第二部分 1.傳熱基本原理-1

1、建筑熱環(huán)境緒論緒論第一部分第一部分 人人建筑建筑氣候氣候基于基于人人的考慮的考慮第二部分材料第二部分材料構(gòu)造構(gòu)造圍護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)基于基于技術(shù)技術(shù)的考慮的考慮第三部分建筑第三部分建筑形式形式細(xì)部細(xì)部基于基于設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的考慮的考慮第四部分舒適第四部分舒適健康健康高效高效基于基于未來未來的考慮的考慮第二部分 材料構(gòu)造圍護(hù)結(jié)構(gòu)1. 傳熱基本知識傳熱基本知識2. 建筑保溫建筑保溫3.建筑防熱建筑防熱1.1.1 1 傳熱方式傳熱方式: :導(dǎo)熱、對流、輻射導(dǎo)熱、對流、輻射1.2 1.2 平壁的穩(wěn)定傳熱平壁的穩(wěn)定傳熱1.3 1.3 平壁的周期性傳熱平壁的周期性傳熱 熱量傳遞是自然界和工程技熱量傳遞是自然界和工程

2、技術(shù)領(lǐng)域中極為普遍的一種傳遞術(shù)領(lǐng)域中極為普遍的一種傳遞現(xiàn)象。現(xiàn)象。 如用手抓冰塊時(shí)會感到冷如用手抓冰塊時(shí)會感到冷, 這是因?yàn)槭值臏囟雀哂诒鶋K的這是因?yàn)槭值臏囟雀哂诒鶋K的溫度溫度, 兩者之間存在著溫度差兩者之間存在著溫度差, 所以手上的熱量傳遞給了冰塊所以手上的熱量傳遞給了冰塊, 手就感到冷了。手就感到冷了。 再如在一根鐵棒的一端加熱再如在一根鐵棒的一端加熱, 過一段時(shí)間后其另一端也就變過一段時(shí)間后其另一端也就變熱了熱了, 這也是因?yàn)殍F棒的兩端這也是因?yàn)殍F棒的兩端之間的溫度不同。之間的溫度不同。 1 . 傳熱基本知識公式：公式：tqAtQ（單位面積）（單位面積）1 傳熱基本知識 由此可知由此可知

3、, 熱量傳遞的起因是由于物體內(nèi)或系統(tǒng)內(nèi)兩部分熱量傳遞的起因是由于物體內(nèi)或系統(tǒng)內(nèi)兩部分之間存在溫度差。之間存在溫度差。 即即: 凡是有溫度差存在的地方凡是有溫度差存在的地方, 就必然有熱量的傳遞就必然有熱量的傳遞, 并且并且熱量總是自發(fā)地從高溫處向低溫處傳遞。熱量總是自發(fā)地從高溫處向低溫處傳遞。1. 1 傳熱方式傳熱方式 傳熱傳熱是指物體內(nèi)部或者物體與物體之間熱能傳遞的現(xiàn)象。是指物體內(nèi)部或者物體與物體之間熱能傳遞的現(xiàn)象。 根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，傳熱的基本方式分為根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，傳熱的基本方式分為導(dǎo)熱、對流和輻導(dǎo)熱、對流和輻射射三種。三種。1 傳熱基本知識1.1.1 導(dǎo)熱導(dǎo)熱 （1）導(dǎo)熱的機(jī)理

4、導(dǎo)熱導(dǎo)熱是由溫度不同的質(zhì)點(diǎn)（分子、原子、自由電子）在熱運(yùn)是由溫度不同的質(zhì)點(diǎn)（分子、原子、自由電子）在熱運(yùn)動中引起的熱能傳遞現(xiàn)象。動中引起的熱能傳遞現(xiàn)象。 固體、液體、氣體的導(dǎo)熱機(jī)理并不相同。單純的導(dǎo)熱只能在密實(shí)的固體中發(fā)生。單純的導(dǎo)熱只能在密實(shí)的固體中發(fā)生。1.1.1 導(dǎo)熱 固體導(dǎo)熱：相鄰分子發(fā)生的碰撞和自由電子遷移所引起的固體導(dǎo)熱：相鄰分子發(fā)生的碰撞和自由電子遷移所引起的熱能傳遞熱能傳遞 液體導(dǎo)熱：平衡位置間歇移動著的分子震動引起的液體導(dǎo)熱：平衡位置間歇移動著的分子震動引起的 氣體導(dǎo)熱：分子無規(guī)則運(yùn)動時(shí)互相碰撞而導(dǎo)熱氣體導(dǎo)熱：分子無規(guī)則運(yùn)動時(shí)互相碰撞而導(dǎo)熱 因?yàn)樵谟袦夭顣r(shí)，液體和氣體中難以維

5、持單純的導(dǎo)熱。因?yàn)樵谟袦夭顣r(shí)，液體和氣體中難以維持單純的導(dǎo)熱。 單純的導(dǎo)熱過程僅是在靜止物質(zhì)內(nèi)的一種傳熱方式單純的導(dǎo)熱過程僅是在靜止物質(zhì)內(nèi)的一種傳熱方式, 也就是說也就是說沒有物質(zhì)的宏觀運(yùn)動。沒有物質(zhì)的宏觀運(yùn)動。 而在氣體和液體內(nèi)部而在氣體和液體內(nèi)部, 當(dāng)各處溫度不同時(shí)當(dāng)各處溫度不同時(shí), 必存在各處密度的差異必存在各處密度的差異, 因此總是在發(fā)生導(dǎo)熱的同時(shí)因此總是在發(fā)生導(dǎo)熱的同時(shí),必伴有因密必伴有因密度的差異所產(chǎn)生的對流。度的差異所產(chǎn)生的對流。 若一根密實(shí)固體的棒，除兩端外周圍用理想的絕緣材料包裹，其兩端的溫度分別為T1和T2，如圖1.2-1所示。如T1大于T2，則有熱量Q通過截面F以導(dǎo)熱方式

6、由T1端向T2端傳遞。依據(jù)實(shí)驗(yàn)可知： FlTTQ21Q棒的導(dǎo)熱量(W)；F棒的截面積()；T1，T2分別為棒兩端的溫度(K)； l棒長(m)； 導(dǎo)熱系數(shù)(W(mK)。 棒在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量棒在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量Q與兩端溫度差與兩端溫度差(T1T2)、截面面積截面面積F及棒體材料的及棒體材料的導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù) 成正比成正比，而與傳，而與傳熱距離即熱距離即棒長棒長l成反比成反比。1.1.1 導(dǎo)熱 在建筑工程中，通常將固體材料組成的壁體內(nèi)部的傳熱也看成導(dǎo)熱。壁體兩表面的溫度分別為T1和T2，若T1大于T2，則熱流將以導(dǎo)熱方式從T1側(cè)傳向T2側(cè)，其單位面積、單位時(shí)間的熱流量（即熱流強(qiáng)度）為： 導(dǎo)熱系

