一級建筑師建筑物理與建筑設備考點復習(五)

　　(二)通過平壁的穩(wěn)定傳熱

　　1.通過多層平壁傳熱的熱流強度

　　(1―22)

　　式中 ti――室內(nèi)溫度，℃;

　　te――室外溫度，℃;

　　Ro――圍護結構的傳熱阻，m2?K/W;

　　n――多層平壁的材料層數(shù)。

　　2.傳熱阻于傳熱系數(shù)的計算

　　維護結構的傳熱阻R0表示維護結構兩側(cè)空氣邊界層共同阻抗熱量傳遞的能力，等于傳熱過程中熱流沿途所受到的阻力之和，即

　　(1-23)

　　式中 Ri――內(nèi)表面的換熱阻m2.K/W， ，αi表示內(nèi)表面的換熱系數(shù)，W/(m2?K)，取值間表1-4。

　　Re――外表面的換熱阻m2.K/W， ，αe表示外表面的換熱系數(shù)，W/(m2?K)，取值間表1-5。

　　Rj――多層平壁各層的導熱熱阻，m2?K/W。

　　維護結構的傳熱系數(shù)K0表示維護結構兩側(cè)空氣溫差為1oC，單位時間內(nèi)通過1m2面積傳遞的熱量。單位：W/(m2?K)。數(shù)值上，它等于維護結構傳熱阻的倒數(shù)，即

　　(1-24)

　　3.平壁內(nèi)的溫度分布

　　在一維穩(wěn)定傳熱條件下，通過平壁內(nèi)各點的熱流強度處處相等;同一材質(zhì)的平壁內(nèi)部各界面溫度分布呈直線關系。同一材料層內(nèi)任意一點的溫度為：

　　(1-25)

　　式中 θ1,θ2――維護結構材料層內(nèi)、外界面溫度，oC;

　　x――任意一點至界面1的距離，m;

　　d――該材料層的厚度，m

　　由上式可見，溫度隨距離的變化為一次函數(shù)，所以同一材料層內(nèi)的溫度分布為直線。在由多層材料構成的平壁內(nèi)，溫度的分布是由多條直線組成的一條折線。溫度曲線見圖1-5

　　在穩(wěn)定傳熱條件下圍護結構溫度分布有以下幾個特征：

　　(1)因室內(nèi)外空氣溫度是一定的，故空氣溫度分布是

　　平直線;

　　(2)表面邊界層內(nèi)的溫度分布是曲線，當空氣溫度高

　　于表面溫度時曲線向上凸，反之，則曲線向下凹;

　　(3)內(nèi)部各個均質(zhì)材料層本身的溫度分布則是一條從

　　高溫界面坡向低溫界面的折線，折點就在材料層的界面

　　上，且各個折線段的坡度大小與材料的導熱系數(shù)成反比。

　　材料層的導熱系數(shù)越小，在該層內(nèi)的溫度降落或升高的幅

　　度就越大，該段折線也就越陡;反之，導熱系數(shù)越大，該材料層內(nèi)的溫度降落或升高的幅度就越小，該段折線也就越平緩。

　　(三)封閉空氣間層的熱阻

　　空氣層是一種特殊的構造形式。它廣泛存在于墻體、屋頂、門窗和地面等構造之中，發(fā)揮其保溫、隔熱、防潮等作用。圍護結構中的空氣層厚度一般在5～300mm之間?？諝鈱拥膫鳠徇^程和材料層導熱或表面換熱過程有著本質(zhì)區(qū)別。

　　1.封閉空氣間層的傳熱機理

　　對于封閉空氣層來說，兩個表面之間的傳熱過程

　　同時包括了導熱、對流與輻射三種傳熱方式。

　　如圖1―6所示為封閉的垂直空氣層傳熱情況。

　　對于常溫下一般的空氣層傳熱而言，三種傳熱

　　方式中，輻射換熱占的比例最大，通常為總傳熱

　　量的70%以上，對流和導熱共占30%以下。

　　2.影響空氣間層熱阻的因素

　　空氣層熱阻的大小主要受到空氣層的表面溫度、

　　表面材料的輻射系數(shù)、厚度、放置位置(水平、垂直或傾斜)、

　　密閉性的影響。在空氣層的構造尺度范圍內(nèi)，輻射換熱不受空氣層厚度變化影響，只取決于空氣層表面的輻射性質(zhì)。但導熱和對流卻與輻射情況截然不同，對于很薄的如厚度小于20mm的空氣層，熱阻隨厚度呈直線上升;而當厚度大于20mm以后，空氣層的熱阻也就不再隨厚度的增大而增大了。水平空氣層熱流向上時的熱阻小于熱流向下時的熱阻。

　　3.提高空氣層熱阻的措施

　　在空氣層的表面上粘貼輻射系數(shù)小(即黑度小)、反射系數(shù)大的材料，比較典型的就是工程上常用的鋁箔，但一般可作為保溫用途的空氣層多處于低溫或負溫條件下，為了不使空氣層冷表面溫度過低而發(fā)生結露現(xiàn)象，鋁箔通常是粘貼到熱表面上。理論和實踐還證明，空氣層雙面貼鋁箔與單面貼鋁箔相比，對于提高熱阻作用不大。

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