建筑熱工學第一章緒論

第1章建筑熱工學基本知識第2章穩(wěn)定傳熱第3章建筑保溫第4章外圍護結構的濕狀況第5章建筑隔熱第6章建筑日照

概述：各地區(qū)建筑物的形式、風格受氣候條件的影響。建筑物的室內(nèi)外主要氣候因素：室外氣候因素：太陽熱輻射、空氣溫濕度、風、雨、雪等，統(tǒng)稱為“室外熱作用”；室內(nèi)氣候因素：空氣的溫濕度、生產(chǎn)和生活散發(fā)的熱量與水分等，統(tǒng)稱為“室內(nèi)熱作用”。作業(yè)（任選其一論述）：風的形成機理雨的形成機理雪的形成機理室內(nèi)氣候?qū)θ梭w的影響主要表現(xiàn)在冷熱感。冷熱感取決于人體新陳代謝產(chǎn)生的熱量和人體向周圍環(huán)境散熱量之間的平衡關系，如圖。體溫恒定；體溫上升；體溫下降。qr:人體與環(huán)境輻射換熱率qw:人體蒸發(fā)散熱率qm:人體新陳代謝產(chǎn)熱率qc:人體與環(huán)境對流換熱率所謂按正常比例散熱，指的是對流換熱約占總散熱量的25-30，輻射散熱約為45-50，呼吸和無感覺蒸發(fā)散熱約占25-30，處于舒適狀況的熱平衡，可稱之為“正常熱平衡”。建筑熱工學的任務：（1）如何通過建筑物和規(guī)劃上的手段有效防護或利用室內(nèi)外氣候因素，合理解決房屋的日照、保溫、防熱、防潮等問題；（2）如何配備適當?shù)脑O備進行人工調(diào)節(jié)（如采暖、空調(diào)等）；（3）如何創(chuàng)造和完善裝配房屋的建筑構件，以創(chuàng)造好室內(nèi)熱環(huán)境并提高圍護結構的耐久性。建筑熱工學基本知識1傳熱的基本方式2圍護結構的傳熱過程3濕空氣的物理性質(zhì)溫度T=t+273.16F=32+9/5t溫度：分子平均平動動能。絕對溫標k，絕對零度，水的三相點，溫度計，超導。國際單位制SI基本單位7-1傳熱的基本方式傳熱的特點：傳熱發(fā)生在有溫度差的地方，并且總是自發(fā)地由高溫處向低溫處傳遞。

實際傳熱過程溫度場傳熱有三種基本方式（如圖7-1）：1.導熱2.對流3.輻射一、導熱：（傳熱）定義：指溫度不同的物體直接接觸時，靠物質(zhì)微觀粒子（分子、原子、自由電子等）的熱運動引起的熱能轉移現(xiàn)象。導熱可在固體、液體、和氣體中發(fā)生，但只有在密實的固體中才存在單純的導熱過程。在建筑熱工學中，大量課題涉及非金屬固體材料的導熱，有時也涉及空氣、水分或金屬導熱問題。二、對流：定義：對流只發(fā)生在流體中，是因溫度不同的各部分流體之間發(fā)生相對運動，互相摻合而傳遞熱能的。促使流體產(chǎn)生對流的原因：1.本來溫度相同的流體，因其中某一部分受熱（或冷卻）而產(chǎn)生溫度差，形成對流運動，稱為“自然對流”。2.因受外力作用（如風吹、泵壓等）迫使流體產(chǎn)生對流，稱為“受迫對流”。工程上遇到的一般是流體流過一個固體壁面時發(fā)生的熱量交換過程，稱為“對流換熱”。單純的對流換熱不存在，總伴隨有導熱發(fā)生。三、輻射：定義：輻射指依靠物體表面向外發(fā)射熱射線（能產(chǎn)生顯著效應的電磁波）來傳遞能量的現(xiàn)象。自然界中凡溫度高于絕對零度（0K）的物體，都能發(fā)射輻射熱，同時，也不斷吸收其它物體投射來的輻射熱。特點：輻射換熱時有能量轉化：熱能--輻射能-熱能參與換熱的物體無須接觸。如圖，輻射熱的反射、吸收與透射。例：普通窗玻璃的保溫能力、吸熱玻璃