7、數(shù)入值反映了壁體材料的導(dǎo)熱能力，在數(shù)值上等于：導(dǎo)熱系數(shù)入值反映了壁體材料的導(dǎo)熱能力，在數(shù)值上等于：當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)的溫度差為當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)的溫度差為1K時(shí)，在單位時(shí)間時(shí)，在單位時(shí)間(h)內(nèi)通內(nèi)通過過1表面積的熱量表面積的熱量(w)。dTTq21q單位面積、單位時(shí)間的熱流量(W)； 壁體材料的導(dǎo)熱系數(shù)(W(m K)； d壁體的厚度(m)。1.1.1 導(dǎo)熱（2）材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素）材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素 材料的導(dǎo)熱系數(shù)值的大小直接關(guān)系到導(dǎo)熱傳熱量，是一個(gè)非常重要的熱物理參數(shù)，這一參數(shù)通常由專門的實(shí)驗(yàn)獲得。 各種不同的材料或物質(zhì)在一定的條件下都具有確定的導(dǎo)熱系數(shù)。 空氣的導(dǎo)熱系數(shù)最

8、小空氣的導(dǎo)熱系數(shù)最小，在，在27狀態(tài)下僅為狀態(tài)下僅為0.02624W(m K)；而純銀在0時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)410W(m K)，兩者相差約156萬倍，可見材料或物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)值變動范圍之大。1.1.1 導(dǎo)熱 導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低的材料，導(dǎo)熱系數(shù)較小。材料的含非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低的材料，導(dǎo)熱系數(shù)較小。材料的含水率、溫度較低時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。通常把導(dǎo)熱系數(shù)較低的材水率、溫度較低時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。通常把導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料稱為保溫材料。料稱為保溫材料。材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素常見材料的導(dǎo)熱系數(shù)：（常見材料的導(dǎo)熱系數(shù)：（附錄 p369） 鋼筋混凝土：

9、鋼筋混凝土：1.74 W(m K) 水泥砂漿：水泥砂漿：0.93 410W(m K) 礦棉、巖棉、玻璃棉板：礦棉、巖棉、玻璃棉板：0.05 W(m K) 聚乙烯泡沫塑料：聚乙烯泡沫塑料：0.047 W(m K) 膠合板：膠合板：0.17 W(m K) 夯實(shí)粘土：夯實(shí)粘土：1.16 W(m K) 花崗巖：花崗巖：3.49 W(m K) 平板玻璃：平板玻璃：0.76 W(m K)保溫材料保溫材料材料的導(dǎo)熱系數(shù)受多種因素的影響：材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素 1)材質(zhì)的影響材質(zhì)的影響 由于不同材料的組成成分或者結(jié)構(gòu)的不同，其導(dǎo)熱性能也就各不相同，甚至相差懸殊，導(dǎo)熱系數(shù)值就有不同程度的差異，前面所說的空氣

10、與純銀就是明顯的例子。 常用非金屬建筑材料中，如礦棉、泡沫塑料等材料的 值比較小，而磚砌體、鋼筋混凝土等材料的 值就比較大。至于金屬建筑材料如鋼材、鋁合金等的導(dǎo)熱系數(shù)就更大了。如：礦棉、泡沫塑料、膨脹珍珠巖等如：礦棉、泡沫塑料、膨脹珍珠巖等 工程上常把工程上常把 值小于值小于03W(m K)的材料稱為絕熱材料的材料稱為絕熱材料，作保溫、隔熱之用，以充分發(fā)揮其材料的特性。（有哪些？）2)材料干密度的影響材料干密度的影響 材料的干密度反映材料密實(shí)的程度，材料愈密實(shí)干密度愈大，材料內(nèi)部的孔隙愈少，其導(dǎo)熱性能也就愈強(qiáng)。因此，在同一類材料中，干密度是影響其導(dǎo)熱性能的重要因素。 在建筑材料中，在建筑材料中

11、，一般來說，干密度大的材料導(dǎo)熱系數(shù)也大一般來說，干密度大的材料導(dǎo)熱系數(shù)也大，尤其是像泡沫混凝土、加氣混凝土等一類多孔材料尤其是像泡沫混凝土、加氣混凝土等一類多孔材料材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素 但是也有某些材料例外，當(dāng)干密度降低到某一程度后，如再繼續(xù)降低，其導(dǎo)熱系數(shù)不僅不隨之變小，反而會增大。顯然，這類材料存在著一個(gè)最佳干密度，即最佳干密度，即在該干密度時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)最小。在該干密度時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)最小。在實(shí)用中應(yīng)充分注意這一特點(diǎn)。（玻璃棉）3)材料含濕量的影響材料含濕量的影響 在自然條件下，一般非金屬建筑材料常常并非絕對干燥，而是在不同程度上含有水分，表明在材料中水分占據(jù)了一定體積的孔隙。含濕量

12、愈大，水分所占有的體積愈多。水的導(dǎo)熱性能約比空氣高20倍。 因此，材料含濕量的增大材料含濕量的增大必然使導(dǎo)熱系數(shù)值增大。必然使導(dǎo)熱系數(shù)值增大。材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素（4）溫度）溫度 溫度升高時(shí)，分子運(yùn)動加強(qiáng)，使實(shí)體部分的導(dǎo)熱能力提高，同時(shí)材料孔隙中的對流、導(dǎo)熱、和輻射都加強(qiáng)，從而使材料的導(dǎo)熱系數(shù)增加。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，大多數(shù)建筑材料在一定范圍內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)與溫度間呈線性關(guān)系。溫度越高，導(dǎo)熱系數(shù)越大。溫度越高，導(dǎo)熱系數(shù)越大。材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素 材料的導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素除材質(zhì)、干密度、含濕量之外材料的導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素除材質(zhì)、干密度、含濕量之外還有使用的溫度狀況（高溫下導(dǎo)熱系數(shù)增大）、某些材料的

13、還有使用的溫度狀況（高溫下導(dǎo)熱系數(shù)增大）、某些材料的方向性（順纖維方向的導(dǎo)熱系數(shù)較大）。方向性（順纖維方向的導(dǎo)熱系數(shù)較大）。1.1.2 對流對流 對流是由于溫度不同的各部分流體之間發(fā)生相對運(yùn)動、互對流是由于溫度不同的各部分流體之間發(fā)生相對運(yùn)動、互相摻合而傳遞熱能。相摻合而傳遞熱能。因此，對流換熱只發(fā)生在因此，對流換熱只發(fā)生在流體之中流體之中或者或者固體表面和與其緊鄰的固體表面和與其緊鄰的運(yùn)動流體運(yùn)動流體之間。之間。 圖125表示一固體表面與其緊鄰的流體對流傳熱情況。由于固體表面溫度高于流體溫度t，因此有傳熱現(xiàn)象發(fā)生，熱流由固體表面?zhèn)飨蛄黧w。1. 1 傳熱方式 t對流的基本原理：對流的基本原理：

14、 因受摩擦力的影響，在緊因受摩擦力的影響，在緊貼固體壁面處有一平行于固體貼固體壁面處有一平行于固體壁面流動的流體薄層，稱為壁面流動的流體薄層，稱為層層流邊界層流邊界層，其垂直壁面的方向，其垂直壁面的方向主要傳熱方式是導(dǎo)熱，它的溫主要傳熱方式是導(dǎo)熱，它的溫度分布呈傾斜直線狀度分布呈傾斜直線狀；1.1.2 對流層流邊界層 而在遠(yuǎn)離壁面的流體核心部而在遠(yuǎn)離壁面的流體核心部分，流體呈紊流狀態(tài)，因流體分，流體呈紊流狀態(tài)，因流體的劇烈運(yùn)動而使溫度分布比較的劇烈運(yùn)動而使溫度分布比較均勻，呈一水平線；在層流邊均勻，呈一水平線；在層流邊界層與流體核心部分之間為過界層與流體核心部分之間為過渡區(qū)，溫度分布可近似看作

