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1、1,建筑物理环境学,建筑热工学,2,建筑热工学,第一章 建筑热工学基本知识第二章 围护结构传热与计算第三章 建筑保温第四章 外围护结构的湿状况第五章 建筑防热热第六章 建筑日照,3,第二章 围护结构传热及计算,第一节 围护结构的传热 过程第二节 稳定传热原理 第三节 周期性不稳定传 热原理,4,第一节 围护结构的传热过程一、建筑得热和失热二、围护结构的传热过程,表面吸热结构传热表面放热,吸热,传热,放热,5,表面热转移：吸热、放热 对流换热和辐射换热；对流换热包括导热和对流。结构本身传热：实体材料-导热为主。空气间层-辐射为主。,6,三、围护结构传热模型 1、稳定传热-室内、室外温度及结构内部
2、温度分布不随时间变化。,7,2、非稳定周期性传热过程-温度随时间变化，且呈现周期性变化特点。即认为在外围结构的一侧或两侧有周期性的热作用。,8,第二节 稳定传热原理 平壁一维稳定传热,吸热,传热,放热,9,10,一、表面吸放热1、内表面吸热、放热量：qi=i（ti i）=（ti i）/Ri（w/m2）i-内表面热转移系数W/（m2.K）qi-热流量，又称热流强度，单位时间 单位面积吸收或放出的热量。ti-空气温度（K或0C）i-表面温度温度（K或0C）Ri=1/i内表面热转移阻。,11,2、外表面吸热、放热量：qe=e（te e）=te e）/Re（w/m2）e-外表面热转移系数W/（m2.K
3、）e、i 统称为表面热转移系数，=c+r（对流换热系数+辐射换热系数）Re=1/e外表面热转移阻。,12,13,热阻：,q=（ti te）/R,14,15,16,17,三、围护结构热阻、传热系数及计算：Ri-结构内表面热转移阻，Ri=1/i Re-结构外表面热转移阻，Re=1/eR1、R2、R3-分别为材料1、2、3层的热阻。R0-围护结构总热阻，K0-围护结构总传热系数,18,19,R0=Ri+R1+R2+R3+Re（围护结构总热阻）=Ri+R+Re,R=R1+R2+R3=R(材料层总热阻)K-围护结构传热系数K0=1/R0注意：要计算围护结构的传热系数必须先 计算总热阻。,20,21,22
4、,23,（3）用多层空气层。,重点,24,一,一,25,26,五 窗户的传热系数和传热阻窗框材料 窗户类型 空气层 窗框窗洞 传热系数K 厚度mm 面积比%W/(m2.K)铝、钢 单层窗 2030 6.4 单框双玻窗 12 20-30 3.9 16 20-30 3.7 20-30 20-30 3.6 双层窗 100-140 20-30 3.0 单层+单框双玻窗 100-140 20-30 2.5,27,窗户的传热系数和传热阻窗框材料 窗户类型 空气层 窗框窗洞 传热系数K 厚度mm 面积比%W/（m2.K）木、塑料 单层窗 3040 4.7 单框双玻窗 12 30-40 2.7 16 30-4
5、0 2.6 20-30 30-40 2.5 双层窗 100-140 30-40 2.3 单层+单框双玻窗 100-140 30-40 2.0,28,六、门的传热系数和传热阻门框材料 门的类型 传热系数 K/W/（m2。K）木、塑料 单层实体门 3.5 夹板门和蜂窝夹板门 2.5 双层玻璃门 2.5 单层玻璃(30%)门 4.5 单层玻璃(30-60%)门 5.0金属 单层实体门 6.5 单层玻璃门 6.5 单框双玻门 4.5 无框单层玻璃门 6.5,29,三、围护结构内表面及内部温度分布,n,30,31,四、标准规定的基本节能计算1、建筑物耗热量 q H=q HT+q INF q I.H式中
