建筑热工学第二章.ppt

第二章 建筑围护结构的传热原理及计算 2-1-1 平壁的稳定传热 传热过程：室内、外热环境通过围护结构而进行的热量交换过程，包含导热、对流及辐射方式的换热，是一种复杂的换热过程。 稳定传热过程：温度场不随时间而变的传热过程。 如图8-1，设由三层平壁组成的围护结构，平壁厚度分别为d1 、d2 、d3 ，导热系数分别为?1、?2、?3 ，围护结构两侧空气及其它物体表面温度分别为 ti、te（设 ti te ），室内通过围护结构向室外传热的整个过程要经过三个阶段： 说明： 平壁总传热系数 ： 物理意义： 当 时，在单位时间内通过平壁单位表面积的传热量，单位： 2-1-2 分部热阻的确定 一、表面热转移阻： 公式： 二、材料层热阻： 例题 P108 钢筋混凝土：?=1.74 (W/mK) 加气混凝土：?=0.19 (W/mK) 水泥砂浆： ?=0.93 (W/mK) 油毡防水层： ?=0.17 (W/mK) 注意： 不使用书中的单位，全部采用国际单位。 2、求各层热阻 (1)钢筋混凝土空心板热阻R空： 取计算单元，沿垂直热流方向分三层计算。 R1=R3=0.035/1.74=0.02 (m2K/W) 空气间层由空气层、钢筋混凝土、填缝组成。 空气间层热阻0.16 (m2K/W), 钢筋混凝土热阻0.13/1.74=0.075 (m2K/W) 砂浆部分热阻 0.13/0.93=0.140 (m2K/W) (2)加气混凝土保温层热阻 R气砼=0.08/0.19=0.421 (m2K/W) （3）水泥砂浆抹平层热阻 R砂浆=0.02/0.93=0.022 (m2K/W) （4）油毡防水层热阻 R油毡=0.01/0.17=0.059 (m2K/W) 3、屋顶结构总热阻 内表面热转移阻 Ri=0.11 (m2K/W) 外表面转移阻 Re=0.05 (m2K/W) 总热阻 R=0.11+0.17+0.421+0.022+0.059+0.05=0.832 (m2K/W) 2-1-3 平壁内部温度的计算及图解法 一、平壁内部温度的计算： 意义：围护结构的表面温度及内部温度也是衡量和分析围护结构热工性能的重要数据。为判断表面和内部是否会产生冷凝水，就需要对所设计的围护结构进行温度核算。 以图8-1所示三层平壁结构为例。 在稳定传热条件下，每一材料层内的温度分布是直线，在多层平壁中成一条连续的折线。材料层内的温度降落程度与各层的热阻成正比，材料层的热阻越大，在该层内的温度降落也越大。 二、壁体内部温度的图解法： 根据： 作业： 某空心混凝土砌块如图所示 其中： 、 、 和 是常量，所以 是变量 的一次函数，若以热阻为横坐标画出壁体的截面图，则温度分布为一直线。 具体方法：（如图8-7） 实际上，围护结构所受到的环境热作用，不论是室内或室外，都在随时间变化，因此，围护结构内部的温度和通过围护结构的热流量也必然随时间发生变化。这种传热过程叫不稳定传热。若外界热作用随着时间呈现周期性的变化，则出现周期性不稳定传热。在建筑热工中研究的变化热作用，都带有一定的周期波动性，如室外气温和太阳辐射热的昼夜、小时变化，在一段时间内可以近似地看作每天出现重复性的周期变化；冬天当采用间歇采暖时，室内气温也会引起周期性的波动。 * * 2-1-1 平壁的稳定传热 2-1-2 分部热阻的确定 2-1-3 平壁内温度的计算 及图解法 第一节 稳定传热 一、平壁内的导热过程： 定义：指通过围护结构材料传热。 经过单层平壁导热 经过多层平壁导热 经过单层平壁导热： 设一单层匀质平壁（如图7-2），厚 d 平壁内、外温度为 θi 、 θe （设 θi θe , 且均不随时间变化）。 单位时间内通过单位面积的热流量，称为热流强度。 （7-3） 这是一稳定导热问题，实践证明，通过壁体的热流量Q 满足下面关系式： 热阻 ：在同样温差条件下，热阻越大，通过材料层的热量越少；增加热阻的方法：加大平壁厚度或选用导热系数小的材料。 说明： 导热系数 ：当材料层单位厚度内的温差为 10C 时，在 1小时内通过 1