一级建筑师建筑物理与建筑设备考点复习(五)

　　(二)通过平壁的稳定传热

　　1.通过多层平壁传热的热流强度

　　(1―22)

　　式中 ti――室内温度，℃;

　　te――室外温度，℃;

　　Ro――围护结构的传热阻，m2?K/W;

　　n――多层平壁的材料层数。

　　2.传热阻于传热系数的计算

　　维护结构的传热阻R0表示维护结构两侧空气边界层共同阻抗热量传递的能力，等于传热过程中热流沿途所受到的阻力之和，即

　　(1-23)

　　式中 Ri――内表面的换热阻m2.K/W， ，αi表示内表面的换热系数，W/(m2?K)，取值间表1-4。

　　Re――外表面的换热阻m2.K/W， ，αe表示外表面的换热系数，W/(m2?K)，取值间表1-5。

　　Rj――多层平壁各层的导热热阻，m2?K/W。

　　维护结构的传热系数K0表示维护结构两侧空气温差为1oC，单位时间内通过1m2面积传递的热量。单位：W/(m2?K)。数值上，它等于维护结构传热阻的倒数，即

　　(1-24)

　　3.平壁内的温度分布

　　在一维稳定传热条件下，通过平壁内各点的热流强度处处相等;同一材质的平壁内部各界面温度分布呈直线关系。同一材料层内任意一点的温度为：

　　(1-25)

　　式中 θ1,θ2――维护结构材料层内、外界面温度，oC;

　　x――任意一点至界面1的距离，m;

　　d――该材料层的厚度，m

　　由上式可见，温度随距离的变化为一次函数，所以同一材料层内的温度分布为直线。在由多层材料构成的平壁内，温度的分布是由多条直线组成的一条折线。温度曲线见图1-5

　　在稳定传热条件下围护结构温度分布有以下几个特征：

　　(1)因室内外空气温度是一定的，故空气温度分布是

　　平直线;

　　(2)表面边界层内的温度分布是曲线，当空气温度高

　　于表面温度时曲线向上凸，反之，则曲线向下凹;

　　(3)内部各个均质材料层本身的温度分布则是一条从

　　高温界面坡向低温界面的折线，折点就在材料层的界面

　　上，且各个折线段的坡度大小与材料的导热系数成反比。

　　材料层的导热系数越小，在该层内的温度降落或升高的幅

　　度就越大，该段折线也就越陡;反之，导热系数越大，该材料层内的温度降落或升高的幅度就越小，该段折线也就越平缓。

　　(三)封闭空气间层的热阻

　　空气层是一种特殊的构造形式。它广泛存在于墙体、屋顶、门窗和地面等构造之中，发挥其保温、隔热、防潮等作用。围护结构中的空气层厚度一般在5～300mm之间。空气层的传热过程和材料层导热或表面换热过程有着本质区别。

　　1.封闭空气间层的传热机理

　　对于封闭空气层来说，两个表面之间的传热过程

　　同时包括了导热、对流与辐射三种传热方式。

　　如图1―6所示为封闭的垂直空气层传热情况。

　　对于常温下一般的空气层传热而言，三种传热

　　方式中，辐射换热占的比例最大，通常为总传热

　　量的70%以上，对流和导热共占30%以下。

　　2.影响空气间层热阻的因素

　　空气层热阻的大小主要受到空气层的表面温度、

　　表面材料的辐射系数、厚度、放置位置(水平、垂直或倾斜)、

　　密闭性的影响。在空气层的构造尺度范围内，辐射换热不受空气层厚度变化影响，只取决于空气层表面的辐射性质。但导热和对流却与辐射情况截然不同，对于很薄的如厚度小于20mm的空气层，热阻随厚度呈直线上升;而当厚度大于20mm以后，空气层的热阻也就不再随厚度的增大而增大了。水平空气层热流向上时的热阻小于热流向下时的热阻。

　　3.提高空气层热阻的措施

　　在空气层的表面上粘贴辐射系数小(即黑度小)、反射系数大的材料，比较典型的就是工程上常用的铝箔，但一般可作为保温用途的空气层多处于低温或负温条件下，为了不使空气层冷表面温度过低而发生结露现象，铝箔通常是粘贴到热表面上。理论和实践还证明，空气层双面贴铝箔与单面贴铝箔相比，对于提高热阻作用不大。

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