15、拋渡區(qū)，溫度分布可近似看作拋物線。物線。 對流換熱的強(qiáng)弱主要取決于對流換熱的強(qiáng)弱主要取決于層流邊界層內(nèi)的換熱與流體運(yùn)層流邊界層內(nèi)的換熱與流體運(yùn)動發(fā)生的原因、流體運(yùn)動狀況、流體與固體壁面溫差、流體動發(fā)生的原因、流體運(yùn)動狀況、流體與固體壁面溫差、流體的物性、固體壁面的形狀、大小及位置等因素。的物性、固體壁面的形狀、大小及位置等因素。 對流換熱的傳熱量常用下式計(jì)算：1.1.2 對流)(tqcc式中 對流換熱強(qiáng)度(W)； 對流換熱系數(shù)對流換熱系數(shù)(W(K)； 壁面溫度()； t流體主體部分溫度()。cqc 其中 不是一個(gè)固定不變的常數(shù)，應(yīng)如何選取則要根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況c (1)自然對流換熱 本來溫

16、度相同的流體或與流體緊鄰的固體表面，因其中某一部分受熱或冷卻，溫度發(fā)生了變化，使流體各部分之間或者流體與緊鄰的固體表面產(chǎn)生了溫度差，形成了對流運(yùn)動而傳遞熱能。這種因溫差而引起的對流換熱稱為這種因溫差而引起的對流換熱稱為自然對流換熱自然對流換熱。1.1.2 對流 其對流換熱系數(shù)：其對流換熱系數(shù)：當(dāng)平壁處于垂直狀態(tài)時(shí)：當(dāng)平壁處于垂直狀態(tài)時(shí)： 當(dāng)平壁處于水平狀態(tài)時(shí)：當(dāng)平壁處于水平狀態(tài)時(shí)： 若熱流由下而上若熱流由下而上 若熱流由上而下若熱流由上而下 4ct2.5對流換熱系數(shù)對流換熱系數(shù) 的選取：的選?。篶 (2) 當(dāng)流體各部分之間或者流體與緊鄰的固體表面之間存在著溫度差，但同時(shí)流體又受到外部因素如氣流

17、、泵等的擾動而產(chǎn)流體又受到外部因素如氣流、泵等的擾動而產(chǎn)生傳熱的現(xiàn)象，稱為生傳熱的現(xiàn)象，稱為受迫對流換熱受迫對流換熱。 在受迫對流換熱之中必然也包含著自然對流換熱的因素。 1.1.2 對流 在常見情況下，受迫對流換熱主要取決于在常見情況下，受迫對流換熱主要取決于溫差的大小、風(fēng)速溫差的大小、風(fēng)速的大小與固體表面的粗糙度。的大小與固體表面的粗糙度。 對于中等粗糙度的固體表面，受迫對流換熱時(shí)的對流換熱系對于中等粗糙度的固體表面，受迫對流換熱時(shí)的對流換熱系數(shù)可按下列近似公式計(jì)算：數(shù)可按下列近似公式計(jì)算： 對于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面 =( 2.56.0)+4.2v 對于圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面對于圍護(hù)結(jié)

18、構(gòu)內(nèi)表面 = 2.5 + 4.2v 上二式中，v表示風(fēng)速(m/s)，常數(shù)項(xiàng)反映了自然對流換熱的影響，其值取決于溫度差的大小。cc對流換熱系數(shù)對流換熱系數(shù) 的選?。旱倪x?。篶1.1.3 輻射輻射（1） 熱輻射的本質(zhì)與特點(diǎn)熱輻射的本質(zhì)與特點(diǎn) 凡是溫度高于絕對零度(K)的物體，由于物體原子中的電子振動或激動，就會從表面向外界空間輻射出電磁波。不同波長的電磁波落到物體上可產(chǎn)生各種不同的效應(yīng)。1.1.3 輻射 人們根據(jù)這些不同的效應(yīng)將電磁波分成許多波段。其中其中波長在波長在0.8600 m之間的電磁波稱為紅外線，照射物體能產(chǎn)之間的電磁波稱為紅外線，照射物體能產(chǎn)生熱效應(yīng)。通常把波長在生熱效應(yīng)。通常把波長在

19、0.440 m范圍內(nèi)的電磁波范圍內(nèi)的電磁波(包括可包括可見光和紅外線的短波部分見光和紅外線的短波部分)稱為熱射線，因?yàn)樗丈涞轿矬w稱為熱射線，因?yàn)樗丈涞轿矬w上的熱效應(yīng)特別顯著。上的熱效應(yīng)特別顯著。熱射線的傳播過程叫做熱輻射。通過熱射線的傳播過程叫做熱輻射。通過熱射線傳播熱能就稱為輻射傳熱。熱射線傳播熱能就稱為輻射傳熱。因此，輻射傳熱與導(dǎo)熱和對流傳熱有著本質(zhì)的區(qū)別。熱輻射的本質(zhì)決定了輻射傳熱有如下特點(diǎn)熱輻射的本質(zhì)決定了輻射傳熱有如下特點(diǎn)： 1)在輻射傳熱過程中伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)化在輻射傳熱過程中伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)化，即物體的內(nèi)能首先轉(zhuǎn)化為電磁能向外界發(fā)射，當(dāng)此電磁能落到另一物體上而被吸收時(shí)，電

20、磁能又轉(zhuǎn)化為吸收物體的內(nèi)能；熱輻射的本質(zhì)與特點(diǎn) 2)電磁波的傳播不需要任何中間介質(zhì)，也不需要冷、熱物電磁波的傳播不需要任何中間介質(zhì)，也不需要冷、熱物體的直接接觸體的直接接觸。（。（如太陽光）。 3)凡是溫度高于絕對零度的一切物體，不論它們的溫度高低都在不間斷地向外輻射不同波長的電磁波。因此，輻射傳輻射傳熱是物體之間互相輻射的結(jié)果熱是物體之間互相輻射的結(jié)果。當(dāng)兩個(gè)物體溫度不同時(shí)，高當(dāng)兩個(gè)物體溫度不同時(shí)，高溫物體輻射給低溫物體的能量大于低溫物體輻射給高溫物體溫物體輻射給低溫物體的能量大于低溫物體輻射給高溫物體的能量，從而使高溫物體的能量傳遞給了低溫物體。的能量，從而使高溫物體的能量傳遞給了低溫物體

21、。 （2） 輻射能的吸收、反射和透射輻射能的吸收、反射和透射 當(dāng)能量為 的熱輻射能投射到一物體的表面時(shí)，其中一部分 被物體表面吸收，一部分 被物體表面反射，還有一部分I 可能透過物體從另一側(cè)傳出去。0IaIrI1.1.3 輻射吸收系數(shù)、反射系數(shù)、透射系數(shù)吸收系數(shù)、反射系數(shù)、透射系數(shù)IaIIIIII 各種物體對不同波長的輻射熱的吸收、反射及透射性能不同，這不僅取決于材質(zhì)、材料的分子結(jié)構(gòu)、表面光潔度等因素，對于短波輻射熱還與物體表面的顏色有關(guān)。圖圖128表示幾種表面對不同表示幾種表面對不同波長輻射熱的反射性能。波長輻射熱的反射性能。凡能將輻射熱全部反射的物體凡能將輻射熱全部反射的物體( = 1)稱

