第1.2章建筑的傳熱1.2.1傳熱方式1.2.2平壁的穩態傳熱1建筑傳熱基本概念與原理本節要點：

1.三種傳熱方式的特點；

2.平壁熱阻和熱惰性指標；

3.材料導熱系數;4.空氣間層傳熱特點。2

傳熱基本概念:

條件:溫差方向:高溫低溫基本方式:

導熱固、氣、液對流氣、液輻射無需介質傳熱量:Q

單位:W;

q

單位:W/m2

31.2.1輻射傳熱一、熱輻射電磁波絕對溫度T>0(K)的物體都會向外輻射電磁波

也會接收外來電磁波

T

=273+t(K)(℃)T1T24電磁波分類:

5電磁波分類:

6

二、物體接收熱輻射的性能性能參數:反射系數ρ,吸收系數α,透過系數

ρ+α+

=1

非透熱材料ρ+α=1

白體:ρ=1

黑體:α=1

透熱體:

=1

7影響因素:表面材料:材質、分子結構、表面光潔度熱輻射波長。

8影響因素:表面材料:材質、分子結構、表面光潔度熱輻射波長。

刷白表面α低α高短波ρ高長波ρ低9影響因素:表面材料:材質、分子結構、表面光潔度熱輻射波長

高

低10溫室效應

高

低11

三、物體發射熱輻射的性能輻射體類型:黑體,灰體,選擇性輻射體輻射能力:單位:W／m2

C—輻射系數[W/(m2·K4)]，黑體最大12黑體輻射光譜特點:溫度愈高，最大輻射力的波長愈短

太陽輻射(6000K黑體)

13灰體輻射性能參數:

輻射系數C,或黑度ε

C—灰體輻射系數

Cb

—黑體輻射系數灰體ε<1;黑體ε=114開在大空腔上的小孔0.97～0.99黑色非金屬表面（如瀝青、紙等）0.90～0.98紅磚、紅瓦、混凝土、深色油漆0.85～0.95黃色的磚、石、耐火磚等0.85～0.95白色或淺奶油色磚、油漆、粉刷等0.85～0.95涂料0.90～0.95窗玻璃0.40～0.65光亮的鋁粉漆0.20～0.30銅、鋁、鍍鋅鐵皮、研磨鐵板0.02～0.05研磨的黃銅、銅、鋁0.02～0.04

建筑材料黑度ε

15

四、輻射換熱換熱強度:

qr=αr(θ1–θ2)

(W／m2)

αr

—輻射換熱系數,與表面輻射系數、溫度有關

θ1,θ2

—表面溫度

161.2.1對流傳熱

一、對流類型自然對流溫差強迫對流外力自然對流方向:熱冷17

壁面空氣對流傳熱方式:

層流邊界層導熱為主紊流區對流為主

18

二、

對流換熱換熱強度:

qc=αc(θ

–

t)

(W／m2)

αc

—對流換熱系數

θ

—壁面溫度

t

—空氣溫度對流換熱系數:自然對流時與溫差有關強迫對流時與流速v

有關建筑外表面:191.2.1

熱傳導

一、熱傳導的時間和空間概念等溫線(面)

熱流指向溫度梯度降低的方向二維(三維)傳熱一維傳熱(平壁傳熱)

20穩定傳熱:各點溫度不隨時間變化能量守恒,即任意封閉空間Q進=Q出非穩定傳熱:溫度隨時間變化

周期傳熱:溫度隨時間周期性變化q進q出21

二、平壁穩定傳熱溫度分布:直線熱流強度:溫差/熱阻

θH,θL—表面溫度

R—平壁熱阻(m2·K／W)

平壁熱阻:

d

—平壁厚度(m)

—材料導熱系數[W／(m·K)]22多層平壁熱流:

q=q1=q2=q3

多層平壁熱阻:R=R1+R2+R3

23

三、平壁周期傳熱

特征:(1)各點溫度都隨時間按照同樣的周期變化

(2)沿傳熱方向溫度波幅衰減

(3)沿傳熱方向波動變化時間延遲

24

性能參數:熱惰性指標D

單位無量綱

D=R·sR—平壁熱阻(m2·K／W)

s—材料蓄熱系數[W／(m2·K)]

多層平壁D=D1+D2+‥‥‥

=R1·s1+R2·s2+‥‥‥

衰減倍數:25

四、材料熱物性

1.導熱系數

表示材料導熱難易程度的基本參數,用實驗測定

影響因素:(1)材質材料名稱

[W／(m·K)]

鋼筋混凝土1.74

磚砌體0.81

加氣混凝土0.19～0.22

聚苯乙烯泡沫塑料0.042～0.04726

影響因素:(2)

