建筑热工学第二章稳定传热

第2章稳定传热2-1平壁的稳定传热2-2分部热阻的确定2-3平壁内温度的计算及图解法2-1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2-1，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：2）。平壁材料层的导热：1）。内表面吸热：3）。外表面的散热：2）。平壁材料层的导热：1）。内表面吸热：内表面吸热是对流换热与辐射换热的综合过程。3）。外表面的散热：外表面的散热是平壁把热量以对流及辐射的方式传给室外空气及环境。讨论的问题属于一维稳定传热过程，则有联立上面四式得若写成热阻形式得平壁总传热系数：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：说明：平壁的总传热阻：物理意义：表示热量从平壁一侧空间传到另一侧空间时所受到的总阻力。单位：平壁内、外表面及壁体内各层温度的计算：2-2分部热阻的确定一、表面热转移阻

二、材料层热阻

1。单一材料层热阻

2。组合材料层热阻

3。封闭空气间层热阻一、表面热转移阻：公式：表面对流换热系数表面辐射换热系数在建筑热工设计中，一般都直接采用表2-1的经验数据：二、材料层热阻：1、单一材料层热阻：指整层由一种材料做成。如加气混凝土、膨胀珍珠岩及其制品、砖砌体、钢筋混凝土、粉刷等。（导热系数见书后附录4）

热阻计算：

2、组合材料层热阻：如图2-2

平行于热流方向沿材料层中不同材料的界面将其分隔成若干部分。如图中、、等部分，分别按上式计算、、；最后按下式确定其加权平均热阻：3、封闭空气间层的热阻：在空气间层中的传热过程中，导热、对流和辐射三种传热方式都存在，其传热过程包括对流换热和辐射换热（如图2-3）空气间层中的热阻主要取决于间层两个界面上的边界层厚度和界面之间的辐射换热程度。在有限空间内的对流换热强度与间层的厚度、间层的设置方向和形状、间层的密闭性等因素有关。（如图2-4）通过间层的辐射换热量与间层表面材料的辐射性能和间层的平均温度高低有关。图2-5，说明空气间层内，在单位温差下通过不同传热方式所传递的各部分热量的分配情况。对于普通空气间层，在总的传热量中，辐射换热占的比例很大。因此，要提高空气间层的热阻，首先要设法减少辐射传热量。在实际设计计算中，空气间层的热阻一般采用表2-2和表2-3所示计算数据。减少辐射换热量，最有效的是在间层壁面吐贴辐射系数小的反射材料，目前采用的主要是铝箔。例题P102试计算某屋顶结构的热阻（夏）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。1、由附录4查各种材料的导热系数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)R空=0.02+0.13+0.02=0.17(m2K/W)(2)加气混凝土保温层热阻R气砼=0.02/0.19=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=0.232(m2K/W)2-原3平壁赠内部栗温度冰的计左算及帮图解伟法一、纤平壁转内部得温度弱的计吵算粒二、矿壁体慎内部塘温度贵的图章解法一、裹平壁拥内部红温度搜的计时算：意义玻：围屑护结融构的春表面臣温度清及内伯部温制度也由是衡扛量和茄分析展围护筒结构裹热工犹性能赌的重取要数盆据。别为判抽断表毁面和再内部天是否怖会产斩生冷准凝水云，就酬需要赔对所捧设计罢的围产护结纲构进帽行温缸度核洞算。以图2-观1所示晋三层纲平壁哥结构前为例摘。据稳克定传绞热条坏件下戏，通虹过平律壁的附热流算量与横通过乐平壁圆各部你分的塘热流挖量相剖等有肆，截即解得钓壁体竟内表跌面温贤度为又据到有解得由此味推知戚，对柿于多免层平恩壁内钻任一咱层的句内表筹面温码度为在稳总定传卷热条遗件下本，每叼一材宜料层烛内的催温度浩分布溪是直锻线，拔在多胃层平惑壁中遮成一袍条连贪续的垮折线迟。材换料层不内的甘温度飘降落感程度伴与各织层的娱热阻疤成正钓比，夫材料珠层的灾热阻法越大雅，在典该层寨内的熄温度匹降落冶也越蜻大。二、塑壁体秋内部丈温度志的图脂解法闯：根据挡：其中山：杂、浇、俗和盒是常百量，炼所以尽是变涨量遗的一晌次函岁数，探若以魄热阻透为横抽坐标无画出呈壁体旁的截差面图效，则题温度毁分布柄为一姓直线屯。具体输方法薪：（倚如图2-含7）实际观上，酒围护牺结构携所受堵到的冷环境际热作斤用，哄不论陪是室证内或充室外脂，都哀在随亡时间准变化钉，因艳此，卡围护载结构连内部姿的温周度和扭通过威围护络结构撤的热佣流量赶也必周然随治时间铅发生娃变化岛。这捞种传损热过司程叫洒不稳逗定传辫热。稼若外素界热盘作用辫随着趋时间奏呈现锡周期劳性的赌变化朗，则若出现凉周期絮性不津稳定握传热掩。在身建筑服热工庙中研寺究的苹变化仇热作哑用，央都带伴有一掀定的爹周期国波动播性，挎如室前外气偏温和镜太阳生辐射铁热的弱昼夜喷、小闹时变药化，不在一理段时偷间内相可以谨近似办地看揭作每婶天出子现重俭复性签的周纷期变偏化；列冬天临当采悄用间酸歇采乎暖时效，室欲内气兄温也锄会引迷起周弃期性购的波轨动。作业皆：某空伴心混绣凝土桥砌块逼如图弦所示试求却该单余排孔累砌块踩作为沿垂直四墙体勉时的睡隔