建筑师业务基础建筑物理热岛效应:热岛效应,指由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起的城市小气候变化现象。该现象,属于最明显的特征之一。(百度百科)一、室内热环境的影响因素(P13)1、室外气候因素(1)太阳辐射(2)空气温度(3)空气湿度(4)风(5)降水2、室内影响因素(1)热环境设备的影响(2)其他设备的影响(3)人体活动的影响二、建筑热工设计分区(P19)严寒地区:指累年最冷月平均温度低于或等于-10℃的地区,主要包括内蒙古地区和东北北部、新疆北部地区、西藏和青海北部地区。寒冷地区:累年最冷月平均温度为0~-10℃地区,主要包括华北地区、新疆和西藏南部地区及东北南部地区。夏热冬冷地区:累年最冷月平均温度0~-10℃,最热月平均温度25-30℃地区,主要包括长江中下游地区,即南岭以北、黄河以南的地区。夏热冬暖地区:累年最冷月平均温度高于10℃,最热月平均温度25-30℃地区,包括南岭以南及南方沿海地区。温和地区:累年最冷月平均温度为0-13℃,最热月平均温度18-25℃地区,主要包括云南、贵州西部及四川南部地区。三、改善室内热环境的建筑途径(P20)1、太阳辐射热的利用与调节(1)窗口设计(2)透射体设计(3)被动式太阳能建筑2、优化围护结构热工性能(1)保温性能(2)隔热性能(3)防潮性能3、自然通风4、绿化四、基本传热形式传热是指物体内部的或者物体与物体之间热能转移的现象。根据传热机理的不同,传热的基本方式分为导热、对流和辐射三种。导热: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。对流:是由于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。辐射:热射线的传播过程叫做热辐射。通过热射线传播热能就称为辐射传热。五、建筑保温(P54)、保温途径(1)建筑体形的设计,应尽量减少外维护结构的总面积。(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。保温构造分为三类:保温、承重合二为一;单设保温层;复合构造。复合构造,既能充分利用各种材料的特性,又能经济、有效的满足包括保温性能要求在内的各项功能要求,虽然构造可能复杂些,但在方案中有明显的技术和经济优势。在复合结构中常采用单层或多层封闭空期间层与带反射材料的封闭空期间层。这样既可有效的增大热阻、满足保温性能的需要,也可减轻维护结构的自重,使承重结构更经济合理。保温层的布置方式有:在承重层外侧、在承重层内侧、在承重结构层中间。保温层在承重层内侧,常称内保温。其特点是保温材料不受室外气候因素影响,无需特殊的防护;且在间歇使用的建筑空间如影剧院观众厅、体育馆等,室内供热时温度上升快;但对间歇采暖的居室等连续使用的建筑空间则热稳定性不足,此外,围护结构内部也可能因温度突然降低而产生凝结水。保温层在承重层外侧,常称外保温。由于承重层材料如砖砌体、钢筋混凝土等都是密实且强度高的材料,其热容量很大。供热不均时,房间热稳定性好;对防止或减少保温层内部产生凝结水和防止围护结构的热桥部位内表面局部凝结都有利;有利于提高结构的耐久性;当原有房屋的围护结构须加强保温性能时,采用外保温效果较好,但须妥善防护。将保温层布置在两个结构层中间,对保温材料的强度要求不高。若两侧结构层都是非透气性材料,应严格控制保温材料的湿度,更要防止外界水分的渗入。热桥(P70):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,它们的内部表面温度也比主体低,这些容易传热的构件称为热桥。原理:以热桥为中心的一小部分,内表面层失去的热量比其他部位多,所以该处内表面温度比主体部分低一些,在外表面则相反,由于传到热桥外表面处的热量比主体部分多,所以该处外表面温度要比主体部分外表面温度高一些。