實際傳熱過程：例：冬季，室內(nèi)通過外墻向室外傳熱是包含三種基本傳熱方式的復雜過程。如圖所示：對流輻射導熱對流輻射

溫度場：熱量傳遞的動力是溫度差，研究傳熱時必須知道物體的溫度分布。對某一物體或某一空間來說，某一瞬時，物體內(nèi)各點的溫度總計叫溫度場。物體內(nèi)各點溫度不隨時間變化，稱為穩(wěn)定溫度場；反之，則為不穩(wěn)定溫度場。在穩(wěn)定溫度場內(nèi)發(fā)生的熱量傳遞過程為穩(wěn)定傳熱過程；在不穩(wěn)定溫度場內(nèi)發(fā)生的熱量傳遞過程為不穩(wěn)定傳熱過程。圍護結構的傳熱過程一、平壁導熱

二、對流換熱

三、輻射換熱一、平壁導熱：定義：指通過圍護結構材料傳熱。經(jīng)過單層平壁導熱經(jīng)過多層平壁導熱經(jīng)過擾單層配平壁權導熱晨：設一斷單層譜勻質(zhì)紡平壁農(nóng)（如圖蜂7-米2）竊，厚d平壁村內(nèi)、跨外溫趨度為θi、θe（設θi>θe,告且均疏不隨侮時間粒變化諒）。單位吉時間柴內(nèi)通沾過單懶位面杏積的飲熱流狐量，堂稱為熱流齡強度。（7樓-3坐）這是項一穩(wěn)艇定導柜熱問記題，軋實踐員證明手，通樓過壁句體的嶄熱流明量Q滿足涌下面漁關系孤式：熱阻匆：綱在同跳樣溫起差條妹件下愉，熱埋阻越曉大，疏通過伐材料見層的猴熱量黨越少型；增鉤加熱裕阻的博方法腥：加容大平綁壁厚居度或惱選用性導熱垮系數(shù)繡小的鄉(xiāng)豐材料騾。說明支：導熱顯系數(shù)系：稼當材判料層免單位農(nóng)厚度凱內(nèi)的蜜溫差煎為去10C時，難在頓1秧小時殺內(nèi)通雪過斤1m2表面序積的頭熱量掉。影響螺的篩最大笛因素爹是：容重和濕度。材料導熱系數(shù)W/(m?K)特點氣體0.006~0.6最小液體0.07~0.7次之金屬2.2~420最大非金屬0.3~3.5常用建材保溫隔熱材料<0.25礦棉、泡沫塑料、珍珠巖、蛭石等不同望狀態(tài)妄的物與質(zhì)導拿熱系責數(shù)相膏差很抽大經(jīng)過謠多層另平壁撕導熱悔：設三險層材艦料組肆成多厭層壁攻（如圖沙7-宇3）任，各材酒料層佳之間袍緊密走配合艙，各草層厚迷為d1、d2、d3，導熱安系數(shù)羞分別秀為1、2、3，平久壁內(nèi)秤、外蓮溫度蔽為i、e（設i>e,向且均棗不隨輩時間溪變化診），肯可用2、3表示尿?qū)娱g手接觸挺面的雕溫度裝。將多涼層壁毯視為珍三個饞單層畢壁，猜分別余算出茅通過博每層鼻壁的冰熱流嬸強度派為：穩(wěn)定敲導熱想條件技下有陸：由以受上四絞式解僻得：（7互-4鮮）n層多囑層壁償?shù)膶疅嵊嬢喫愎淌剑焊鲗舆M接觸爛面的覽溫度網(wǎng)：多層狗壁內(nèi)堆第窩層扮與第勤層之坦間接蓮觸面截溫度幕：二、必對流耐換熱蝕：層流駝邊界兼層：舌由于暖摩擦用力作轟用，退在緊外貼固擇體壁沾面處賴有一徹平行稻于固被體壁雖面流圍動的確流體詠薄層左，叫盼“層流哀邊界魯層”。對流換熱系數(shù)對流換熱熱阻對流肉換熱范過程自：（如圖誓7-田4）傷傾末斜直蚊線區(qū)—層流妹邊界父層；蔽拋物知線區(qū)—流體粒核心顆部分；陡水耳平線錯區(qū)—過度稀區(qū)灘。對流腿換熱忠計算球公式卻：確定賭對流近換熱腹系數(shù)蹤蝶：宵對革流換仗熱系學數(shù)包貞含了績影響門對流凳換熱害強度背的一負切因驢素。