建筑热工学第一章绪论

第1章建筑热工学基本知识第2章稳定传热第3章建筑保温第4章外围护结构的湿状况第5章建筑隔热第6章建筑日照

概述：各地区建筑物的形式、风格受气候条件的影响。建筑物的室内外主要气候因素：室外气候因素：太阳热辐射、空气温湿度、风、雨、雪等，统称为“室外热作用”；室内气候因素：空气的温湿度、生产和生活散发的热量与水分等，统称为“室内热作用”。作业（任选其一论述）：风的形成机理雨的形成机理雪的形成机理室内气候对人体的影响主要表现在冷热感。冷热感取决于人体新陈代谢产生的热量和人体向周围环境散热量之间的平衡关系，如图。体温恒定；体温上升；体温下降。qr:人体与环境辐射换热率qw:人体蒸发散热率qm:人体新陈代谢产热率qc:人体与环境对流换热率所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30，辐射散热约为45-50，呼吸和无感觉蒸发散热约占25-30，处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。建筑热工学的任务：（1）如何通过建筑物和规划上的手段有效防护或利用室内外气候因素，合理解决房屋的日照、保温、防热、防潮等问题；（2）如何配备适当的设备进行人工调节（如采暖、空调等）；（3）如何创造和完善装配房屋的建筑构件，以创造好室内热环境并提高围护结构的耐久性。建筑热工学基本知识1传热的基本方式2围护结构的传热过程3湿空气的物理性质温度T=t+273.16F=32+9/5t温度：分子平均平动动能。绝对温标k，绝对零度，水的三相点，温度计，超导。国际单位制SI基本单位7-1传热的基本方式传热的特点：传热发生在有温度差的地方，并且总是自发地由高温处向低温处传递。

实际传热过程温度场传热有三种基本方式（如图7-1）：1.导热2.对流3.辐射一、导热：（传热）定义：指温度不同的物体直接接触时，靠物质微观粒子（分子、原子、自由电子等）的热运动引起的热能转移现象。导热可在固体、液体、和气体中发生，但只有在密实的固体中才存在单纯的导热过程。在建筑热工学中，大量课题涉及非金属固体材料的导热，有时也涉及空气、水分或金属导热问题。二、对流：定义：对流只发生在流体中，是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。促使流体产生对流的原因：1.本来温度相同的流体，因其中某一部分受热（或冷却）而产生温度差，形成对流运动，称为“自然对流”。2.因受外力作用（如风吹、泵压等）迫使流体产生对流，称为“受迫对流”。工程上遇到的一般是流体流过一个固体壁面时发生的热量交换过程，称为“对流换热”。单纯的对流换热不存在，总伴随有导热发生。三、辐射：定义：辐射指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著效应的电磁波）来传递能量的现象。自然界中凡温度高于绝对零度（0K）的物体，都能发射辐射热，同时，也不断吸收其它物体投射来的辐射热。特点：辐射换热时有能量转化：热能--辐射能-热能参与换热的物体无须接触。如图，辐射热的反射、吸收与透射。例：普通窗玻璃的保温能力、吸热玻璃

实际传热过程：例：冬季，室内通过外墙向室外传热是包含三种基本传热方式的复杂过程。如图所示：对流辐射导热对流辐射

温度场：热量传递的动力是温度差，研究传热时必须知道物体的温度分布。对某一物体或某一空间来说，某一瞬时，物体内各点的温度总计叫温度场。物体内各点温度不随时间变化，称为稳定温度场；反之，则为不稳定温度场。在稳定温度场内发生的热量传递过程为稳定传热过程；在不稳定温度场内发生的热量传递过程为不稳定传热过程。围护结构的传热过程一、平壁导热

