1、建筑热物理基础绪论n 本课程属于建筑物理四个(声、光、热、气候)分支学科之一,目的是探讨外部热环境的特性、室内热环境的形成原因与特性,以及人对环境的要求,是一门反映人建筑自然环境三者之间关系的科学。n 通过学习,了解建筑热状态和基本的热物理模型,对具体如保温、隔热、空气渗透、蒸汽渗透等技术问题加以解决的理论基础。人和生产过程需要什么样的室内、外热环境;了解室内、外热环境形成特征和影响因素。n 基本观点和内容:非稳态的热状态描述;运用基本的传热学原理,描述和提供建立热物理模型的思路和方法;多种传热传质途径的综合分析;预备知识n 太阳与地球n 地球自转:每天绕着通过它本身南极和北极的 ”地轴 ”自
2、西向东地自转一周。每转一周(360)为一昼夜 ,一昼夜又分为 24h,所以地球每小时自转 15。 第一章建筑热环境、第一节概述n 建筑热环境 :作用在房屋外因护结构上的一切热物理量的总称。外围护结构的功能在于抵抗或利用热作用,以便在房间产生易于控制的舒适的热状况。 因此,在设计满意的建筑围护结构时,必须洞悉作用在其上的各种热,才能创造性地去利用已有的经验和创造新的技术。所谓满意的建筑围护结构是就其适用性、经济性 (建造与使用经济和节约能量 )和耐久性而言的。 本章的目的是要对作用在建筑外围护结构上的各种热物理量的变化规律作定量的描写。为了层次清晰想见,将建筑热环境分为室外热作用和室内热状况两方
3、面加以论述。因为室外热作用是外因,这个外因通过围护结构之后在室内造成的结果是室内热状况,所以,室内热状况往往作为评价围护结构热性质的指标。n 热环境是用热辐射、气温、湿度及风速四个物理量来描的。而建筑热环境,不论是室外热作用,还是它内热状况,也都是考察这四个热物理量,或叫做 热气候参量。第二节太阳辐射能n 太阳辐射热是大气过程的主要能源,也就是建筑热环境四个参量中影响最大的一个。日照和遮阳是建筑设计首先关心的事情,这就是针对太阳辐射热的。特别是房屋围护结构的设计,必须仔细考虑可作为能源使用的太阳辐射热。愈来愈严重的能源危机迫使人们设计和建造被动控制建执以利用自然能量,太阳辐射热的利用是最重要的
4、,这就对围护结构的设计提出更高的要求。太阳常数在太阳与地球的平均距离处,垂直于入射光线的大气上界单位面积上的热辐射流,叫做太阳常量。从理论上计算得的常量Io l 395 6W m2 天文太阳常量,实测分析决定的太阳常量 I。 1256w m2叫做气象太阳常量。多次卫星测得 : 1367 (7)W M2世界气象组织采用 : 1367 W2 M2太阳辐射在大气中的减弱太阳辐射先通过大气圈,然后到达地表,由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射作用,使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面,所以在地球表面所呈现的太阳辐射强度比 1367W/m2小。太阳光穿道地球大气层时,各光谱成分的热福射受到不同程度的减弱,但都满足微分减弱定律。如图 ll所示,对于波长为 的光线,该定律表示为太阳辐射在大气中的减弱太阳辐射在大气中的减弱