密度材料名稱

[W／(m·K)]密度(kg/m3)

加氣混凝土0.0195000.22700

玻璃棉

與密度的關系

27

影響因素:(3)

濕度

隨材料濕度增大而增大

28

保溫材料:

<0.3[W／(m·K)]

特點:輕質多孔需要防潮29

2.蓄熱系數表示材料在周期性熱作用下蓄存熱量或放出熱量的能力

T—熱作用的周期（h）

c—材料比熱容[kJ/（kg·K）]

—材料的密度（kJ/m3）

以一日24h為熱作用周期的材料的蓄熱系數：30材料蓄熱系數與密度關系:重質材料蓄熱系數大輕質材料蓄熱系數小材料名稱

s24[W／(m2·K)]

（kJ/m3）鋼筋混凝土17.22500

磚砌體10.631800

加氣混凝土3.59700

聚苯乙烯泡沫塑料0.07100311.2.1封閉空氣間層傳熱

導熱、對流和輻射三種傳熱方式綜合作用。

32導熱:很弱輻射:占70%

對流:

33導熱:很弱輻射:占70%

對流:與厚度、位置、傳熱方向有關

34空氣間層熱反射的效果

351.2.1建筑傳熱基本概念與原理復習：物體接收熱輻射：吸收,反射,透過,影響因素(波長,材料)物體發射熱輻射:溫度,輻射率ε壁面對流傳熱:溫差,對流換熱系數,流向平壁平壁穩定傳熱:熱流=溫差/熱阻平壁周期傳熱:衰減,延遲平壁R,D作用及計算材料

,影響因素(密度,濕度)空氣間層傳熱以輻射為主36思考題：物體吸收熱輻射的能力是否與發射熱輻射的能力相同？37第1.2章建筑的傳熱1.2.1傳熱方式1.2.2平壁的穩態傳熱381.2.2圍護結構傳熱計算方法本節要點：

1.圍護結構總熱阻計算；

2.組合墻傳熱系數計算；

3.周期傳熱計算方法。

391.2.2圍護結構穩定傳熱過程及傳熱量傳熱過程:內表面吸熱,圍護結構傳熱,外表面放熱40內表面換熱系數外表面換熱系數內表面吸熱

圍護結構傳熱

外表面放熱41內表面換熱阻外表面換熱阻內表面吸熱

圍護結構傳熱

外表面放熱42三層平壁傳熱平壁傳熱q=溫差熱阻內表面吸熱

圍護結構傳熱

外表面放熱Ri

R

Re

43三層平壁傳熱平壁傳熱q=溫差熱阻

熱流:總熱阻R0=Ri+

R+ReRi

R

Re

q

44或

傳熱系數K=1/R0

熱流:總熱阻R0=Ri+

R+Re

圍護結構保溫指標:R0

或K45總熱阻R0的計算:R0=Ri+

R+Re(1)

Ri,Re查表一般Ri=0.11m2·K／W

Re=0.04m2·K／W(2)R=R1+R2+R3+‥‥‥46

【例2-1】墻體構造:水泥砂漿20mm;

多孔磚240mm;

保溫砂漿20mm;

計算R0

和K47

＋【例2-1】墻體構造:水泥砂漿20mm;

多孔磚240mm;

保溫砂漿20mm;

計算R0

和K【解】查附錄表材料的導熱系數,計算熱阻如下:

材料層厚度(m)導熱系數[W/(m·K)]熱阻(m2·K/W)

水泥砂漿0.02

0.930.02

多孔磚0.24

0.580.41

保溫砂漿0.020.290.070.50

R0=

Ri+R+Re=0.11+0.50+0.04=0.65m2·K/W

K=1/0.65=1.54W/(m2·K)481.2.2圍護結構構造層熱阻

實體材料層熱阻:

空氣間層熱阻:測定測量通過空氣間層的熱流和兩表面溫差計算出熱阻。4950組合壁熱阻51

【例2-2】計算鋼筋混凝土圓孔板冬季的熱阻。

52

【例2-2】計算鋼筋混凝土圓孔板冬季的熱阻。

【解】

（1）將圓孔折算成等面積方孔。

R0,1R0,253（2）分別計算各部分傳熱阻。查表:Ri=0.11m2·K／W

Re=0.04m2·K／W

鋼筋混凝土

1=1.74W／(m·K)

空氣層熱阻R=0.17m2·K／W

（m2·K／W）

（m2·K／W）

R0,1R0,254（3）求修正系數鋼筋混凝土

1=1.74W／(m·K)

空氣層當量導熱系數

R0,1R0,2=0.93

55（4）計算組合板平均熱