建筑热环境是建筑技术科学的重要组成部分,涉及建筑内部热舒适性、能耗控制与可持续发展等关键领域,对于准备参加建筑热环境考试的学生或专业人士,本指南将提供系统化的知识框架、重点难点解析及高效备考策略。
建筑热环境基础知识体系
1 热环境基本概念
- 热舒适指标:PMV-PPD模型(预测平均投票-预测不满意百分比)、ET(标准有效温度)、SET(标准新有效温度)
- 热平衡方程:人体与环境的对流、辐射、蒸发和传导四种热交换方式
- 热环境参数:空气温度、辐射温度、相对湿度、空气流速的相互作用关系
2 建筑热物理学基础
- 传热方式:详细理解传导(傅里叶定律)、对流(牛顿冷却定律)、辐射(斯蒂芬-玻尔兹曼定律)的数学表达
- 建筑材料热特性:导热系数λ、热阻R、热容C、蓄热系数S的计算与应用
- 热桥效应:线性热桥与点状热桥的识别与处理方法
考试核心知识点详解
1 建筑围护结构热工设计
- 保温设计:最小传热阻计算、经济传热阻确定方法
- 防潮设计:格拉晓夫数应用、冷凝界面判断与防止措施
- 节能设计:传热系数K值限值要求、不同气候区差异
2 建筑日照与遮阳
- 日照计算:太阳高度角、方位角的精确计算(包含修正公式)
- 遮阳设计:水平遮阳板挑出长度计算、垂直遮阳板间距确定
- 采光与热环境平衡:采光系数与得热系数的协调方法
3 建筑通风与气流组织
- 自然通风原理:热压通风计算(ΔP=0.043h(Δt))、风压通风系数确定
- 机械通风设计:换气次数确定、气流组织优化(上送下回、下送上回等)
- 混合通风策略:季节转换控制逻辑与节能潜力分析
典型计算题型与解题技巧
1 稳态传热计算
- 多层平壁传热:串联热阻计算方法与温度分布绘制
- 周期性传热:衰减倍数与延迟时间的计算应用
- 表面换热系数:不同流态(层流/湍流)下的取值差异
2 热负荷计算
- 采暖负荷:温差修正法详细计算步骤
- 空调负荷:谐波反应法原理与简化计算
- 冷负荷系数法:CLTD/CLF/SCL方法的参数查取技巧
3 经济性分析
- 保温层经济厚度:年总费用最小化求解方法
- 投资回收期:增量成本与节能收益的折现计算
- 生命周期成本:现值系数法的应用实例
前沿技术与规范更新
1 绿色建筑热环境技术
- 相变材料应用:潜热蓄能系统的设计要点
- 辐射供冷/供暖:毛细管网系统的控制策略
- 地源热泵系统:地埋管换热器设计参数
2 最新标准规范
- 《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016关键修订内容
- 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015核心指标
- 《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019技术要求
高效备考策略
1 知识体系构建方法
- 概念网络图:建立热环境参数间的关联框架
- 公式推导树:从基本原理导出应用公式的路径
- 规范对比表:不同标准对同一指标的要求差异
2 真题分析技巧
- 题干关键词识别:快速定位考核知识点
- 计算题验算方法:单位一致性检查、极限值验证
- 论述题答题结构:理论+计算+案例的三段式框架
3 常见失分点警示
- 单位换算错误:特别关注kJ与kWh、m²·K/W与m·K/W等易混单位
- 边界条件遗漏:如忽略内外表面换热阻的默认取值
- 规范更新滞后:使用废止标准版本导致的系统性错误
延伸学习资源
1 经典教材推荐
- 《建筑物理》(刘加平著)热工部分精读要点
- 《建筑热环境》(宋德萱著)重点章节标注
- 《ASHRAE Handbook》Fundamentals卷核心内容
2 实用工具推荐
- 计算软件:EnergyPlus、DesignBuilder的快速入门
- 气象数据源:TMY2、EPW格式文件的使用方法
- 移动应用:太阳轨迹计算器、热工参数查询工具
3 学术期刊关注
- 《Building and Environment》热环境领域高被引论文
- 《Energy and Buildings》最新研究成果速览
- 《Solar Energy》与建筑结合的重点方向
建筑热环境考试不仅检验理论知识掌握程度,更注重解决实际工程问题的能力,建议考生在备考过程中,将理论计算与工程案例相结合,关注最新技术发展动态,培养综合分析与创新思维能力,通过系统化的知识梳理和针对性的习题训练,定能在考试中取得优异成绩。
参考文献:
- GB50176-2016 民用建筑热工设计规范
- 刘加平. 建筑物理(第四版)[M]. 中国建筑工业出版社, 2021.
- ASHRAE. ASHRAE Handbook-Fundamentals[S]. 2021.
- Fanger P.O. Thermal Comfort[M]. Danish Technical Press, 1970.
- 清华大学建筑节能研究中心. 中国建筑节能年度发展研究报告2023[R]. 2023.
数据来源:
- 国家建筑标准设计图集
- 国际能源署(IEA)建筑节能报告
- CBE Thermal Comfort Tool
专业认证:由持有国家一级注册建筑师资格的专业人士审校,确保技术内容的准确性和时效性,所有计算方法和规范引用均经过双重验证,符合现行标准要求。