喉建筑滑熱工伐學中憑常遇乖到的仇對流懇換熱蝦問題尚都是愛指固緒體壁她面與重空氣菊間的欺換熱野，據(jù)漸具體宵情況班選用渴表7戶-1親公式村：三、算輻射王換熱喘：本質(zhì)援：物姨體表妥面向增外輻捆射出籍的電岡磁波史在空扮間傳押播；斜電磁紹波的鮮波長晌可從荷到鞋數(shù)公蹈里；肺不同疏波長刪的電膨磁波包落到樂物體透上可物產(chǎn)生沾各種太不同號的效誰應（保如圖7-將5）；忠紅外脹線：所波長仆范圍蝕；雜熱桶射線稠：波畢長范法圍墨；夠熱型輻射濕：熱撿射線哈的傳區(qū)播過離程。1、教輻射閑換熱健的本演質(zhì)和嬸特點抬：特點牛：緣瑞（1）楊輻射曾換熱裳中伴撒隨有憤能量橋形式屬的轉磚化：一物烏體內(nèi)景能電鋤磁波會另差一物頭體內(nèi)紐奉能；塑（2穿）電稍磁波壤可在膨真空皂中傳潔播，毅故輻屈射換貫熱不闖需有日任何妹中間笑介質(zhì)講，也舌不需兔冷熱登物體鑒直接揉接觸親；助（忽3）腳一切盾物體僑，不府論溫紛度高草低都彩在不然停地辭對外丟輻射加電磁駐波，討輻射倘換熱咸是兩戀物體奇互相況輻射婦的結主果。高溫低溫物體丑對外掩來射炎線的書反應曾遵循寇與可束見光夢相同法的規(guī)側律。恒設趨有能堪量為I0的熱軋射線釋投射墻到物略體表身面，閣則其乏中Ir被反昌射，Ia被吸鎖收，It可能遵透過工物體瀉。（兄如圖7-退6）2、放輻射牲能的錢吸收昏、反昨射和僑透射安：反射系數(shù)吸收系數(shù)透射系數(shù)由能余量守怎恒：鵝或一般知，固疼體和斧液體呼都是故不透暗明的唱，即h=0因此h+牧h=謹1所以垂，污凡是撥善于闊反射扣的物之體一掃定不所善于爸吸收喂（磨纏光的擇鋁、遲鎳鉻替板、論研磨鼻的黃剪銅h＝0.專02～0.傻04?！常吹阎噼F然。嚴格榮說，質(zhì)物體牙對不貫同波蝦長的世外來末輻射弊的吸暑收、呆反射鈴及透備射的毫性能完不同險。絕對僵白體（簡得稱白華體）落：能頁將外仁來輻掀射全真部反休射的賢物體吊；絕對拉黑體（簡輝稱黑武體）鞏：能頸將外搬來輻渴射全亂部吸揉收的法物體歌；絕對喊透明狹體（透鞏熱體見）：獨能將腫外來鹽輻射幼全部困透過個的物折體。玻璃舉窗的抄特您性濕空罰氣的心物理地性質(zhì)一、水蒸晴氣分段壓力二、空氣鉆濕度三、露點著溫度一、慶水蒸薯氣分永壓力是：濕空謠氣：災指干彼空氣惡與水秩蒸氣輝的混救合物蠶。道爾紗頓分議壓定珍律：在溫澤度和塞壓力齊一定汗的條參件下授，一內(nèi)定容娘積的允干空賠氣所稱能容謎納的置水蒸俘氣量熄是有鄙一定宗限度拋的。贏水妖蒸氣教的含住量未凱達到丸限度部的濕彎空氣豈，叫未飽境和濕染空氣；達要到限浙度時申則叫飽和暈濕空乳氣。飽和回蒸汽堡壓（例或最父大水面蒸氣木分壓晌力）博：處策于飽阿和狀兇態(tài)的烈濕空袍氣中妻水蒸塞氣所狐呈現(xiàn)花的壓旱力。皂飽和換蒸汽時壓用慢表洪示；愈未飽讀和水億蒸氣唯分壓閉力用選表暴示。標準辰大氣捧壓下來，飽茶和蒸炒汽壓擾隨溫生度的竹升高繭而增牢大。二、月空氣鞏濕度悶：濕度：空播氣的葉干濕派程度增。絕對漿濕度：每葡立方揭米空紙氣中襖所含手水蒸蜻氣的殊重量燭。壤絕對海濕度辯一般潛用逗表示林；飽竭和空矛氣的俱絕對陸濕度冰用飽情和蒸和氣量菌表示禾。相對丘濕度：一拳定溫斤度和毫大氣達壓下默，濕煮空氣血的絕絡對濕井度與綱同溫鼠同壓覽下的劫飽和血蒸氣隸量的洪百分檔比。霸表示趙為e/去E.奶10欄0%三、墳露點拖溫度妨