22、為稱為絕對白體絕對白體，能全部吸收的能全部吸收的( = 1)稱為稱為絕絕對黑體對黑體，能全部透過的能全部透過的( = 1)則稱為則稱為絕對透明體或透熱體絕對透明體或透熱體。輻射能的吸收、反射和透射hhh 實(shí)際上沒有絕對黑體和絕對白體，僅有些物體接近絕對黑體或絕對白體。例如：沒有光澤的黑漆表面接近于黑體，其吸收率為0.970.98；磨光的銅表面接近于白體，其反射率可達(dá)0.97。 在應(yīng)用科學(xué)中，常把吸收系數(shù)接近于在應(yīng)用科學(xué)中，常把吸收系數(shù)接近于1的物體近似地當(dāng)作的物體近似地當(dāng)作黑體。而在建筑工程中，絕大多數(shù)材料都是非透明體，即透黑體。而在建筑工程中，絕大多數(shù)材料都是非透明體，即透射系數(shù)射系數(shù) =0

23、；則；則 由公式可知，對輻射能反射越強(qiáng)的材料，其對輻射能的吸收越少；反之亦然。1hhr輻射能的吸收、反射和透射絕對黑體示意圖絕對黑體示意圖h（3） 輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度 凡是溫度高于絕對零度的物體都具有向外輻射能量的本領(lǐng)。凡是溫度高于絕對零度的物體都具有向外輻射能量的本領(lǐng)。為此，用為此，用輻射本領(lǐng)輻射本領(lǐng)來表示物體對外放射輻射能的能力。來表示物體對外放射輻射能的能力。1.1.3 輻射 單位時(shí)間內(nèi)在物體單位表面積上輻射的波長從單位時(shí)間內(nèi)在物體單位表面積上輻射的波長從0到到范圍的范圍的總能量，稱作物體的總能量，稱作物體的全輻射本領(lǐng)全輻射本領(lǐng)，通常用，通常用E表示，單位為

24、表示，單位為W/。 單位時(shí)間內(nèi)在物體單位表面積上輻射的某一波長的能量稱單位時(shí)間內(nèi)在物體單位表面積上輻射的某一波長的能量稱為為單色輻射本領(lǐng)單色輻射本領(lǐng)，通常用，通常用E 表示，其單位為表示，其單位為W/. m。 由于物體在同一溫度狀態(tài)下不同波長的輻射能力并不相同，從而形成各自特有的輻射光譜。輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度 圖圖129所表示的為同溫所表示的為同溫度下不同物體的輻射光譜。圖度下不同物體的輻射光譜。圖中中曲線曲線1表示黑體的輻射光譜表示黑體的輻射光譜。 黑體能吸收一切波長的外黑體能吸收一切波長的外來輻射。來輻射。由圖中可以看出，由圖中可以看出，它它還能向外發(fā)射一切波長的輻射還能向外發(fā)射一切波

25、長的輻射能，且在同溫度下其輻射本領(lǐng)能，且在同溫度下其輻射本領(lǐng)最大最大，只是隨著波長的變化，只是隨著波長的變化，它的單色輻射本領(lǐng)有所不同。它的單色輻射本領(lǐng)有所不同。 值得注意的是值得注意的是“黑體黑體”并不并不是指物體的顏色是指物體的顏色 另一類物體的輻射光譜如圖中另一類物體的輻射光譜如圖中2曲線所示。這類物體的輻曲線所示。這類物體的輻射特性是其輻射光譜曲線的形狀與黑體輻射光譜曲線的形狀相射特性是其輻射光譜曲線的形狀與黑體輻射光譜曲線的形狀相似，且單色輻射本領(lǐng)不僅小于黑體同波長的單色輻射本領(lǐng)，兩似，且單色輻射本領(lǐng)不僅小于黑體同波長的單色輻射本領(lǐng)，兩者的比例為不大于者的比例為不大于1的常數(shù)，這類物

26、體稱之為的常數(shù)，這類物體稱之為灰體灰體。大多數(shù)建大多數(shù)建筑材料都可近似地看作灰體。筑材料都可近似地看作灰體。輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度 圖中圖中3所表示的為選擇所表示的為選擇性輻射物體的輻射光譜性輻射物體的輻射光譜。由圖可見，這類物體只能由圖可見，這類物體只能吸收和發(fā)射某些波長的輻吸收和發(fā)射某些波長的輻射能，并且其單色輻射本射能，并且其單色輻射本領(lǐng)總小于同溫度黑體同波領(lǐng)總小于同溫度黑體同波長的單色輻射本領(lǐng)，故將長的單色輻射本領(lǐng)，故將這類物體稱為選擇性輻射這類物體稱為選擇性輻射體。體。 根據(jù)斯蒂芬-波爾茲曼（Stefan-Boltzman）定律,絕對黑體全輻射本領(lǐng)Eb與其絕對溫度Tb的四次冪成正比

27、，4)100(bbbTCE 由于灰體的輻射光譜形狀與黑體相似，由于灰體的輻射光譜形狀與黑體相似，4)100(TCE E灰體的輻射本領(lǐng)（w/）T灰體的絕對溫度（k）C灰體的輻射系數(shù)（ ）輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度 ：絕對黑體的輻射系數(shù)：絕對黑體的輻射系數(shù) =5.68bC)/(42kmw)/(42kmw同一物體的輻射本領(lǐng)隨著溫度的升高而急劇增加同一物體的輻射本領(lǐng)隨著溫度的升高而急劇增加；反之，若；反之，若要減少輻射本領(lǐng)，設(shè)法降低其溫度是最為有效的措施。要減少輻射本領(lǐng)，設(shè)法降低其溫度是最為有效的措施。4)100(TCE 當(dāng)黑體溫度升高時(shí)，不僅其輻射本領(lǐng)增大，而且短波輻射所占的比例逐漸增多，最大單色輻射

28、本領(lǐng)向短波方向移動。輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度 當(dāng)黑體的表面溫度較低時(shí)，其輻射能量處于長波輻射范圍，可見光部分的輻射能量相當(dāng)少，可以忽略不計(jì)。當(dāng)溫度進(jìn)一步提高時(shí)，紅外線部分和可見光部分的能量就會逐漸增多 至于與地球息息相關(guān)的太陽，本身就是太陽，本身就是一個(gè)高溫黑體一個(gè)高溫黑體，因此有很大一部分輻射能量集中在可見光的波段范圍。輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度 因此，物體的輻射系數(shù)代表物體向外發(fā)射輻射能的能力。因此，物體的輻射系數(shù)代表物體向外發(fā)射輻射能的能力。其數(shù)值取決于物體表面的化學(xué)性質(zhì)、光潔度和溫度等因素。其數(shù)值取決于物體表面的化學(xué)性質(zhì)、光潔度和溫度等因素。所有物體的輻射系數(shù)所有物體的輻射系數(shù)C為為05

