建筑熱工學(xué)第二章穩(wěn)定傳熱

第2章穩(wěn)定傳熱2-1平壁的穩(wěn)定傳熱2-2分部熱阻的確定2-3平壁內(nèi)溫度的計(jì)算及圖解法2-1平壁的穩(wěn)定傳熱傳熱過程：室內(nèi)、外熱環(huán)境通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)而進(jìn)行的熱量交換過程，包含導(dǎo)熱、對流及輻射方式的換熱，是一種復(fù)雜的換熱過程。穩(wěn)定傳熱過程：溫度場不隨時間而變的傳熱過程。如圖2-1，設(shè)由三層平壁組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，平壁厚度分別為d1、d2、d3，導(dǎo)熱系數(shù)分別為1、2、3，圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣及其它物體表面溫度分別為ti、te（設(shè)ti>te），室內(nèi)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向室外傳熱的整個過程要經(jīng)過三個階段：2）。平壁材料層的導(dǎo)熱：1）。內(nèi)表面吸熱：3）。外表面的散熱：2）。平壁材料層的導(dǎo)熱：1）。內(nèi)表面吸熱：內(nèi)表面吸熱是對流換熱與輻射換熱的綜合過程。3）。外表面的散熱：外表面的散熱是平壁把熱量以對流及輻射的方式傳給室外空氣及環(huán)境。討論的問題屬于一維穩(wěn)定傳熱過程，則有聯(lián)立上面四式得若寫成熱阻形式得平壁總傳熱系數(shù)：物理意義：當(dāng)時，在單位時間內(nèi)通過平壁單位表面積的傳熱量，單位：說明：平壁的總傳熱阻：物理意義：表示熱量從平壁一側(cè)空間傳到另一側(cè)空間時所受到的總阻力。單位：平壁內(nèi)、外表面及壁體內(nèi)各層溫度的計(jì)算：2-2分部熱阻的確定一、表面熱轉(zhuǎn)移阻

二、材料層熱阻

1。單一材料層熱阻

2。組合材料層熱阻

3。封閉空氣間層熱阻一、表面熱轉(zhuǎn)移阻：公式：表面對流換熱系數(shù)表面輻射換熱系數(shù)在建筑熱工設(shè)計(jì)中，一般都直接采用表2-1的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：二、材料層熱阻：1、單一材料層熱阻：指整層由一種材料做成。如加氣混凝土、膨脹珍珠巖及其制品、磚砌體、鋼筋混凝土、粉刷等。（導(dǎo)熱系數(shù)見書后附錄4）

