建筑物理 第一章 第2節(jié)傳熱基礎(chǔ)(續(xù)1)

對于一維穩(wěn)定傳熱過程,q—通過平壁的傳熱量w/m2R0—平壁的傳熱阻，表示熱量叢平壁一側(cè)傳到另一側(cè)是所受到的總阻力（m2K/w）R0—平壁的傳熱阻ti—室內(nèi)氣溫te—室外氣溫λ1λ2λ3

d1d2d3tite組合壁的平均熱阻：F是各部分在垂直熱流方向的表面積m2平行于熱流方向沿材料層中不同材料的界面將其分隔為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等部分計算各部分的熱阻RⅠRⅡRⅢ

——修正系數(shù)，注意：

φ

：修正系數(shù)，F(xiàn)0:與熱流方向垂直的總傳熱面積F1、F2、F3…:平行于熱流方向的各個傳熱面積R0.1、R0.2、R0.3…:各個傳熱部位的傳熱阻

Ri

、Re

：內(nèi)表面換熱、外表面換熱阻

R

：平均熱阻R0=Ri+R+Re（三）封閉空氣層的熱阻建筑設(shè)計中常用封閉空氣層作為圍護結(jié)構(gòu)的保溫層?？諝鈱又械膫鳠岱绞剑簩?dǎo)熱、對流和輻射主要是對流換熱和輻射換熱封閉空氣層的熱阻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強度。與間層厚度不成正比例關(guān)系在有限空間內(nèi)的對流換熱強度與間層的厚度、間層的設(shè)置方向和形狀、間層的密閉性等因素有關(guān)。垂直空氣間層中，θ1>θ2*當(dāng)間層厚度很薄時(d<0.5cm)氣流的流動困難，氣流近似為靜止，對流換熱很弱*當(dāng)間層厚度較薄時熱氣流和冷氣流相互干擾，形成局部環(huán)流，使邊界層減薄。*當(dāng)間層厚度增加(d>10cm)上升氣流和下降氣流干擾程度逐漸減小

*當(dāng)厚度達到一定程度時，就與自然對流情況類似.在水平間層中*當(dāng)熱面在上方時，間層內(nèi)可視為不存在對流。*當(dāng)熱面在下方時，熱氣流的上升和冷氣流的下沉相互交替形成自然對流，此時自然對流換熱最強，1—純導(dǎo)熱換熱量2—對流換熱量3—總換熱量可見：普通空氣間層的傳熱量中輻射換熱占很大比例，

要提高空氣間層的熱阻須減少輻射傳熱量。

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)。減少輻射換熱量的方法：1、將空氣間層布置在圍護結(jié)構(gòu)的冷側(cè)，降低間層的平均溫度。（效果不夠顯著）2、在間層壁面涂貼輻射系數(shù)小的反射材料（鋁箔等）一般建筑材料的輻射系數(shù)：4~4.5J/（m2hK4）鋁的輻射系數(shù)：0.25~0.96J/（m2hK4）4—間層內(nèi)有一表面貼有鋁箔5——間層內(nèi)兩表面都貼有鋁箔增效不顯著故以一個表面貼反射材料為宜實際設(shè)計計算中可查表2-4得空氣間層的熱阻Rag例：求鋼筋混凝土圓孔板冬季的熱阻（設(shè)熱流為自下而上）(單位：m)(1)將圓孔折算為等面積的正方形孔0.0890.0230.0210.0890.020b2=d2/4b=0.079m0.0790.0330.0260.0790.025(2)計算各部分的傳熱阻R0.1=0.026/1.74+0.17+0.025/1.747+0.11+0.04=0.349(m2?K/W)有空氣間層部分無空氣間層部分R0.2=0.13/1.74+0.11+0.04=0.225(m2?K/W)(3)求修正系數(shù)鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)：1.74W/(m?K)空氣的導(dǎo)熱系數(shù)：0.079/0.17=0.46W/(m?K)λ1=1.74W/(m?K)λ2=0.46W/(m?K)0.46/1.74=0.267由表2-1：修正系數(shù)φ=0.93（4）圓孔板的平均熱阻代入數(shù)據(jù)得=0.139(m2?K/W)作業(yè)：求鋼筋混凝土圓孔板夏季的熱阻孔內(nèi)單面貼鋁箔（設(shè)熱流為自上而下）(單位：m)0.0920.0320.0310.0920.031五、平壁內(nèi)部溫度的計算為判定圍護結(jié)構(gòu)的表面和內(nèi)部是否會產(chǎn)生冷凝水須對所設(shè)計的圍護結(jié)構(gòu)進行溫度核算λ1λ2λ3

d1d2d3titeθiθe穩(wěn)定傳熱條件下：得內(nèi)表面溫度：λ1λ2λ3

d1d2d3titeθiθeθ2θ3由此推廣得：層次編號順著熱流方向λ1λ2λ3

d1d2d3titeθiθeθ2θ3λ1λ2λ3

d1d2d3titeθiθe得：材料層內(nèi)的溫度降落程度與各層的熱阻成正比。材料層的熱阻越大，（導(dǎo)熱系數(shù)越?。?/p>

溫度降落越大，（直線斜率越大）。1234n在穩(wěn)定傳熱條件下，每一材料層內(nèi)的溫度分布是一直線，在多層平壁中成一連續(xù)的折線。例：若室內(nèi)氣溫為15℃，室外氣溫為-10℃，試求墻體的熱流強度以及內(nèi)部溫度分布（單位：mm）15℃—石膏板12—石膏板12—礦棉板70—空氣間層50—石棉水泥板6-10℃查表得導(dǎo)熱系數(shù)：石膏板：0.33

礦棉板：0.07

石棉水泥板：0.52R空氣=0.21m2K/W1、墻體總熱阻：15℃—石膏板12—石膏板12—礦棉板70—空氣間層50—石棉水泥板6-10℃2、通過墻體的熱流強度3、墻體內(nèi)的溫度分布Ri=0.133石膏板0.036礦棉板1.0石膏板0.036

空氣間層0.21石棉水泥板0.115Re=0.05二、壁體內(nèi)部溫度的圖解法由式：其中ti、R0、Ri、te

為常數(shù)則θn是變量∑Rn的一次函數(shù)以熱阻為橫坐標(biāo)，溫度為縱坐標(biāo)，則溫度分布為一直線。0.133