一级建筑师物理与设备知识辅导：建筑热工学基本原理（8）

一级建筑师物理与设备知识辅导：建筑热工学基本原理（8） 来源：233网校2013年9月29日【233网校：中国教育考试第一门户】
一、传热方式
（一）导热（热传导）
1.傅立叶定律
式中q——热流密度（热流强度），单位时间内，通过等温面上单位面积的热量，单位为W/㎡
λ——材料的导热系数，单位为W/（m·K）
2.导热系数
各种材料导热系数入的大致范围是：
液体：0.07～0.7W/（m·K）
建筑材料和绝热材料：0.025～3W/（m·K）
材料的导热系数不但因物质的种类而异，而且还和材料的温度、湿度、压力和密度等因素有关。而影响导热系数主要因素是材料的密度和湿度。
（2）湿度。建筑材料含水后，水或冰填充了材料孔隙中空气的位置，导热系数将显著增大，在建筑保温、隔热、防潮设计时，都必须考虑到这种影响。
（4）热流方向。各向异性材料（如木材、玻璃纤维），平行于热流方向时，导热系数较大，垂直于热流方向时，导热系数较小。
对流传热只发生在流体（液体、气体）中，它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传热能的。
（1）自然对流：由于温度的不同引起的对流换热。
在建筑热工中所涉及的主要是空气沿围护结构表面流动时，与壁面之间所产生的热交换过程，也包括空气分子之间和相互接触的空气分子与壁面分子之间的导热过程。这种对流与导热的综合过程称为表面的“对流换热”。它的基本计算式为牛顿冷却公式：
αc——对流换热系数，W/（㎡·K）
θ——固体壁面温度，K
（三）辐射
1.热辐射的本质和特点
（2）辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化，即物体的部分内能转化为电磁波能发射出去，当此电磁波能射到另一物体表面而被吸收时，电磁波能有转化成内能。
2.物体的辐射特性
（1）黑体：能发射全波段的热辐射，在相同的温度条件下，辐射能力最大。
灰体的辐射本领Eλ与同温度下黑体的辐射本领Eλ，b的比值称为黑度（发射率）ε。
（4）全辐射力E（辐射本领，全辐射本领）：在单位时间内、从单位表面积上以波长0～∞的全波段向半球空间辐射的总能量，单位：W/㎡，
式中Tb——黑体的绝对温度，K.
Cb—黑体辐射系数，5.68W/（㎡·K4）
式中T——灰体的绝对温度，K；
ε——灰体的黑度。
（5）单色辐射力Eλ（单色辐射本领）：单位时间内从单位表面积向半球空间辐射出的某一波长的能量，单位：W/（㎡·μm）。
当辐射热落到不透明的物体表面时，例如太阳辐射到墙面或屋面，物体表面就会把一部分辐射热反射出去，吸收气其余部分，如遇到透明体，例如窗玻璃，则还有一部分辐射热透过去。
（2）吸收系数ρ：被吸收的辐射能Iρ，与入射辐射能Io的比值。
如果物体能全部吸收外来射线，即ρ=1则这种物体被定义为黑体（绝对黑体）；如果物体能全部反射外来射线，即r=1，不论是镜面反射还是漫反射，均称为白体（绝对白体）；如果物体能将外来辐射全部透过，即τ=1.则称透明体。
材料的吸收系数、反射系数、透射系数是物体表面的辐射特性，与物体的性质、温度及表面状况有关，还和投射能量的波长分布有关。
物体对不同波长的外来辐射的反射能力不同，对短波辐射，颜色起主导作用；但对长波辐射，材性（导体还是非导体）起主导作用。在阳光下，黑色物体与白色物体的反射能力相差很大，白色反射能力强；而在室内，黑、白物体表面的反射能力相差极小。对于建筑物来说，外围护的外表面涂成白色或浅色，而且做的光滑，可以减少对太阳辐射热的吸收，对防热是有好处的。
5.辐射换热量
若不计两表面之间的多次反射，仅考虑第一次吸收的前提下，任意两表面的辐射换热量的通式
θ1——表面1的温度，K；
αr——辐射换热系数，W/（㎡·K）。
上述三种基本传热方式，在建筑传热过程中，都会以二种或者三种方式同时出现。不过，在一定条件下以某种传热方式为主。

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