二級建造師講義之建筑熱工環(huán)境基本知識

一建筑熱工環(huán)境的基本知識
（1）熱和溫度
•熱是能的一種形式
故其量度單位與能相同，采用焦耳（J），它是物質(zhì)分子能的外部表現(xiàn)。溫度是六個國際基本單位之一，是表征物體冷熱程度的物理量。熱是一種能量，可以在物體與環(huán)境之間，由于溫度的差別而產(chǎn)生流動。 
溫度的量度有下列三種：華氏溫標(biāo)（ㄈ）、攝氏溫標(biāo)（℃）、開爾文溫標(biāo)（Κ）。 
•顯能和潛能
熱流能引起物體溫度變動，稱為顯熱，是可感知或預(yù)測的熱。不引起物體溫度變動的熱流能，稱為潛熱。潛熱有兩種：熔解潛熱、汽化蒸發(fā)潛熱。
（2）熱轉(zhuǎn)移
建筑物及其環(huán)境之間會進行熱交換，同時在建筑物內(nèi)部也有熱流動。熱轉(zhuǎn)移的方式有三個:傳導(dǎo)、對流、輻射。
•傳導(dǎo)、對流與輻射
傳導(dǎo)：固體內(nèi)熱轉(zhuǎn)移的主要方式。
對流：流體（即：液體、氣體）內(nèi)熱轉(zhuǎn)移的主要方式。
輻射：自由空間熱轉(zhuǎn)移的主要方式。
導(dǎo)熱系數(shù)（熱導(dǎo)率）與傳熱阻：導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)熱能力大小的物理量，單位為W/（m?K）。物理意義是：當(dāng)材料厚度為1m，兩側(cè)表面的溫差為1K是，在單位時間內(nèi)通過1ｍ2截面積的熱量。傳熱阻表示當(dāng)圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)表面溫差為1K時，單位熱量通過1m2截面積所需時間（小時數(shù)）。傳熱阻與圍護結(jié)構(gòu)的厚度成正比，與材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。
•表面及空氣層熱阻
表面熱阻包括對流熱阻和輻射熱阻。對流熱阻是熱流傳過邊界膜和邊界膜外氣體對流產(chǎn)生的熱阻。輻射熱阻是由建筑表面和相向暴露面之間輻射傳熱時產(chǎn)生的熱阻?？諝忾g層是表面熱阻的一個特例。寬度為20mm的空氣間層具有高效熱阻值，小于20mm，則熱阻值迅速下降，20～100mm具有幾乎同等的熱阻值。用普通建筑材料可構(gòu)成具有垂直空氣間層的墻。
•絕熱
即冬季保溫、夏季隔熱。
•通風(fēng)
與風(fēng)向、風(fēng)速、建筑朝向、門窗設(shè)置位置有關(guān)。風(fēng)向頻率圖（風(fēng)向玫瑰圖）是一定時間內(nèi)在各方位刮風(fēng)次數(shù)的統(tǒng)計圖，由此可了解不同季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向。
（3）濕度測量
用絕對濕度或相對濕度表示。通常用相對濕度表示空氣的濕度。相對濕度：一定溫度是一定大氣壓力下，濕空氣的絕對濕度與同溫、同壓下的飽和空氣絕對濕度的百分比。
濕球溫度指在干濕球溫度計中，由水銀球用濕紗布包裹的濕球溫度計所測量的溫度。它與干球溫度配合可以測量空氣的相對濕度。
（4）熱舒適
舒適是人類的一種主觀感覺特性，且與氣候有關(guān)。由于人與人之間反應(yīng)不同，因而難以給出準(zhǔn)確的定義。有四項環(huán)境因素影響熱感受，它們是：空氣濕度、溫度、空氣運動、平均輻射溫度。建筑物及環(huán)境應(yīng)該提供可控環(huán)境，方法有二：被動式控制、主動式控制。被動式控制是利用建筑物本身，通過對其構(gòu)件的恰當(dāng)處理與布置來實現(xiàn)。主動式控制是靠機械系統(tǒng)與設(shè)備實現(xiàn)，但要消耗常規(guī)能源。
二 建筑節(jié)能、保溫、隔熱的基本知識及構(gòu)造技術(shù)
（1）適應(yīng)氣候
要使房屋適應(yīng)氣候，最有效的做法就是有能力選擇合適的朝向、包括透明構(gòu)件和不透明構(gòu)件的設(shè)計與構(gòu)造。當(dāng)需要時能接受太陽輻射和風(fēng)，不需要時可阻擋。
（2）暖濕氣候區(qū)設(shè)計策略
輕型架空結(jié)構(gòu)?；?qū)⒔ㄖ^(qū)劃開；或“混合”成底部用重質(zhì)結(jié)構(gòu)、白天使用，上部用輕型結(jié)構(gòu)、晚上使用。
（3）熱旱氣候區(qū)設(shè)計策略
重儲熱物質(zhì)，連（貼）地構(gòu)造，淺色，遮陽好。
（4）溫和氣候區(qū)設(shè)計策略
用朝陽的窗戶收集冬季太陽能。中等儲熱物質(zhì)、貼（連）地構(gòu)造、架空構(gòu)造。重儲熱物質(zhì)、掩土建筑。
（5）冷氣候區(qū)設(shè)計策略
要求很高容量的儲熱物質(zhì)，建筑物絕熱極佳并能控制通風(fēng)，大小合適的窗戶，朝陽。
（6）建筑構(gòu)件
•混凝土或鋼筋混凝土的墻和屋頂
熱慣性作用比熱阻作用更明顯，隔聲性能一般良好?？稍谕鈧?cè)加設(shè)保溫層，改善其熱工性。
•貼地而筑的地板、土護坡墻、掩土建筑等與土層相連接的方法可以大量提高建筑構(gòu)件的熱慣性。
•輕質(zhì)構(gòu)件
熱慣性小、可忽略不計。熱阻作用顯著。對空氣產(chǎn)生的噪音衰減潛力不大。
•窗與控制設(shè)計
可動百葉簾（窗）可提供極好的方法控制透光率。遮陽設(shè)施能在恰當(dāng)?shù)臅r間、合適的位置阻截不需要的輻射，應(yīng)優(yōu)先考慮窗的外側(cè)遮陽。多層玻璃窗采用6～20mm空氣層只能單純提高熱阻、對隔聲無改善效果。