29、.68)/(42kmw 灰體的全輻射本領(lǐng)與同溫度下絕對黑體全輻射本領(lǐng)的灰體的全輻射本領(lǐng)與同溫度下絕對黑體全輻射本領(lǐng)的比值比值稱稱之為之為灰體的黑度灰體的黑度，灰體的黑度在數(shù)值上等于灰體的輻射系數(shù)與灰體的黑度在數(shù)值上等于灰體的輻射系數(shù)與絕對黑體的輻射系數(shù)之比值，通常用絕對黑體的輻射系數(shù)之比值，通常用 表示，表示，bbbCCTCTCEE44)100()100(表明表明灰體的輻射本領(lǐng)接近絕對黑體的程度灰體的輻射本領(lǐng)接近絕對黑體的程度，其值處于，其值處于01之間。之間。輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度 根據(jù)克西荷夫定律，在一定溫度下，物體對輻射熱的吸根據(jù)克西荷夫定律，在一定溫度下，物體對輻射熱的吸收系數(shù)收系數(shù)

30、 在數(shù)值上與其黑度在數(shù)值上與其黑度 是相等的。這就是說，是相等的。這就是說，物體輻物體輻射能力愈大，它對外來輻射的吸收能力也愈大；反之，若輻射射能力愈大，它對外來輻射的吸收能力也愈大；反之，若輻射能力愈小，則吸收能力也愈小。能力愈小，則吸收能力也愈小。 值得注意的是，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對太陽輻射熱的吸收系太陽輻射熱的吸收系數(shù) 并不等于其黑度值，這是因?yàn)樘柕谋砻鏈囟缺鹊厍蛏掀胀ㄎ矬w的表面溫度高得多，太陽輻射能主要處于短波范圍，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的黑度是反映長波熱輻射的物理參數(shù)。各種建筑材料的太陽輻射熱吸收系數(shù) 均通過實(shí)測確定。輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度hss表1.2-1 一些材料的C、及 值輻射本領(lǐng)、輻射

31、系數(shù)和黑度s材料材料黑度黑度輻射系數(shù)輻射系數(shù)C= .（圍護(hù)結(jié)構(gòu)對太陽輻（圍護(hù)結(jié)構(gòu)對太陽輻射熱的吸收系數(shù)）射熱的吸收系數(shù)）黑體黑體1.005.68（C= ）1.00黑色非金屬表面黑色非金屬表面（如瀝青、紙等）（如瀝青、紙等）0.900.985.115.500.850.98紅磚、紅瓦、混凝紅磚、紅瓦、混凝土等土等0.850.954.835.400.650.80黃色的磚、石、耐黃色的磚、石、耐火磚火磚0.850.954.835.400.500.70窗玻璃窗玻璃0.900.955.115.40大部分透過磨光的鋁、鐵皮等磨光的鋁、鐵皮等0.020.040.110.230.100.40bCsbC 表表-1

32、.2-2 -1.2-2 不同種類玻璃的日光特性和熱光比不同種類玻璃的日光特性和熱光比 在建筑中應(yīng)用最多的凈片平板玻璃對于可見光的透過率高達(dá)85，其反射率僅為7，顯然是相當(dāng)透明的一種材料，但對于紅外線卻幾乎是非透明體。因此，用這種玻璃制作的溫室，能透用這種玻璃制作的溫室，能透入大量的太陽輻射熱而阻止室內(nèi)的長波輻射向外透射，這種現(xiàn)入大量的太陽輻射熱而阻止室內(nèi)的長波輻射向外透射，這種現(xiàn)象稱為象稱為溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)。（被動式太陽能房）輻射本領(lǐng)、輻射系數(shù)和黑度（4）輻射換熱的計(jì)算 在建筑工程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面與其周圍其它物體表面之間的輻射換熱是一個(gè)應(yīng)當(dāng)研究的重要問題。由于建筑材料大多可看作灰體，因此，物體

33、表面間的輻射換熱量主要取決于各個(gè)表面的溫度、發(fā)射和吸收輻射熱的能力以及它們之間的相對位置。11242411221)100()100(FTTCQ22141422112)100()100(FTTCQ1.1.3 輻射2F1F設(shè)有兩個(gè)一般位置的灰體表面，它設(shè)有兩個(gè)一般位置的灰體表面，它們之間相互看得見的表面積為們之間相互看得見的表面積為F1和和F2：（4）輻射換熱的計(jì)算 相當(dāng)輻射系數(shù)（w/（k4）= 平均角系數(shù)表示單位時(shí)間內(nèi)，表面1透射到表面2的輻射換熱量Q12，與表面1向外界輻射的總熱量Q1的比值，即Q12/Q1。該值越大，說明F1發(fā)射出去的總輻射熱中投射到F2上的越多，反之則越小。 理論證明，理論

34、證明，兩輻射表面的平均角系數(shù)存在著：兩輻射表面的平均角系數(shù)存在著：“互易定理互易定理”，即：即：bCCCCC2121121.1.3 輻射221112FF情況一情況一：兩平行灰體表面面積比二者距離大得多，從而近似的看作互相平行的無限大平面，則平均角系數(shù)相等都等于互相平行的無限大平面，則平均角系數(shù)相等都等于1。 （如封閉空氣間層中的輻射換熱計(jì)算） 輻射換熱的計(jì)算12112142411221)100()100(FTTCQbCCCC11112112情況二情況二：F1被F2全包圍，且F1無凹角，F(xiàn)2無凸角。則 ；相當(dāng)輻射系數(shù)相當(dāng)輻射系數(shù)C12可近似的取可近似的取C1。 112212rq輻射換熱的計(jì)算由F

35、1傳給F2的輻射熱量為：142411221)100()100(FTTCQ2112 QQ)11(11221112bCCFFCC達(dá)到熱平衡時(shí)：當(dāng)F1比F2大的多時(shí)，C12近似等于C1。情況三：情況三：某一圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面F1與其他相對應(yīng)的表面以及室內(nèi)、室外空間之間的輻射換熱： 21rrq1221424112)100()100(TTC輻射換熱的計(jì)算)(21rrq ：輻射換熱量（w/） :輻射換熱系數(shù)（w/（k） ：表面F1的溫度（） ：表面F2的溫度（）rqr1212424112)100()100(TTCqr代入得到 1.2 平壁的穩(wěn)定傳熱平壁的穩(wěn)定傳熱 “平壁”：墻、地板、屋頂、曲率半徑大的穹頂 穩(wěn)定

36、傳熱穩(wěn)定傳熱：我們所研究的物體或者體系，無論是整體還是局：我們所研究的物體或者體系，無論是整體還是局部都保持著與時(shí)間無關(guān)的恒定溫度狀態(tài)，或者說，在傳熱過程部都保持著與時(shí)間無關(guān)的恒定溫度狀態(tài)，或者說，在傳熱過程中，各點(diǎn)的溫度都不隨時(shí)間改變。中，各點(diǎn)的溫度都不隨時(shí)間改變。（一維穩(wěn)態(tài)傳熱）（一維穩(wěn)態(tài)傳熱） 1 傳熱基本知識1.2.1 平壁傳熱過程平壁傳熱過程（1）壁體內(nèi)表面吸熱）壁體內(nèi)表面吸熱（2）平壁材料層導(dǎo)熱）平壁材料層導(dǎo)熱（3）壁體外表面散熱）壁體外表面散熱t(yī)ite1.2 平壁的穩(wěn)定傳熱1.2.1 平壁傳熱過程平壁傳熱過程（1）壁體內(nèi)表面吸熱）壁體內(nèi)表面吸熱（2）平壁材料層導(dǎo)熱）平壁材料層導(dǎo)熱