六、建筑防热(P86)1、夏季室内过热的原因:造成室内过热的原因,主要是室外气候因素的影响,室内热量的主要来源为:(1)室外高气温通过室内、外空气对流将大量的热量传入室内(2)太阳辐射热通过向阳的窗口直接进入室内(3)邻近建筑物、地面、路面的发射辐射热及长波辐射热(4)围护结构传入热量(5)室内生产、生活及设备产生的余热2、夏季室内防热途径(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)合理地组织自然通风(5)尽量减少室内余热3、围护结构隔热措施(1)屋顶隔热a采用浅色外饰面,减少当量温度:要减少热作用,必须降低外表面太阳辐射热吸收系数。b增大热阻与热惰性:围护结构总热阻的大小,关系到内表面的平均温度值,而热惰性指标值却对谐波的总衰减度有着举足轻重的影响。c通风隔热屋顶:利用屋顶内部通风带走面层传下的热量,达到隔热目的。d水隔热屋顶:水的热容量大,而且水在蒸发时要吸收大量的汽化热,从而减少经屋顶传入室内的热量,降低屋顶内表面温度。e种植隔热屋顶:利用植物光合作用,将热能转化为生化能;利用植物叶面的蒸腾作用增加蒸发散热量,大大降低屋顶的室外综合温度。利用植物培植基质材料的热阻与热惰性,降低内表面平均温度与温度振幅。(2)墙体隔热4、房间自然通风通风原理:关键在于室内。外空气之间存在压力差。形成空气压力差的原因有二:热压作用、风压作用。热压作用:空气受热后温度升高,密度减小;空气温度降低,密度增大。风压作用:是风作用在建筑物上产生的压力差。自然通风的组织(1)建筑朝向、间距及建筑群的布局(2)建筑的平面布置与剖面设计:原则:主要的使用房间应布置在夏季迎风面,辅助用房可布置在背风面,并以建筑构造与辅助措施改善通风效果;开口位置的布置应尽量使室内气流场的均匀分布,并力求风能吹过房间中的主要使用部位;炎热期较长地区的开口面积宜大,以争取自然通风。夏热冬冷地区门窗洞不宜过大,可以用调节开口的办法,调节气流速度和流量;门窗想对位置以贯通为最好,较少气流的迂回和阻力、纵向间隔墙在适当部位开设通风口或可以调节的通风构造;利用天津、小厅、楼梯间等增加建筑物内部的开口面积,并利用这些开口引导气流,组织自然通风;(3)房间的开口和通风构造措施七、建筑日照与遮阳1、日照:阳光能直接照射到物体表面的现象称为日照。2、建筑日照:阳光直接照射到建筑地段、建筑物外维护结构表面和房间内部的现象称为建筑日照。3、建筑日照设计的任务:按地理纬度、地形与环境条件,合理地确定城乡规划的道路网方位、道路宽度、居住区位置、居住区布置形式和建筑物的体形;根据建筑物对日照的要求及相邻建筑的遮挡情况,合理地选择和确定建筑物的朝向和间距;根据阳光通过采光口进入室内的时间、面积和太阳辐射照度等的变化情况,确定采光口及建筑构件的位置、形状及大小;正确设计遮阳构件的形式、尺寸和构造。4、建筑遮阳形式以及适用朝向(1)水平式遮阳:北回归线以北地区,适用于南向附近窗口;北回归线以南地区,既可用于南向窗口,也可用于北向窗口。(2)垂直式遮阳:主要适用于北向、东北向、西北向附近的窗口。(3)综合式遮阳:主要适用于东南向或西南向附近窗口,且适应范围较大。(4)挡板式遮阳:主要适用于东向、西向附近窗口。八、建筑声学1、室内音质评价标准及设计内容主观评价标准:无声缺陷;合适的响度;较好的清晰度和明晰度;优美的音质客观技术标准:声压级及声场不均匀度;混响时间及其频率特性;发射声的时间分布;发射声的空间分布及允许噪声级。2、厅堂体形设计措施(1)控制大厅尺寸比例,短而宽,120度,极限140度(2)避免被遮挡和掠摄吸收,地面应有一定宽度。一般原则:厅堂首排座位与声源距离10m,顶棚高度13m,厅堂宽度26m。3、欣赏音乐的主观要求:响度、清晰度、丰满度、亲切感(书上是明晰度、混响感、环绕感、亲切感、适当的响度)4、确定大厅容积从功能(选每座容积)和容量(观众数量)出发(其余声学部分自己补充)