6、q H 建筑物耗热量指标（W/m2）；q HT 单位建筑面积通过围护结构的传热 耗热量（W/m2）；q INF单位建筑面积的空气渗透耗热量（W/m2）；,32,q I.H单位建筑面积的建筑物内部得热（包 括吹事、照明、家用电器和人体散 热），住宅建筑取3.8(W/m2)2、单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量 计算 q H.T=(ti te）（i Ki Fi）/Ao ti全部房间平均室内计算温度，一 般住宅建筑，取16 0C；,33,te采暖期室外平均温度（0C），按标 准附录规定选用；i围护结构传热系数的修正系数，应按标准规定 选用；Ki围护结构的传热系数W/（m2 K），对于外墙应取其平均
7、传热 系数；Fi 围护结构的面积（m2）；Ao建筑面积（m2）；,34,3、单位建筑面积的空气渗透耗热量计算 q INF=（ti te）（C N V）/Ao式中 C 空气比热容，取0.28 W h/（kg k）；空气密度（kg/m3），取te条件下的 值；N 换气次数，住宅建筑取0.51/h;V 换气体积（m3），,35,4、采暖耗煤量指标 q C=24 Z q H/Hc 1 2式中q C采暖耗煤量指标（kg）q H建筑物耗热量指标（）H标准煤热值，取.1W h/kg;1室外管网输送效率，采取节能措施 前取0.85,采取节能措施后,取0.9;2锅炉运行效率，采取节能措施前取 0.55,采取节能
8、措施后取0.68。,36,作业：请设计北京地区一保温屋顶（R1.7），并计算屋顶的总热阻和屋顶的温度 分布。设室内温度为18度，室外计 算温度为-11度。见P29。,37,第三节 周期性不稳定传热 围护结构所受到的周期热作用可近似认为是以正弦或余弦函数规则变化，温度（某一点的温度）也是时间的正弦或余弦函数。,38,39,40,1、周期热作用的传热特征（1）、室外温度和平壁表面温度、内 部任一截面处的温度都是以同一 周期波动。（2）、从室外空间到平壁内部，温度 波动振幅逐渐减少，这种现象 叫做温度波动的衰减。（3）、从室外空间到平壁内部，温度波 动的相位逐渐向后推进，这种现 象叫做温度波动的相位
9、延迟，亦 即出现最高温度的时间向后推延。,41,42,Aq,A,q,t,43,组合材料层的蓄热系数：S=（S1F1+S2F2+）/（F1+F2+）S1、S2-组合材料层内各分部材料热系数；F1、F2-垂直于热流方向的各分部材 料的表面积。S表示材料蓄热能力的大小，（S越大材料的蓄热能力越强）亦表示材料对波动热作用的敏感程度。,44,问题：1）、在同样周期热作用下，蓄热系数s越 大，则表面温度波动越大还是越小？2）、如墙体表层材料的蓄热系数s越大，当室内温度快速升高时，墙体内表 面的温度上升的快还是慢？当室内 温度下降时表面温度下降的快还是 慢？3）、对于表面材料s值大的间歇采暖房间，当开始供暖
10、时，室温升的快还是慢？当停止供暖时，室温下降的快还是慢？,45,2)、有限厚度材料层表面的蓄热系数,（1）、当材料层为薄层材料（D 1）Yi=Y4=(R4S4 2+Y3)/(1+R4 Y3)Y3=(R3S32+Y2)/(1+R3 Y2)Y2=(R2S22+Y1)/(1+R2 Y1)Y1=(R1S12+e)/(1+R1e)Yn=(RnS22+Yn-1)/(1+Rn Yn-1)（2）、当材料层为厚层材料Yn=Sn（D1）,4 3 2 1,热,46,47,48,问题：在外表面有周期性热作用的情况下，围护结构D值越大，其内表面的温度波 动越小还是越大？D-也表明了围护结构内部温度波幅衰减 的快慢程度。D越大，温度波幅衰减的 越快。,49,50,51,
