特別推薦：2014一級建筑師《建筑物理與設備》建筑熱工學匯總

　　建筑熱工學基本原理

　　一、傳熱方式
　　熱量的傳遞稱為傳熱。

　　根據傳熱機理的不同，傳熱的基本方式分為導熱、對流和輻射。

　　(一)導熱(熱傳導)

　　導熱是指溫度不同的物體各部分或溫度不同的兩物體直接接觸而發生的傳熱現象

　　1.傅立葉定律

　　導熱基本定律，均質材料物體內各點的熱流密度與溫度梯度成正比。

　　2.導熱系數

　　導熱系數是表征材料導熱能力大小的物理量。它的物理意義是，物體中單位溫度降度(即1m厚的材料的兩側溫度相差1oC時)，單位時間內通過單位面積所傳導的熱量。

　　應該熟悉經常使用的建筑材料的導熱系數。

　　影響導熱系數的因素：物質的種類(液體、氣體、固體)、密度、濕度、壓力、溫度等。

　　而影響導熱系數主要因素是材料的密度和濕度。

　　密度。一般情況下，密度小的材料導熱系數就小，反之就大。但是對于一些密度較小的保溫材料，特別是某些纖維狀材料和發泡材料，當密度低于某個值以后，導熱系數反而會增大。在最佳密度下，該材料的導熱系數最小。

　　濕度。建筑材料含水后，水或冰填充了材料孔隙中空氣的位置，導熱系數將顯著增大，在建筑保溫、隔熱、防潮設計時，都必須考慮到這種影響。

　　溫度。大多數材料的導熱系數隨溫度的升高而增大，工程計算中，導熱系數常取使用溫度范圍內的算術平均值，并當作常數。

　　熱流方向。各向異性材料(如木材、玻璃纖維)，平行于熱流方向時，導熱系數較大，垂直于熱流方向時，導熱系數較小。

　　(二)對流

　　對流傳熱之發生在流體(液體、氣體)中，是指因溫度不同的各部分流體之間發生相對運動，互相摻合而傳熱的現象。

　　由于引起流體流動的動力不同，對流的類型可分為：

　　1.自由對流：由于溫度的不同引起的對流換熱。

　　2.受迫對流：由外力作用形成的對流。受迫對流在傳遞熱量的強度方面要大于自由對流。

　　在建筑熱工中所涉及的主要是空氣沿圍護結構表面流動時，與壁面之間所產生的熱交換過程。

　　(三)輻射

　　由于自身溫度或熱運動的原因而激發產生的電磁波傳播稱為熱輻射。

　　1.熱輻射的本質和特點

　　(1)不依靠物質的接觸而進行熱量傳遞。

　　(2)輻射換熱過程伴隨著能量形式的兩次轉化，即物體的部分內能轉化為電磁波能發射出去，當此電磁波能射到另一物體表面而被吸收時，電磁波能有轉化成內能。

　　(3)凡是溫度高于絕對零度(0K)的物體都能發射輻射能。

　　2.物體的輻射特性

　　物體按其輻射特性分為黑體、灰體和選擇性輻射體(非灰體)三大類。

　　黑體：能發射全波段的熱輻射，在相同的溫度條件下，輻射能力最大。

　　灰體：如果―個物體在每一波長下的單色輻射力與同溫度、同波長下黑體的單色輻射力的比值為―常數，這個物體稱為灰體。

　　選擇性輻射體(非灰體)：此類物體的單色輻射力與黑體、灰體截然不同，有的只能發射某些波長的輻射線。

　　全輻射力E(輻射本領，全輻射本領)：在單位時間內、從單位表面積上以波長0～的全波段向半球空間輻射的總能量，單位：W/┫

　　(5)單色輻射力Eλ(單色輻射本領)：單位時間內從單位表面積向半球空間輻射出的某一波長的能量，單位：W/(┫?μm)。

　　3.物體對外來輻射的反射、吸收和透射

　　4.影響材料吸收率、反射率、透射率的因素

　　材料吸收率、反射率、透射率與物體的性質、溫度和表面狀況有關，還和透射能量按波長的分布有關。

　　注意，對于任一特定的波長，材料表面對外來輻射的吸收系數與其自身的發射率或黑度在數值上相等，即ρ=ε，所以材料的輻射能力越大，它的吸收能力也越大。

　　物體對不同波長的外來輻射的反射能力不同，對短波輻射，顏色起主導作用;但對長波輻射，材性(導體還是非導體)起主導作用。例如，在陽光下，黑色物體與白色物體的反射能力相差很大，白色反射能力強;而在室內，黑、白物體表面的反射能力相差極小。

　　常溫下，一般材料對輻射的吸收系數可取其黑度值，對來自太陽的輻射，材料的吸收系數并不等于物體表面的黑度。

　　玻璃作為建筑常用的材料屬于選擇性輻射體，其透射率與外來輻射的波長有密切的關系。易于透過短波而不易透過長波是玻璃建筑具有溫室效應的原因。

　　5.輻射換熱量

　　物體之間，以輻射形式進行熱量交換稱為輻射換熱。兩表面間的輻射換熱量主要與表面的溫度、表面發射和吸收輻射的能力、表面的幾何尺寸與相對位置有關。

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