单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第七章 建筑热工学基本知识,第八章 稳定传热,第九章 建筑保温,第十章 外围护结构的湿状况,第十一章 建筑隔热,第十二章 建筑日照,第七章 建筑热工学基本知识,1,概述：,各地区建筑物的形式、风格受气候条件的影响概述：各地区建筑物的形式、风格受气候条件的影响2,建筑物理(建筑热工学基本知识)课件,3,建筑物理(建筑热工学基本知识)课件,4,建筑物的室内外主要气候因素：室外气候因素：太阳热辐射、空气温湿度、风、雨、雪等，统称为“室外热作用”；室内气候因素：空气的温湿度、生产和生活散发的热量与水分等，统称为“室内热作用”作业（任选其一论述）：,风的形成机理,雨的形成机理,雪的形成机理,建筑物的室内外主要气候因素：,5,室内气候对人体的影响主要表现在冷热感冷热感取决于人体新陈代谢产生的热量和人体向周围环境散热量之间的平衡关系，如图体温恒定；体温上升；体温下降q,r,:,人体与环境辐射换热率,q,w,:,人体蒸发散热率,q,m,:,人体新陈代谢产热率,q,c,:,人体与环境对流换热率,室内气候对人体的影响主要表现在冷热感。
冷热感,6,所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的,25-30,，辐射散热约为4,5-50,，呼吸和无感觉蒸发散热约占,25-30,，处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热,7,建筑热工学的任务：（1）如何通过建筑物和规划上的手段有效防护或利用室内外气候因素，合理解决房屋的日照、保温、防热、防潮等问题；（2）如何配备适当的设备进行人工调节（如采暖、空调等）；（3）如何创造和完善装配房屋的建筑构件，以创造好室内热环境并提高围护结构的耐久性建筑热工学的任务：,8,第七章 建筑热工学基本知识,7-1,传热的基本方式,7-2,围护结构的传热过程,7-3,湿空气的物理性质,第七章 建筑热工学基本知识7-1 传热的基本方式,9,温度,T=t+273.16,F=32+9/5t,温度：分子平均平动动能绝对,温标,k，,绝对零度，水的三相点，温度计，超导温度T=t+273.16,10,国际单位制,SI,基本单位,国际单位制SI基本单位,11,7-1,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7-1）：1.,导热,2.,对流,3.,辐射,7-1 传热的基本方式传热的特点：传热发生在有温度差的地方,12,一、导热：（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在建筑热工学中，大量课题涉及非金属固体材料的导热，有时也涉及空气、水分或金属导热问题一、导热：（传热）定义：指温度不同的物体直接接触时，靠物质微,13,二、对流：,定义：对流只发生在流体中，是因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的促使流体产生对流的原因：1.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.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,”工程上遇到的一般是流体流过一个固体壁面时发生的热量交换过程，称为“,对流换热,”单纯的对流换热不存在，总伴随有导热发生二、对流：定义：对流只发生在流体中，是因温度不同的各部分流体,14,三、辐射：,定义：辐射指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著效应的电磁波）来传递能量的现象自然界中凡温度高于绝对零度（0,K）,的物体，都能发射辐射热，同时，也不断吸收其它物体投射来的辐射热特点：辐射换热时有能量转化：,热能,-,辐射能,-,热能,参与换热的物体无须接触如图，辐射热的反射、吸收与透射。
例：普通窗玻璃 的保温能力、吸热玻璃,三、辐射：定义：辐射指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著,15,实际传热过程：,例：冬季，室内通过外墙向室外传热是包含三种基本传热方式的复杂过程如图所示：,对流,辐射,导热,对流,辐射,实际传热过程：例：冬季，室内通过外墙向室外传热是包含三,16,温度场：,热量传递的动力是温度差，研究传热时必须知道物体的温度分布对某一物体或某一空间来说，某一瞬时，物体内各点的温度总计叫,温度场,物体内各点温度不随时间变化，称为,稳定温度场,；反之，则为,不稳定温度场,在稳定温度场内发生的热量传递过程为,稳定传热过程,；在不稳定温度场内发生的热量传递过程为,不稳定传热过程温度场：热量传递的动力是温度差，研究传热时必须知道物体的温,17,7-2,围护结构的传热过程,一、,平壁导热,二、对流换热,三、,辐射换热,7-2 围护结构的传热过程一、平壁导热二、对流换热三、,18,一、平壁导热：,定义：指通过围护结构材料传热经过单层平壁导热,经过多层平壁导热,一、平壁导热：定义：指通过围护结构材料传热19,经过单层平壁导热：,设一单层匀质平壁（,如图7-2），厚,d,平壁内、外温度为,i,、,e,（设,i,e,且均不随时间变化）。
