建筑设计 职称考试 建筑热工的基本原理.docx

第一节了解建筑热工的基本原理?一、热工环境的基础知识?(一)根据传热机理的不同，传热的基本方式分为传导、对流和辐射三种。建筑物的传热大多是辐射、对流 和导热三种方式综合作用的结果。?(二)材料的导热系数（λ）?1.导热性能是材料的一个非常重要的热物理指标， 它说明材料传递热量的一种能力。材料的导热能力 用导热系数“λ”来表示，导热系数的单位为W/m·k， 导热系数值λ越小，则材料的绝热性能越好。工程 上常把导热系数λ值小于0.25 W/（m·k）的材料称为绝热材料，如矿棉、泡沫塑料、珍珠岩等。?2.影响材料导热系数的主要因素有材料的分子结构及其化学成分，材料的重度，材料的湿度状况和材料的温度状况。?3.材料的蓄热系数?材料的蓄热系数，就是表示材料储蓄热量的能力。重度大的材料蓄热系数大，材料储藏的热量就越多，其蓄热性能好；重度小的材料，蓄热系数小, 其蓄热性能差。轻型围护结构热稳定性差，其原因就在于此?(三)体型系数?1. 建筑物与室外大气接触的外表面积F0 与其所包围的体积V0 的比值(面积中不包括地面和不采暖楼梯间隔墙与户门的面积)。?2.在建筑热工环境设计中，用总热阻R0 作为衡量围护结构在稳定传热条件下的一个重要的热工性能指标。总热阻R0 是由平壁内表面热转移阻Ri, 平壁外表面热转移阻Re和围护结构热阻R组成的.在采暖空调工程中习惯采用总传热系数K0 ，两者之间成互为倒数的关系?2.对同样体积的建筑物，在各面外围护结构的传热情况均相同时，外围护结构的面积越小则传出去的热量越小。?3. 如建筑物的高度相同，则其平面形式为圆形时体型系数最小，依次为正方形、长方形以及其他组合形式。随着体型系数的增加，单位面积的传热量也相应加大。建筑的长宽比越大，则体型系数就越大，耗热量比值也越大。?4.多层居住建筑的体型系数以0.3或0.3以下为宜，大于0.3则比较不利于节能，需增加围护结构热阻来弥补过多的热损失。严寒、寒冷地区的公共建筑的体型系数应小于等于0.40.?(四)影响建筑物耗热量指标的因素?1.在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的、需由室内采暖设备供给的热量，单位：Ｗ/m2 。?2.除了围护结构的保温性能外，建筑物的体型、朝向、窗墙比等都对耗热有很大影响。一般来说，低层、体型复杂的建筑的耗热指标大；另外，适当减小窗墙比及提高窗缝的密封性，减少空气渗透量，也可明显地减少采暖耗热，以达到节能的目的。?3.围护结构传热系数和窗墙面积比不变条件下，耗热量指标随体形系数成正比。?二、围护结构的保温设计?(一)围护结构的总热阻：?1. 围护结构的热阻与其厚度成正比,与围护结构材料的导热系数成反比;常用公式表达:?R=d/λ?R—围护结构的热阻（m3·K/W），?d—围护结构的厚度;?λ—围护结构材料的导热系数;?2.在建筑热工环境设计中，用总热阻R0 作为衡量围护结构在稳定传热条件下的一个重要的热工性能指标。总热阻R0 是由平壁内表面热转移阻Ri, 平壁外表面热转移阻Re和围护结构热阻R组成的.在采暖空调工程中习惯采用总传热系数K0 ，两者之间成互为倒数的关系?K0 = 1/R0?R0 =Ri+ΣR+Re?（式式中Ri——平壁内表面热转移阻。Ri =1/αi，m2·K/w。?Re——平壁外表面热转移阻。Re =1/αe ， m2·K/w。?ΣR——平壁本身各材料层的热阻之和。?ΣR=R1 +R2 +······= d1 /α1 + d2 /α2 +······， m2·K/w 。?(二) 围护结构的最小总热阻?要使建筑围护结构内表面温度不低于室内露点温度，以保证内表面不结露，就要求围护结构的总热阻有一个最低的限值，这个最低限度的总热阻称为最小总热阻，用 R0。min 表示。?体型系数:建筑物与室外大气接触的外表面积F0 与其所包围的体积V0 的比值(面积中不包括地面和不采暖楼梯间隔墙与户门的面积).严寒、寒冷地区的公共建筑的体型系数应≤0.40.建筑物的高度相同，其平面形式为圆形时体型系数最小，依次为正方形、长方形以及其他组合形式。体型系数越大，耗热量比值也越大.?围护结构的热阻与传热系数围护结构的热阻R与其厚度d成正比,与围护结构材料的导热系数λ成反比;常用公式表达: R=d/λ;围护结构的传热系数K=1/R. 墙体节能改造前, 须进行如下计算:外墙的平均传热系数,保温材料的厚度,墙体改造的构造措施及节点设计.?围护结构外保温相对其它类型保温做法的特点:外保温可降低墙或屋顶温度应力的起伏，提高结构的耐久性,可减少防水层的破坏;对结构及房屋的热稳定性和防止或减少保温层内部产生水蒸汽凝结有利;使热桥处的热损失减少,防止热桥内表面局部结露.内保温在内外墙连接以及外墙与楼板连接等处产生热桥,保温材料有可能