建筑圍護結構的傳熱原理和計算輔導精選(6)


3.圍護結構材料層表面的蓄熱系數計算
圍護結構在周期性熱作用下表面溫度的波動,不僅與材料本身的蓄熱系數S有關,而且與邊界條件有關,即在溫度波前進的方向上,該材料層所接觸的另一種材料或空氣的熱物理性能和散熱條件,對其表面溫度的波動也有影響。因此,對于有限厚度的材料層,用材料層的表面蓄熱系數Y來表征材料表面對溫度波動的反應。所謂材料層表面蓄熱系數,系指在周期性熱作用下,材料層表面溫度升高或降低loC時,在單位時間內,單位面積表面儲存或釋放的熱量。表面蓄熱系數Y和蓄熱系數S的定義式是相同的,都等于材料層表面的熱流振幅與表面溫度振幅之比。
根據溫度波的前進方向,材料層表面的蓄熱系數分為材料層內表面的蓄熱系數Ym,i以及外表面的蓄熱系數Yme
當某一材料層的熱惰性指標Dm≥1時,材料層表面的蓄熱系數可近似按該材料層的蓄熱系數取值,即Y=S。
4.圍護結構衰減倍數和延遲時間的計算
(1)室外溫度波傳到圍護結構內表面時的衰減倍數γ0和延遲時間ξ0的計算
室外空氣溫度波傳到圍護結構內表面,要經歷外表面空氣邊界層和各層材料層(包括空氣間層)的振幅衰減和時間延遲過程。
衰減倍數:室外空氣溫度諧波的波幅Ae,與由其引起的平壁內表面的溫度波幅Aif之比,稱為溫度波的穿透衰減倍數,簡稱為平壁的衰減倍數,用v0表示,即:
相位延遲:在室外空氣溫度諧波的作用下,平壁內表面出現最高溫度值時的相位φif,e與室外溫度諧波出現最高溫度值時的相位φe之差,用φe-if表示,即:
(1-30) 延遲時間:在室外空氣溫度諧波的作用下,平壁內表面出現最高溫度值的時間與室外溫度諧波出現最高溫度值的時間差,用ξ0表示。在建筑熱工學中,習慣于用延遲時間評價圍護結構的熱穩定性。
(2)室內溫度波傳到圍護結構內表面時的衰減倍數v0和延遲時間ξif的計算
室內空氣溫度波傳到圍護結構內表面,只經歷一個內表面邊界層的振幅衰減和時間延遲過程。
衰減倍數 :室內空氣溫度諧波的波幅Ai與由其引起的平壁內表面的溫度波幅Aif,i之比:
相位延遲φi-if:在室內空氣溫度諧波的作用下,平壁內表面出現最高溫度值時的相位與室內溫度諧波出現最高溫度值時的相位差,即:
延遲時間ξif:在室內空氣溫度諧波的作用下,平壁內表面出現最高溫度值的時間與室內溫度諧波出現最高溫度值的時間差,且有:
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