单位时间内通过单位面积的热流量，称为,热流强度,7-3）,这是一稳定导热问题，实践证明，通过壁体的热流量,Q,满足下面关系式：,经过单层平壁导热：设一单层匀质平壁（如图7-2），厚 d 平,20,热阻 ：在同样温差条件下，热阻越大，通过材料层的热量越少；增加热阻的方法：加大平壁厚度或选用导热系数小的材料说明：,导热系数 ：当材料层单位厚度内的温差为 1,0,C,时，在 1小时内通过 1,m,2,表面积的热量影响 的最大因素是：,容重,和,湿度,热阻 ：在同样温差条件下，热阻越大，,21,材料,导热系数,W/(m,K),特点,气体,0.0060.6,最小,液体,0.070.7,次之,金属,2.2420,最大,非金属,0.33.5,常用建材,保温隔热材料,e,且均不随时间变化），可用,2,、,3,表示层间接触面的温度经过多层平壁导热：设三层材料组成多层壁（如图7-3），各材料,23,将多层壁视为三个单层壁，分别算出通过每层壁的热流强度为：,稳定导热条件下有：,由以上四式解得：,（7-4）,将多层壁视为三个单层壁，分别算出通过每层壁的热流强度为：稳定,24,n,层多层壁的导热计算公式：,各层接触面的温度：,多层壁内第 层与第 层之间接触面温度：,n层多层壁的导热计算公式：各层接触面的,25,二、对流换热：,层流边界层：由于摩擦力作用，在紧贴固体壁面处有一平行于固体壁面流动的流体薄层，叫“,层流边界层,”。
对流换热系数,对流换热热阻,对流换热过程：（,如图7-4）倾斜直线区,层流边界层,；抛物线区,流体核心部分,；水平线区,过度区对流换热计算公式：,二、对流换热：层流边界层：由于摩擦力作用，在紧贴固体壁面处有,26,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建筑热工学中常遇到的对流换热问题都是指固体壁面与空气间的换热，据具体情况选用表7-1公式：,确定对流换热系数 ：,27,三、辐射换热：,本质：物体表面向外辐射出的电磁波在空间传播；电磁波的波长可从 到数公里；不同波长的电磁波落到物体上可产生各种不同的效应（如图,7-5,）；红外线：波长范围 ；热射线：波长范围 ；热辐射：热射线的传播过程1、辐射换热的本质和特点：,三、辐射换热：本质：物体表面向外辐射出的电磁波在空间传播；电,28,特点：（,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,特点：,29,物体对外来射线的反应遵循与可见光相同的规律。
设有能量为,I,0,的热射线投射到物体表面，则其中,I,r,被反射，,I,a,被吸收，,I,t,可能透过物体如图,7-6）,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,物体对外来射线的反应遵循与可见光相同的规律设有能量为,30,一般，固体和液体都是不透明的，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）：能将外来辐射全部反射的物体；,绝对黑体,（简称黑体）：能将外来辐射全部吸收的物体；,绝对透明体,（透热体）：能将外来辐射全部透过的物体一般，固体和液体都是不透明的，即 h=0,31,玻璃窗的 特性,玻璃窗的 特性,32,7-3,湿空气的物理性质,一、,水蒸气分压力,二、,空气湿度,三、,露点温度,7-3 湿空气的物理性质一、水蒸气分压力二、空气湿度三,33,一、水蒸气分压力：,湿空气：指干空气与水蒸气的混合物道尔顿分压定律：,在温度和压力一定的条件下，一定容积的干空气所能容纳的水蒸气量是有一定限度的。
水蒸气的含量未达到限度的湿空气，叫,未饱和湿空气,；达到限度时则叫,饱和湿空气饱和蒸汽压（或最大水蒸气分压力）：处于饱和状态的湿空气中水蒸气所呈现的压力饱和蒸汽压用 表示；未饱和水蒸气分压力用 表示标准大气压下，饱和蒸汽压随温度的升高而增大一、水蒸气分压力：湿空气：指干空气与水蒸气的混合物道尔顿分,34,建筑物理(建筑热工学基本知识)课件,35,二、空气湿度：,湿度,：空气的干湿程度绝对湿度,：每立方米空气中所含水蒸气的重量绝对湿度一般用 表示；饱和空气的绝对湿度用饱和蒸气量 表示相对湿度,：一定温度和大气压下，湿空气的绝对湿度与同温同压下的饱和蒸气量的百分比表示为,e/E.100%,二、空气湿度：湿度：空气的干湿程度绝对湿度：每立方米空气中,36,三、露点温度：,露点温度,：（设不人为地增加或减少空气含湿量，而只用干法加热或降温空气）某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度 时所对应的温度，称为该状态下空气的露点温度，用 表示若从 往下继续降温，则空气中容纳不了原有水蒸气，迫使部分水蒸气凝结成水珠（露水）析出定温定压下，一定的空气，其 一定；空气所能容纳的最大水蒸气含量 以及与之相对应的最大水蒸气分压力 ，也都一定；所以，相对湿度 当然也一定。
三、露点温度：露点温度：（设不人为地增加或减少空气含湿量，而,37,建筑物理(建筑热工学基本知识)课件,38,建筑物理(建筑热工学基本知识)课件,39,空调冷凝水,电冰箱内的霜,降雨过程,空调冷凝水,40,作业：,传热的基本方式有哪些，它们分别有哪些特点？,为减少围护结构的,传热,，可采用哪些措施？,试列举生活中外墙内表面结露现象实例，并说明结露原因作业：传热的基本方式有哪些，它们分别有哪些特点？,41,。