传统民居建筑热过程研究

传统民居建筑室内温度环境主要通过传民居统建筑形态和构造措施中所蕴涵的被动技术进行调节。揭示这些被动调节技术的过程特性和热作用特点是本文研究的主要内容。 在系统分析传统民居建筑热环境特性与调节手段的同时，结合对南、北典型民居热环境调查与测试结果，从热物理学的角度出发，分别讨论传统民居建筑的围护结构表面的对流、辐射、相变换热过程和围护结构壁体的导热过程，定量分析不同换气次数条件下的内表面对流换热系数，不同室外风速条件下的外表面换热系数；给出了外表面长波辐射换热系数计算式；提出外表面的平均蒸发相变换热系数与外表面湿润率有关的观点，给出基于壁面温度和空气温度的蒸发相变换热系数计算式。根据传统民居建筑室内外温度环境特点，将建筑热过程分为平均平衡状态和波动状态两部分，利用稳态传热理论和周期性不稳定传热理论分别分析传统民居建筑的室内平均温度及其热稳定性。从理论上揭示了传统民居建筑在保温、防热和维持室内温度环境稳定性的机理。并提出以下观点： (1)鉴于被动调节方式的有限性，传统民居建筑室内温度环境的调节需要通过对室内空气温度和平均辐射温度的联合调节来实现。 (2)传统民居建筑的室内空气温度主要受围护结构传热和自然通风换热方式来决定。其中前者包含内外表面的多种换热和壁体导热过程，是决定传统民居冬季室内气温的主要因素；后者与房间换气次数有关，与前者共同影响夏季室内温度环境。 (3)传统民居建筑室内平均辐射温度由房间各内表面的温度决定。其值取决于围护结构的传热过程。 (4)围护结构的保温、隔热作用不但能起到改善传统室内热环境平均状态的作用，更重要的是通过其热惰性可提高室内热环境的稳定性，防止室内温度出现过冷或过热。 (5)传统民居夏季室内温度环境被动调节的思路应为：通过自然通风排出室内余热，使室内空气温度维持在可接受的水平上，同时提高室内气流速度；通过建筑遮阳和改善围护结构热工性能等措施降低太阳辐射造成的室内平均辐射温度过高。 (6)围护结构热工特性是决定冬季室内热环境的关键因素。提高外围护结构的热阻和热惰性，提高房间的气密性，充分利用内热源散热和太阳辐射得热，是提高冬季室内平均温度、降低房间温度波动的有效措施。