建筑热工学---室内热环境

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1、室内热环境一.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）：1.导热2.对流3.辐射（1）导热的机理（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。例如：若一根密实固体的棒，除两端外周围用理想的绝缘材料包裹，其两端的温度分别为T1和T2，如图1.2-1所示。如T1大于T2，则有热量Q通过截面F以导热方式由T1端向T2端传递。

2、依据实验可知：Q=x(T1-T2)/lxF式中:Q——棒的导热量(W)；F——棒的截面积(m2)；T1，T2——分别为棒两端的温度(K)；l——棒长(m)；——导热系数(W／(m·K))－－即单位面积、单位时间的热流量q=x(T1-T2)/d式中q——单位面积、单位时间的热流量(W／m2)；——壁体材料的导热系数(W／(m·K))；d——壁体的厚度(m)。热流强度反映壁体材料的导热能力在数值上当材料层单位厚度内的温度差为1K时，在单位时间(h)内通过1m2表面积的热量(J)大致范围气体、液体、建筑材料和绝热材料、金属导热系数-----

3、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、蛭石等不同材料其导热系数大小有何规律？1)材质的影响矿棉、泡沫塑料等材料的入值比较小，而砖砌体、钢筋混凝土等材料的入值就比较大。工程上常把值小于0．3W／(m·K)的材料称为绝热材料，作保温、隔热之用。2)材料干密度的影响材料的干密度反映材料密实的程度，材料愈密实干密度愈大，材料内部的孔隙愈少，其导热性能也就愈强。但个别材料除外。（2)材料的导热系数及其影响因素3)材料

4、含湿量的影响材料含湿量增大，导热系数值增大。如图1-2-4：空气导热系数0.03水的导热系数0.58冰的导热系数2.33对流是由于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。图1．2—5表示一固体表面与其紧邻的流体对流传热情况。层流区过渡区紊流区（2）对流对流换热对流换热系数对流换热热阻图1．2—5表示一固体表面与其紧邻的流体对流传热情况。对流换热计算公式：确定对流换热系数：对流换热系数包含了影响对流换热强度的一切因素。对流换热qc=c(-t)式中qc——对流换热强度(W／m2)；c——对流换热系数(W／(m2·K))；——

5、壁面温度(℃)；t——流体主体部分温度(℃)影响因素:层流边界层内的换热与流体运动发生的原因、流体运动状况、流体与固体壁面温差、流体的物性、固体壁面的形状、大小及位置有关。(1)自然对流换热当平壁处于水平状态时：若热流由下而上其对流换热系数：当平壁处于垂直状态时：若热流由上而下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”。2.5(2)受迫对流换热因受外力作用（如风吹、泵压等）迫使流体产生对流，称为“受迫对流”。受迫对流换热主要取决于温差的大小、风速的大小与固体表面的粗糙度。中等粗糙度的固体表面，受迫

6、对流换热时的对流换热系数可按下列近似公式计算：对于围护结构外表面c=(2.5~6.0)+4.2v对于围护结构内表面c=2.5+4.2v上二式中，v表示风速(m/s)，常数项反映了自然对流换热的影响，其值取决于温度差的大小。（3）辐射换热：1）物体的辐射特性：（1）辐射换热中伴随有能量形式的转化：一物体内能电磁波另一物体内能；（2）电磁波可在真空中传播，故辐射换热不需有任何中间介质，也不需冷热物体直接接触；（3）一切物体，不论温度高低都在不停地对外辐射电磁波，辐射换热是两物体互相辐射的结果。高温低温设有能量为I0的热射线投射到物体表面，则其

7、中Ir被反射，Ia被吸收，It可能透过物体2）辐射能的吸收、反射和透射：反射系数吸收系数透射系数由能量守恒：或何为长波辐射？何为短波辐射？在一定温度下，物体表面发射的辐射能绝大部分集中在0.4~7的波段范围内。建筑热工中把λ﹥3μm的辐射线称为长波辐射，反之则称为短波辐射。太阳表面温度约为6000K，其λ=0.483μm，辐射能量主要售在0.2~3.0μm的波段内；一般围护结构表面温度约在300K左右，λ≈10μm。在建筑工程中，绝大多数材料都是非透明体，即h=0，因此h+h=1所以，凡是善于反射的物体一定不善于吸收（磨光的铝、镍鉻板、研磨

8、的黄铜h＝0.02～0.04〕，反之亦然。严格说，物体对不同波长的外来辐射的吸收、反射及透射的性能不同。绝对白体（简称白体）：能将外来