一級(jí)建筑師物理與設(shè)備知識(shí)輔導(dǎo)：建筑熱工學(xué)基本原理（2）

　　一、穩(wěn)定傳熱

　　具有穩(wěn)定溫度場(chǎng)的傳熱過(guò)程叫做穩(wěn)定傳熱。溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化的傳熱過(guò)程叫做不穩(wěn)定傳熱。

　　(一)通過(guò)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱

　　在穩(wěn)定導(dǎo)熱情況下，可以認(rèn)為各層材料本身既不發(fā)熱也不蓄熱，平壁內(nèi)部既無(wú)熱源也無(wú)熱匯，由內(nèi)表面進(jìn)入平壁的熱流密度毫無(wú)損耗地通過(guò)各個(gè)材料層，最后由外表面流出。

　　1.單層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱

　　熱阻是熱流通過(guò)平壁時(shí)所受到的阻力，是平壁抵抗熱流通過(guò)的能力。在同樣溫差下，導(dǎo)熱熱阻越大，通過(guò)平壁的導(dǎo)熱熱流密度就越小。反之，導(dǎo)熱熱阻越小，通過(guò)平壁的熱流也就越大。

　　增大平壁層導(dǎo)熱熱阻的方法：

　　①加大平壁層的厚度

　?、谶x擇導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料。

　　2.通過(guò)多層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱

　　3.通過(guò)組合壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱

　　由兩種以上材料構(gòu)成的材料層稱(chēng)為組合壁，又叫

　　非均質(zhì)材料層，見(jiàn)圖1―4.包括各種形式的空心砌塊、

　　填充保溫材料的墻體等，但不包括多孔黏土空心磚，

　　其平均熱阻應(yīng)按式(1―21)計(jì)算：

　　式中F1，F(xiàn)2…Fn―按平行于熱流方向劃分的各個(gè)傳熱面積，┫;

　　Ro，1，Ro，2，…，Ro，n.―各個(gè)傳熱部位的傳熱阻，┫?K/W;

　　φ―修正系數(shù)。

　　如果組合壁中出現(xiàn)圓孔，應(yīng)首先將圓孔折算成相等面積的方孔，其他尺寸不變，再按上述方法計(jì)算。

　　(二)通過(guò)平壁的穩(wěn)定傳熱

　　1.通過(guò)多層平壁傳熱的熱流強(qiáng)度

　　2.傳熱阻于傳熱系數(shù)的計(jì)算

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

　　3.平壁內(nèi)的溫度分布

　　在一維穩(wěn)定傳熱條件下，通過(guò)平壁內(nèi)各點(diǎn)的熱流強(qiáng)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(xiàn)關(guān)系。同一材料層內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度為：

　　由上式可見(jiàn)，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(xiàn)。在由多層材料構(gòu)成的平壁內(nèi)，溫度的分布是由多條直線(xiàn)組成的一條折線(xiàn)。

　　在穩(wěn)定傳熱條件下圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度分布有以下幾個(gè)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(xiàn);

　　(2)表面邊界層內(nèi)的溫度分布是曲線(xiàn)，當(dāng)空氣溫度高于表面溫度時(shí)曲線(xiàn)向上凸，反之，則曲線(xiàn)向下凹;

　　(3)內(nèi)部各個(gè)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(xiàn)，折點(diǎn)就在材料層的界面上，且各個(gè)折線(xiàn)段的坡度大小與材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。材料層的導(dǎo)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(xiàn)也就越陡;反之，導(dǎo)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(xiàn)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(gòu)造形式。它廣泛存在于墻體、屋頂、門(mén)窗和地面等構(gòu)造之中，發(fā)揮其保溫、隔熱、防潮等作用。圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的空氣層厚度一般在5～300mm之間。空氣層的傳熱過(guò)程和材料層導(dǎo)熱或表面換熱過(guò)程有著本質(zhì)區(qū)別。

　　1.封閉空氣間層的傳熱機(jī)理

　　對(duì)于封閉空氣層來(lái)說(shuō)，兩個(gè)表面之間的傳熱過(guò)程同時(shí)包括了導(dǎo)熱、對(duì)流與輻射三種傳熱方式。

　　對(duì)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(duì)流和導(dǎo)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(gòu)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(dǎo)熱和對(duì)流卻與輻射情況截然不同，對(duì)于很薄的如厚度小于20mm的空氣層，熱阻隨厚度呈直線(xiàn)上升;而當(dāng)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(shí)的熱阻小于熱流向下時(shí)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(fù)溫條件下，為了不使空氣層冷表面溫度過(guò)低而發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，鋁箔通常是粘貼到熱表面上。理論和實(shí)踐還證明，空氣層雙面貼鋁箔與單面貼鋁箔相比，對(duì)于提高熱阻作用不大。

　　查看更多：一級(jí)建筑師課程 一級(jí)建筑師課程輔導(dǎo)報(bào)名 在職碩士課程

　　編輯推薦：

　　2014年一級(jí)建筑師VIP套餐 兩年學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)

　　2014年一級(jí)建筑師網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)招生簡(jiǎn)章

　　2013年注冊(cè)建筑師考試試題匯總

　　一級(jí)建筑師復(fù)習(xí)資料匯總

　　2013年一級(jí)建筑師成績(jī)查詢(xún)時(shí)間匯總