37、（3）壁體外表面散熱）壁體外表面散熱)()()(eeeeeiiiiitqdqtq 平壁內(nèi)表面換熱系數(shù) w/(k) 材料層導(dǎo)熱系數(shù)w/(k) 外表面換熱系數(shù)w/(k)ietite1.2.1 平壁傳熱過程（1）壁體內(nèi)表面吸熱）壁體內(nèi)表面吸熱（2）平壁材料層導(dǎo)熱）平壁材料層導(dǎo)熱（3）壁體外表面散熱）壁體外表面散熱)()()(eeeeeiiiiitqdqtqqqqqei若要保持穩(wěn)定傳熱，則：iiiiqtqdeieeeeqt+得：得：eeqdqqttiiei代入代入得：得：eieidqtt11)()(111eieittdq平壁內(nèi)表面吸熱阻：平壁內(nèi)表面吸熱阻：平壁的傳熱阻：平壁的傳熱阻：平壁外表面散熱阻：

38、平壁外表面散熱阻：平壁總熱阻：平壁總熱阻：單位：單位：k/w平壁的總傳熱系數(shù)平壁的總傳熱系數(shù)：單位：單位：w/ k1.2.1 平壁傳熱過程整理得：定義：ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1)(1eieittRRRq)(1eiottRq Ro：平壁總熱阻表示熱量從平壁一側(cè)到另外一側(cè)受到阻礙的：平壁總熱阻表示熱量從平壁一側(cè)到另外一側(cè)受到阻礙的程度。程度。 在相同條件下，熱阻越大，傳熱量則越小。 Ko：總傳熱

39、系數(shù)表示平壁的總傳熱能力。：總傳熱系數(shù)表示平壁的總傳熱能力。在數(shù)值上等于室內(nèi)在數(shù)值上等于室內(nèi)外溫差外溫差1k時(shí)，單位時(shí)間通過平壁單位表面積的傳熱量。時(shí)，單位時(shí)間通過平壁單位表面積的傳熱量。 1.2.1 平壁傳熱過程ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1)(1eiottRq1.2.2 封閉空氣間層傳熱封閉空氣間層傳熱1.空氣間層的傳熱原理空氣間層的傳熱原理 1.2 平壁的穩(wěn)定傳熱 當(dāng)間層兩界面存在溫度差，熱面將熱量通過空氣層流邊界層導(dǎo)熱傳給空氣層，空氣層加熱上升，冷表面附近空氣下沉，進(jìn)入自然對流，溫度變化平緩。 當(dāng)靠近冷表面時(shí)，又通過層流邊界

40、層導(dǎo)熱。122.間層對流換熱的強(qiáng)度與間層的厚度、位置和形狀有關(guān)：間層對流換熱的強(qiáng)度與間層的厚度、位置和形狀有關(guān)： 1.2.2 封閉空氣間層傳熱 在水平封閉空氣間層中， 當(dāng)熱表面在上時(shí)，難以形當(dāng)熱表面在上時(shí)，難以形成對流；成對流； 而當(dāng)熱表面在下時(shí)，對流而當(dāng)熱表面在下時(shí)，對流較強(qiáng)。較強(qiáng)。（因此地?zé)嵝瘦^高）3.垂直封閉空氣間層內(nèi)不同傳熱方式的傳熱量比較 1.2.2 封閉空氣間層傳熱 各曲線特點(diǎn)及代表意義各曲線特點(diǎn)及代表意義 因空氣導(dǎo)熱性差，純導(dǎo)熱量因空氣導(dǎo)熱性差，純導(dǎo)熱量 隨著間層厚度的增加而迅速減隨著間層厚度的增加而迅速減少。尤其是在少。尤其是在4cm處變化明顯。處變化明顯。 輻射換熱量占總傳

41、熱量的輻射換熱量占總傳熱量的70%以上。以上。 間層的一個(gè)表面貼反射材料間層的一個(gè)表面貼反射材料為宜。兩個(gè)表面都貼傳熱量的為宜。兩個(gè)表面都貼傳熱量的減少并不顯著。減少并不顯著。3.垂直封閉空氣間層內(nèi)不同傳熱方式的傳熱量比較 1.2.2 封閉空氣間層傳熱 根據(jù)以上分析的封閉空氣間層傳熱特性，可使我們了解在應(yīng)用中注意根據(jù)以上分析的封閉空氣間層傳熱特性，可使我們了解在應(yīng)用中注意的的幾個(gè)問題幾個(gè)問題： （1）采用封閉空氣間層可以增加熱阻，并且材料省、重量輕、是一項(xiàng)）采用封閉空氣間層可以增加熱阻，并且材料省、重量輕、是一項(xiàng)有效而經(jīng)濟(jì)的技術(shù)措施。有效而經(jīng)濟(jì)的技術(shù)措施。 （2）如果構(gòu)造技術(shù)可行，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中

42、用一個(gè)）如果構(gòu)造技術(shù)可行，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中用一個(gè)“厚厚”的空氣間層不如的空氣間層不如用幾個(gè)薄的空氣間層。用幾個(gè)薄的空氣間層。 （3）為了有效地減少空氣間層的輻射傳熱量，可以在間層表面涂貼反）為了有效地減少空氣間層的輻射傳熱量，可以在間層表面涂貼反射材料，一般在一個(gè)表面貼涂，并且是在溫度較高一側(cè)的表面，防止間層射材料，一般在一個(gè)表面貼涂，并且是在溫度較高一側(cè)的表面，防止間層內(nèi)結(jié)露。內(nèi)結(jié)露。 思考：封閉空氣間層有哪些特點(diǎn)？根據(jù)這些特點(diǎn)我們?nèi)绾卧趯?shí)際工程思考：封閉空氣間層有哪些特點(diǎn)？根據(jù)這些特點(diǎn)我們?nèi)绾卧趯?shí)際工程中應(yīng)用？中應(yīng)用？ 空氣間層熱阻值 （k / W）位置、熱流狀況位置、熱流狀況及材料特性及材料

43、特性冬季狀況冬季狀況夏季狀況夏季狀況間層厚度（間層厚度（mm）間層厚度（間層厚度（mm）一般空氣間層20402040熱流向下0.170.190.150.16熱流向上0.150.170.130.13垂直0.160.180.140.15單面鋁箔空氣間層熱流向下0.430.570.370.48agR1.2.3 平壁總熱阻的計(jì)算平壁總熱阻的計(jì)算 1.2 平壁的穩(wěn)定傳熱ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1定義式：（1 1）內(nèi)表面換熱阻）內(nèi)表面換熱阻（2 2）外表面換熱阻）外表面換熱阻（3 3）壁體傳熱阻

