、X射线等。
人的视觉活动特点
明视觉是指在明亮环境中，主要由视网膜的椎体细胞起作用的视觉
暗视觉是指在暗环境中，主要由视网膜杆体细胞起作用的视觉 暗视觉只有明暗感觉而无颜色感觉，也无法分辨物件的细节，对外部变化的适应能力低
基本光度单位及应用
光通量
标准光度观察者对光的感觉量为基准的单位——光通量来衡量 即根据辐射对标准光度观察者的作用导出的光通量
发光强度
照度
发光强度和照度的关系
亮度
亮度就是单位投影面积上的发光强度
物理亮度
我们主观所感受到的物体明亮程度
表观亮度
同一亮度的表面，分别放在明亮和黑暗的环境中
照度和亮度的关系
立体角定律
可见度及其影响因素
避免眩光
概念
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
限制光源高度
增加眩光源的背景亮度，减少二者之间的亮度对比
减少形成眩光的光源视看面积，即减少眩光源对观测者眼睛形成的立体角
尽可能增大眩光源的仰角
天然采光
光气候和采光系数
采光系数
在全阴天空漫射光照射下，室内给定平面上的某一点由天空漫射光所产生的照度（En）与室内某一点照度同一时间、同一地点，在室外无遮挡水平面上由天空漫射光所产生的照度（Ew）的比值
改善窗洞口采光
采光设计
采光质量
采光均匀度
I~IV级采光等级的采光均匀度不宜小于0.7
窗眩光
减少或避免直射阳光照射
不宜以明亮的窗口作为视看背景
可采用室内外遮挡设施降低窗亮度或减少对天空的视看立体角
宜将窗结构的内表面或周围的内墙面做成浅色饰面
采光的设计步骤
搜集资料
了解设计对象对采光的要求
房间的工作特点以及精密度
工作面位置
工作对象的表面状况
工作中是否容许直射阳光进入房间
工作区域
了解设计对象其他要求
采暖
通风
泄爆
房间及其周围环境概况
选择窗洞口形式
确定窗洞口位置及可能开设窗口的面积
侧窗
天窗
估算窗洞口尺寸
布置窗洞口
采光计算
单侧采光计算点应选在离内墙1m处
Kc—该墙面上的总窗宽和建筑长度的比值
建筑照明
电光源
热辐射光源
气体放电光源
固体发光光源
灯具
灯具的光特性
配光曲线（名词解释）
灯具各方向的发光强度在三维空间里用矢量表示出来，把矢量的终端连接起来，则构成一封闭的光强体。当光强体被通过Z轴线的平面截割时，在平面上获得一封闭的交线。此交线以极坐标的形式绘制在平面图上，这就是灯具的配光曲线。
灯具效率
室内工作照明
照明方式
一般照明
分区一般照明
局部照明
混合照明
照明计算
求Cu
室空间比
顶棚空间比
房间内工作面上的平均照度
室外照明的光污染
射向天空的光
射向附近区域的光
绿色照明工程
绿色照明是节约能源、保护环境，有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，保护身心健康的照明
目的：使照明达到高效、节能、安全、舒适和有益于环境。
具体内容
照明节能
采光节能
管理节能
污染防止
安全舒适照明
照明设计节能
采用高光效长寿命光源
选用高效灯具
选用配光合理的灯具
根据视觉作业要求，确定合理的照度标准值，并选用合适的照明方式
室内顶棚、墙面、地面宜采用浅色装饰
工业企业的车间，宿舍和住宅等场所的照明用电均应单独计算
灯具附近单独装设补偿电容器；减少非线性电路元件
室内照明线路宜分细、多设开关，位置适当，便于分区开关灯
室外照明宜采用自动控制方式或智能照明控制方式等节点措施
近窗灯具应单设开关，充分利用天然光
建筑声学
声音的基本性质
纵波
媒质中质点的振动方向与传播的方向相平行
横波
垂直
吸声系数
声音的计量
定义
声压级、声强级、声功率级及其叠加
(前提）能引起正常人耳听觉的频率范围约为20～20000Hz
上限是20N/m2
级的概念与声压级
声强级
声级的叠加
听觉范围与听觉特性
室内声学原理（计算）
室内声场
特点
距声源有一定距离的接收点上，声能密度 比在自由场中要大，常不随距离的平方衰减
声源在停止发声以后，在一定的时间里，声场中还存在着来自各个界面的迟到的反射声，产生所谓的“混响现象”
扩散声场的假定
室内声音的增长、稳态和衰减
一个室内吸声量大、容积大的房间，稳态前某一时间的声能密度，比一个吸声量或容积小的房间声能密度要小。
室内总吸声量越大，衰减就越快；室容积越大，衰减越缓慢。
混响和混响时间计算公式（平均α小于0.2用依林）
赛宾的混响时间计算公式
依林的混响时间计算公式
室内声压级计算与混响半径
室内声压级计算
混响半径