熱阻計(jì)算：

2、組合材料層熱阻：如圖2-2

平行于熱流方向沿材料層中不同材料的界面將其分隔成若干部分。如圖中、、等部分，分別按上式計(jì)算、、；最后按下式確定其加權(quán)平均熱阻：3、封閉空氣間層的熱阻：在空氣間層中的傳熱過程中，導(dǎo)熱、對流和輻射三種傳熱方式都存在，其傳熱過程包括對流換熱和輻射換熱（如圖2-3）空氣間層中的熱阻主要取決于間層兩個界面上的邊界層厚度和界面之間的輻射換熱程度。在有限空間內(nèi)的對流換熱強(qiáng)度與間層的厚度、間層的設(shè)置方向和形狀、間層的密閉性等因素有關(guān)。（如圖2-4）通過間層的輻射換熱量與間層表面材料的輻射性能和間層的平均溫度高低有關(guān)。圖2-5，說明空氣間層內(nèi)，在單位溫差下通過不同傳熱方式所傳遞的各部分熱量的分配情況。對于普通空氣間層，在總的傳熱量中，輻射換熱占的比例很大。因此，要提高空氣間層的熱阻，首先要設(shè)法減少輻射傳熱量。在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中，空氣間層的熱阻一般采用表2-2和表2-3所示計(jì)算數(shù)據(jù)。減少輻射換熱量，最有效的是在間層壁面吐貼輻射系數(shù)小的反射材料，目前采用的主要是鋁箔。例題P102試計(jì)算某屋頂結(jié)構(gòu)的熱阻（夏）鋼筋混凝土：=1.74(W/mK)加氣混凝土：=0.19(W/mK)水泥砂漿：=0.93(W/mK)油氈防水層：=0.17(W/mK)注意：不使用書中的單位，全部采用國際單位。1、由附錄4查各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)2、求各層熱阻(1)鋼筋混凝土空心板熱阻R空：取計(jì)算單元，沿垂直熱流方向分三層計(jì)算。R1=R3=0.035/1.74=0.02(m2K/W)空氣間層由空氣層、鋼筋混凝土、填縫組成。空氣間層熱阻0.16(m2K/W),鋼筋混凝土熱阻0.13/1.74=0.075(m2K/W)砂漿部分熱阻0.13/0.93=0.140(m2K/W)R空=0.02+0.13+0.02=0.17(m2K/W)(2)加氣混凝土保溫層熱阻R氣砼=0.02/0.19=0.421(m2K/W)（3）水泥砂漿抹平層熱阻R砂漿=0.02/0.93=0.022(m2K/W)（4）油氈防水層熱阻R油氈=0.01/0.17=0.059(m2K/W)3、屋頂結(jié)構(gòu)總熱阻內(nèi)表面熱轉(zhuǎn)移阻Ri=0.11(m2K/W)外表面轉(zhuǎn)移阻Re=0.05(m2K/W)總熱阻R=0.11+0.17+0.421+0.022+0.059+0.05=0.232(m2K/W)2-原3平壁贈內(nèi)部栗溫度冰的計(jì)左算及幫圖解偉法一、纖平壁轉(zhuǎn)內(nèi)部得溫度弱的計(jì)吵算粒二、礦壁體慎內(nèi)部塘溫度貴的圖章解法一、裹平壁擁內(nèi)部紅溫度搜的計(jì)時算：意義玻：圍屑護(hù)結(jié)融構(gòu)的春表面臣溫度清及內(nèi)伯部溫制度也由是衡扛量和茄分析展圍護(hù)筒結(jié)構(gòu)裹熱工猶性能賭的重取要數(shù)盆據(jù)。別為判抽斷表毀面和再內(nèi)部天是否怖會產(chǎn)斬生冷準(zhǔn)凝水云，就酬需要賠對所捧設(shè)計(jì)罷的圍產(chǎn)護(hù)結(jié)綱構(gòu)進(jìn)帽行溫缸度核洞算。以圖2-觀1所示晉三層綱平壁哥結(jié)構(gòu)前為例摘。據(jù)穩(wěn)克定傳絞熱條壞件下戲，通虹過平律壁的附熱流算量與橫通過樂平壁圓各部你分的塘熱流挖量相剖等有肆，截即解得釣壁體竟內(nèi)表跌面溫賢度為又據(jù)到有解得由此味推知戚，對柿于多免層平恩壁內(nèi)鉆任一咱層的句內(nèi)表籌面溫碼度為在穩(wěn)總定傳卷熱條遺件下本，每叼一材宜料層燭內(nèi)的催溫度浩分布溪是直鍛線，拔在多胃層平惑壁中遮成一袍條連貪續(xù)的垮折線遲。材換料層不內(nèi)的甘溫度飄降落感程度伴與各織層的娛熱阻疤成正釣比，夫材料珠層的災(zāi)熱阻法越大雅，在典該層寨內(nèi)的熄溫度匹降落冶也越蜻大。二、塑壁體秋內(nèi)部丈溫度志的圖脂解法闖：根據(jù)擋：其中山：雜、澆、俗和盒是常百量，煉所以盡是變漲量遺的一晌次函歲數(shù)，探若以魄熱阻透為橫抽坐標(biāo)無畫出呈壁體旁的截差面圖效，則題溫度毀分布柄為一姓直線屯。具體輸方法薪：（倚如圖2-含7）實(shí)際觀上，酒圍護(hù)犧結(jié)構(gòu)攜所受堵到的冷環(huán)境際熱作斤用，哄不論陪是室證內(nèi)或充室外脂，都哀在隨亡時間準(zhǔn)變化釘，因艷此，卡圍護(hù)載結(jié)構(gòu)連內(nèi)部姿的溫周度和扭通過威圍護(hù)絡(luò)結(jié)構(gòu)撤的熱傭流量趕也必周然隨治時間鉛發(fā)生娃變化島。這撈種傳損熱過司程叫灑不穩(wěn)逗定傳辮熱。稼若外素界熱盤作用辮隨著趨時間奏呈現(xiàn)錫周期勞性的賭變化朗，則若出現(xiàn)涼周期絮性不津穩(wěn)定握傳熱掩。在身建筑服熱工廟中研寺究的蘋變化仇熱作啞用，央都帶伴有一掀定的爹周期國波動播性，挎如室前外氣偏溫和鏡太陽生輻射鐵熱的弱晝夜噴、小鬧時變藥化，不在一理段時偷間內(nèi)相可以謹(jǐn)近似辦地看揭作每嬸天出子現(xiàn)重儉復(fù)性簽的周紛期變偏化；列冬天臨當(dāng)采悄用間酸歇采乎暖時效，室欲內(nèi)氣兄溫也鋤會引迷起周棄期性購的波軌動。作業(yè)皆：某空伴心混繡凝土橋砌塊逼如圖弦所示試求卻該單余排孔累砌塊踩作為沿垂直四墻體勉時的睡隔