44、）壁體傳熱阻（4 4）封閉空氣間層的熱阻）封閉空氣間層的熱阻 （表（表1.2-31.2-3）ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1agReagioRRRRR1.2.3 平壁總熱阻的計(jì)算內(nèi)表面換熱系數(shù)內(nèi)表面換熱系數(shù) 和內(nèi)表面換熱阻和內(nèi)表面換熱阻表面特征表面特征 (w/(k) （k/w）墻面、地面、表面平整或有肋狀突出墻面、地面、表面平整或有肋狀突出物的頂棚，物的頂棚，h/s0.3時(shí)，時(shí)，8.70.11有肋狀突出物的頂棚，有肋狀突出物的頂棚，h/s0.3時(shí)時(shí)7.60.13外表面換熱系數(shù)外表面換熱系數(shù) 及外表面換熱阻及外表面換熱阻季節(jié)季節(jié)表面特征表面特征 (w/(k) （k/w）冬季冬季外墻

45、、屋頂與室外空氣直接外墻、屋頂與室外空氣直接接觸的表面接觸的表面23.00.04與室外空氣相通的不采暖地與室外空氣相通的不采暖地下室上面的樓板下室上面的樓板17.00.06夏季夏季外墻和屋頂外墻和屋頂19.00.05ieiReR iRieeR表1.2-4和表1.2-51.2.3 平壁總熱阻的計(jì)算 （3）壁體傳熱阻）壁體傳熱阻單一材料層：單一材料層：壁體在垂直于熱流方向由一種材料做成的材料層 如磚砌體、混凝土等；導(dǎo)熱系數(shù)值按附錄多層勻質(zhì)材料層的熱阻：多層勻質(zhì)材料層的熱阻：壁體垂直于熱流方向有多層勻質(zhì)材料 構(gòu)成的構(gòu)造層，如外墻、平屋頂?shù)冉M合材料層的熱阻：組合材料層的熱阻：內(nèi)部不是單向傳熱，如空心砌

46、塊等，求出 平均熱阻。（見課本）dR nRRRR.211.2.3 平壁總熱阻的計(jì)算 ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1例1.2-1計(jì)算圖示墻體的總熱阻（冬季）解：根據(jù)公式：（1）由表1.2-4查出Ri=0.11 k/w（2）由表1.2-5查出Re=0.04 k/w（3）由附錄查出各材料層導(dǎo)熱系數(shù)值 石灰砂漿內(nèi)粉刷 1=0.81 w/(k) 粘土磚砌體 2=0.81w/(k) 水泥砂漿外粉刷 3=0.93w/(k)根據(jù)公式eioRRRR1.2.3 平壁總熱阻的計(jì)算 例1.2-1計(jì)算圖示墻體的總熱阻（4）平壁的傳熱阻 =R1+R2+R3R332211ddd=0.020/0.81+0.2

47、40/0.81+0.020/0.93=0.343k/w（5）總熱阻eioRRRR=0.11+0.343+0.04=0.493 k/w答：圖示墻體的總熱阻為0.493 k/w。1.2.3 平壁總熱阻的計(jì)算 ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1eagioRRRRR例1.2-2計(jì)算圖示平屋頂?shù)目偀嶙瑁ǘ荆?ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1解：1。由表1.2-4查得Ri=0.11k/w2。由表1.2-5查得Re=0.04k/w3。由表1.2-3查得40mm厚單面鋁箔空氣間層Rag=0.42k/w4。從附錄I中查得各材料層導(dǎo)熱系數(shù) 值，并根據(jù)公式 計(jì)算各材料層熱阻：（1）鈣塑板

48、1=0.049w/(k) R111dwkm/204. 0049. 0010. 02（2）鋼筋混凝土板3=1.74w/(k) R333dwkm/034. 074. 1060. 02（3）水泥砂漿層4=10.93w/(k) R444dwkm/022. 093. 0020. 02例1.2-2 eagioeagioRRRRRRRRRRRRR5431（5）總熱阻 =0.11+0.204+0.42+0.034+0.022+0.059+0.04 =0.889k/w（4）油氈防水層5=0.17w/(k) R555dwkm/059. 017. 0010. 02例1.2-2計(jì)算圖示平屋頂?shù)目偀嶙瑁ǘ荆┐穑核酒?/p>

49、屋頂?shù)臒嶙柚禐?.889k/w。1.2.3 平壁總熱阻的計(jì)算 習(xí)題習(xí)題計(jì)算圖示墻體的總熱阻和傳熱系數(shù)。計(jì)算圖示墻體的總熱阻和傳熱系數(shù)。當(dāng)其面積為5時(shí)，室內(nèi)外溫度分別為18和-12時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量。 為石灰水泥復(fù)合砂漿為加氣混凝土（500kg/）為鋼筋混凝土1.2.3 平壁總熱阻的計(jì)算 ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1eagioRRRRR補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題：課后：課后p53（7）用同一材料構(gòu)成的）用同一材料構(gòu)成的5層厚層厚20mm封閉空氣層的熱封閉空氣層的熱阻值與阻值與1層厚層厚100mm的封閉空氣層的熱阻值哪個(gè)大？為什么？試求證。的封閉空氣層的熱阻值哪個(gè)大？為什么？試求證。

50、 根據(jù)垂直封閉空氣間層內(nèi)不同傳熱方式的傳熱量比較，因空氣導(dǎo)熱性差，純導(dǎo)熱量 隨著間層厚度的增加而迅速減少。尤其是在4cm處變化明顯。 所以，用同一材料構(gòu)成的5層厚的20mm封閉空氣間層的熱阻值大于1層厚100mm的封閉空氣層的熱阻值。求證。解：設(shè)季節(jié)為冬季，材料選用鋼筋混凝土，厚度如圖所示： eagioRRRRR1補(bǔ)充例題：課后p53（7）用同一材料構(gòu)成的5層厚20mm封閉空氣層的熱阻值與1層厚100mm的封閉空氣層的熱阻值哪個(gè)大？為什么？試求證。（一）求5層厚20mm封閉空氣層的熱阻值Ro12。由表1.2-5查得Re=0.04k/w3。由表1.2-3查得20mm厚空氣間層Rag=0.16k/

51、w 1。由表1.2-4查得Ri=0.11k/w4。根據(jù)附錄查出鋼筋混凝土板=1.74w/(k)。根據(jù)公式R6dwkm/342. 06057. 0674. 11 . 02dR 5。根據(jù)公式eagioRRRRR1=0.11+0.342+0.16*5+0.04=1.292k/w eagioRRRRR2補(bǔ)充例題：課后p53（7）用同一材料構(gòu)成的5層厚20mm封閉空氣層的熱阻值與1層厚100mm的封閉空氣層的熱阻值哪個(gè)大？為什么？試求證。（二）求1層厚100mm封閉空氣層的熱阻值Ro22。由表1.2-5查得Re=0.04k/w3。由表1.2-3查得100mm厚空氣間層Rag=0.18k/w 1。由表1.