二、对流换热

三、辐射换热一、平壁导热：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：热阻载：在同摩样温差群条件下悉，热阻着越大，辣通过材奏料层的棉热量越还少；增干加热阻幸的方法热：加大热平壁厚内度或选玩用导热掩系数小训的材料萍。说明：导热系梳数颠：当材槐料层单悦位厚度潮内的温枪差为峡10C时，在南1持小时内通纲过1m2表面积遵的热量建。影响奶的堡最大因素央是：容重和湿度。材料导热系数W/(m•K)特点气体0.006~0.6最小液体0.07~0.7次之金属2.2~420最大非金属0.3~3.5常用建材保温隔热材料<0.25矿棉、泡沫塑料、珍珠岩、蛭石等不同状态曲的物质导野热系数相动差很大经过多她层平壁虎导热：设三层必材料组挥成多层毕壁（如图7-评3），各材料层浮之间紧密禽配合，各孩层厚为d1、d2、d3，导热系数锦分别为1、2、3，平壁谢内、外幅温度为i、e（设i>e,且常均不随斜时间变盼化），现可用2、3表示层间混接触面的旧温度。将多层壁陕视为三个不单层壁，霉分别算出更通过每层砍壁的热流齐强度为：稳定导热格条件下有贪：由以上四议式解得：（7-4临）n层多层壁墙的导热计码算公式：各层接生触面的厅温度：多层壁内盼第层各与第地层之乐间接触面眯温度：二、对流庸换热：层流边界供层：由于么摩擦力作菊用，在紧象贴固体壁元面处有一眠平行于固浸体壁面流坦动的流体浑薄层，叫欲“层流边侨界层”。对流换热系数对流换热热阻对流换热盒过程：（如图7歌-4）胳倾竹斜直线寻区—层流边界欺层；宜抛物线筛区—流体核心下部分；凳水平线礼区—过度区话。对流换热泉计算公式翠：确定对流伤换热系数项：惠对流换踏热系数包朴含了影响滥对流换热旗强度的一呜切因素。粒建筑热工专学中常遇姓到的对流老换热问题梢都是指固补体壁面与省空气间的汤换热，据旺具体情况防选用表7嫩-1公式帽：三、辐兼射换热仓：本质：物扣体表面向孝外辐射出晕的电磁波户在空间传随播；电磁骄波的波长辽可从匹到数公齐里；不同境波长的电荷磁波落到堵物体上可糊产生各种悠不同的效抬应（如图7-5）；侍红外线膛：波长览范围匠；伯热射届线：波疏长范围廊；淹热辐射余：热射摘线的传智播过程床。1、辐唐射换热广的本质刺和特点拆：特点：贤（1）辐智射换热考中伴随金有能量尽形式的踩转化：一物体内狮能电磁波龟另一物萍体内能；传（2艘）电磁借波可在狱真空中斜传播，押故辐射惕换热不沿需有任拘何中间共介质，歇也不需聚冷热物屡体直接掠接触；聚（3）底一切物晓体，不沸论温度怪高低都心在不停麻地对外沙辐射电临磁波，万辐射换批热是两缓物体互控相辐射异的结果懂。高温低温物体对相外来射谋线的反我应遵循乘与可见怖光相同讽的规律扭。盟设有逃能量为I0的热射糖线投射爆到物体呈表面，组则其中Ir被反射柱，Ia被吸收，It可能透岭过物体休。（如旺图7-6豆）2、辐射晚能的吸收旗、反射和凶透射：反射系数吸收系数透射系数由能量厚守恒：枝或一般，固海体和液体臭都是不透锋明的，即h=0因此h+h=1所以，唉凡是迹善于反号射的物狡体一定恼不善于流吸收（袜磨光的娱铝、镍救鉻板、捉研磨的镜黄铜h＝0.0钉2～0.04坝〕，反之让亦然。严格说，顶物体对不录同波长的剧外来辐射扛的吸收、膀反射及透惩射的性能蜂不同。绝对白体（简称眯白体）鱼：能将毙外来辐芝射全部免反射的监物体；绝对黑惊体（简称拴黑体）善：能将征外来辐徐射全部杂吸收的晚物体；绝对透不明体（透热体退）：能将丈外来辐射挎全部透过汁的物体。玻璃窗的屡特性湿空气锁的物理谢性质一、水蒸气分址压力二、空气湿度三、露点温金度一、水轿蒸气分坊压力：湿空气独：指干气空气与舌水蒸气摔的混合甩物。道尔顿随分压定节律：在温度愤和压力悲一定的件条件下第，一定程容积的废干空气让所能容冷纳的水革蒸气量脑是有一汁定限度最的。捷水蒸气槽的含量异未达到牙限度的给湿空气依，叫未饱和湿赛空气；达到限过度时则叫饱和湿空丧气。饱和蒸剂汽压（及或最大执水蒸气逆分压力丝式）：处标于饱和栽状态的层湿空气豪中水蒸榆气所呈安现的压忽力。泉饱和蒸旨汽压用歉表旷示；未凉饱和水炼蒸气分垦压力用善表煤示。标准大气芦压下，饱订和蒸汽压坚随温度的恩升高而增猎大。二、空气千湿度：湿度：空气烟的干湿朴程度。绝对湿度：每立方室米空气中浮所含水蒸换气的重量斩。捆绝对湿度训一般用楚表示挥；饱和空完气的绝对萄湿度用饱嫌和蒸气量晓表示画。相对湿度：一定温介度和大气隶压下，湿责空气的绝叼对湿度与心同温同压爸下的饱和震蒸气量的宫百分比。纷表示辛为e/E.队100%三、露点禾温度：露点温度：（设堵不人为昆地增加膜或减少优空气含沸湿量，盛而只用嘴干法加嚷热或降歼温空气舌）某傻一状态泄的空气熄，在含尿湿量不武变的情矩况下，殊冷却到惠它的相丹对湿度走时所对体应的温床度，称落为该状斗态下空坟气的露摆点温度趋，用并表伙示。楚若从熔往棚下继续射降温，编则空气缓中容纳鞠不了原浇有水蒸弦气，迫品使部分股水蒸气级凝结成留水珠（