52、2-4查得Ri=0.11k/w4。根據(jù)附錄查出鋼筋混凝土板=1.74w/(k)。根據(jù)公式R2dwkm/344. 02172. 0274. 13 . 02dR 5。根據(jù)公式eagioRRRRR2=0.11+0.344+0.18+0.04=0.674k/wR01R02，因此用同一材料構(gòu)成的5層厚的20mm封閉空氣間層的熱阻值大于1層厚100mm的封閉空氣層的熱阻值。答：用同一材料構(gòu)成的5層厚的20mm封閉空氣間層的熱阻值大于1層厚100mm的封閉空氣層的熱阻值。 1.2.4 平壁內(nèi)部溫度的測定平壁內(nèi)部溫度的測定 在在穩(wěn)定傳熱穩(wěn)定傳熱條件下，通過平壁的熱流量與通過平壁各構(gòu)造層條件下，通過平壁的熱流量

53、與通過平壁各構(gòu)造層的熱流量相等。的熱流量相等。多層勻質(zhì)平壁溫度計(jì)算公式)(1eiottRqqqqqei 在穩(wěn)定傳熱條件下，每一材料層內(nèi)的溫度分布是一直溫度分布是一直線，在多層平壁中成一條連續(xù)的折線。線，在多層平壁中成一條連續(xù)的折線。材料層內(nèi)的溫度降落程度與各層的熱阻成正比，材料層的熱阻愈大，在該層內(nèi)的溫度降落愈大。1.2 平壁的穩(wěn)定傳熱如圖已知求321321.dddtteiei32dR 內(nèi)外 1.2.4平壁內(nèi)部溫度的測定第一步：計(jì)算內(nèi)表面溫度第一步：計(jì)算內(nèi)表面溫度)(1eiottRqooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1)()()(eeeeeiiiiitqdqtqiqq )(eioii

54、ittRRt)(1iiiitRq代入代入 1.2.4平壁內(nèi)部溫度的測定第二步：計(jì)算多層平壁內(nèi)任一層內(nèi)表面溫度：第二步：計(jì)算多層平壁內(nèi)任一層內(nèi)表面溫度：)(1eiottRq)(12eioiittRRRt21qqq)(1211iRq代入代入)(12eioittRR)(eioiiittRRt代入代入可得：可得： 1.2.4平壁內(nèi)部溫度的測定第二步：計(jì)算多層平壁內(nèi)任一層內(nèi)表面溫度：第二步：計(jì)算多層平壁內(nèi)任一層內(nèi)表面溫度：)(1eiottRq)(12eioiittRRRt21qqq)(12322Rq代入代入)(223eiottRR代入代入可得：可得：)(213eioiittRRRRt 1.2.4平壁內(nèi)部

55、溫度的測定第二步：計(jì)算多層平壁內(nèi)任一層內(nèi)表面溫度：第二步：計(jì)算多層平壁內(nèi)任一層內(nèi)表面溫度：)(12eioiittRRRt)(213eioiittRRRRt)(11eiomjjiimttRRRt 1.2.4平壁內(nèi)部溫度的測定第三步：計(jì)算外表面溫度第三步：計(jì)算外表面溫度)(1eiottRqeqq )(eioeeettRRtooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1)()()(eeeeeiiiiitqdqtq)(1eeeetRq 1.2.4平壁內(nèi)部溫度的測定總結(jié)：平壁內(nèi)部溫度的測定公式為：總結(jié)：平壁內(nèi)部溫度的測定公式為：)(eioeeettRRt)(1eiottRqqqqqei如圖已知求根據(jù)公式

56、：321321.dddtteiei32dR )(11eiomjjiimttRRRt)(eioiiittRRt內(nèi)表面溫度：內(nèi)表面溫度：外表面溫度：外表面溫度：各材料層溫各材料層溫度：度： 例例1.2-3 已知室內(nèi)溫度為已知室內(nèi)溫度為16，室外氣溫為，室外氣溫為-8 ，計(jì)算圖示，計(jì)算圖示三層平壁的內(nèi)部溫度分布。三層平壁的內(nèi)部溫度分布。解：如圖已知tite3e2i（1）由表由表1.2-4查出查出Ri=0.11 k/w 由表由表1.2-5查出查出Re=0.04 k/w 由附錄查出各材料層導(dǎo)熱系數(shù)值由附錄查出各材料層導(dǎo)熱系數(shù)值：石灰砂漿內(nèi)粉刷 1=0.81 w/(k)粘土磚砌體 2=0.81w/(k)水

57、泥砂漿外粉刷 3=0.93w/(k)（2）求平壁各層材料傳熱阻和總熱阻）求平壁各層材料傳熱阻和總熱阻 wkmdR/025. 081. 0020. 02111總熱阻總熱阻eioRRRR=0.11+0.025+0.296+0.022+0.04=0.493 k/wwkmdR/296. 081. 0240. 02222wkmdR/022. 093. 002. 02333321321.dddttei求ei32 例例1.2-3 已知室內(nèi)溫度為已知室內(nèi)溫度為16，室外氣溫為，室外氣溫為-8 ，計(jì)算圖示，計(jì)算圖示三層平壁的內(nèi)部溫度分布。三層平壁的內(nèi)部溫度分布。tite3e2i（3）求如圖所示三層平壁各層界面溫

58、度）求如圖所示三層平壁各層界面溫度 )8(16493.011.016)(eioiiittRRt=16-5.4=10.6)8(16493. 0025. 011. 016)(12eioiittRRRt)8(16493. 0296. 0025. 011. 016)(213eioiittRRRRt=16-6.5=9.5=16-21=-5.0)8(16493. 004. 08)(eioeeettRRt=-8+2=-6答：如圖所示三層平壁內(nèi)部溫度答：如圖所示三層平壁內(nèi)部溫度 分別為分別為10.6，9.5，-5，-6。 補(bǔ)充例題：補(bǔ)充例題： 已知室內(nèi)溫度為已知室內(nèi)溫度為16，室外氣溫為，室外氣溫為-8 ，計(jì)

59、算，計(jì)算圖圖1.2-21 中中 平屋頂?shù)膬?nèi)部溫度分布。平屋頂?shù)膬?nèi)部溫度分布。ooeioeeiiRKRRRRRdRR11;1eagioRRRRR)(eioeeettRRt)(11eiomjjiimttRRRt)(eioiiittRRt 補(bǔ)充例題：補(bǔ)充例題： 已知室內(nèi)溫度為已知室內(nèi)溫度為16，室外氣溫為，室外氣溫為-8 ，計(jì)算，計(jì)算圖圖1.2-21 中中 平屋頂?shù)膬?nèi)部溫度分布。平屋頂?shù)膬?nèi)部溫度分布。1. 由表由表1查得查得Ri = 0.11k/W 由表由表2查得查得Re = 0.04 k/W 吊頂中有40mm厚單面鋁箔封閉空氣間層，熱流為從下至上，查表查表3得得Rag = 0.42k/W 計(jì)算各材

60、料層熱阻：計(jì)算各材料層熱阻： 鈣塑板1=0.049w/（mk） R1 = d1 / 1 =0.010/0.049=0.204k/W 鋼筋混凝土版3=1.74w/（mk） R3 = d3 / 3 =0.060/1.74=0.034k/W 水泥砂漿層4=0.93w/（mk） R4 = d4 / 4 =0.020/0.93=0.022k/W 油氈防水層5=0.17w/（mk） R5 = d5 / 5 =0.010/0.17=0.059k/W 補(bǔ)充例題：補(bǔ)充例題： 已知室內(nèi)溫度為已知室內(nèi)溫度為16，室外氣溫為，室外氣溫為-8 ，計(jì)算，計(jì)算圖圖1.2-21 中中 平屋頂?shù)膬?nèi)部溫度分布。平屋頂?shù)膬?nèi)部溫度分