2014一級建筑師《建筑物理與設(shè)備》建筑熱工學(xué)1

特別推薦：2014一級建筑師《建筑物理與設(shè)備》建筑熱工學(xué)匯總

　　建筑熱工學(xué)基本原理

　　一、傳熱方式
　　熱量的傳遞稱為傳熱。

　　根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，傳熱的基本方式分為導(dǎo)熱、對流和輻射。

　　(一)導(dǎo)熱(熱傳導(dǎo))

　　導(dǎo)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(fā)生的傳熱現(xiàn)象

　　1.傅立葉定律

　　導(dǎo)熱基本定律，均質(zhì)材料物體內(nèi)各點的熱流密度與溫度梯度成正比。

　　2.導(dǎo)熱系數(shù)

　　導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)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(cè)溫度相差1oC時)，單位時間內(nèi)通過單位面積所傳導(dǎo)的熱量。

　　應(yīng)該熟悉經(jīng)常使用的建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

　　影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素：物質(zhì)的種類(液體、氣體、固體)、密度、濕度、壓力、溫度等。

　　而影響導(dǎo)熱系數(shù)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(dǎo)熱系數(shù)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(fā)泡材料，當(dāng)密度低于某個值以后，導(dǎo)熱系數(shù)反而會增大。在最佳密度下，該材料的導(dǎo)熱系數(shù)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(dǎo)熱系數(shù)將顯著增大，在建筑保溫、隔熱、防潮設(shè)計時，都必須考慮到這種影響。

　　溫度。大多數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大，工程計算中，導(dǎo)熱系數(shù)常取使用溫度范圍內(nèi)的算術(shù)平均值，并當(dāng)作常數(shù)。

　　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(dǎo)熱系數(shù)較大，垂直于熱流方向時，導(dǎo)熱系數(shù)較小。

　　(二)對流

　　對流傳熱之發(fā)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(fā)生相對運動，互相摻合而傳熱的現(xiàn)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(qiáng)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(hù)結(jié)構(gòu)表面流動時，與壁面之間所產(chǎn)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(fā)產(chǎn)生的電磁波傳播稱為熱輻射。

　　1.熱輻射的本質(zhì)和特點

　　(1)不依靠物質(zhì)的接觸而進(jìn)行熱量傳遞。

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

　　(3)凡是溫度高于絕對零度(0K)的物體都能發(fā)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(fā)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(shù)，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(fā)射某些波長的輻射線。

　　全輻射力E(輻射本領(lǐng)，全輻射本領(lǐng))：在單位時間內(nèi)、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(lǐng))：單位時間內(nèi)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(zhì)、溫度和表面狀況有關(guān)，還和透射能量按波長的分布有關(guān)。

　　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(shù)與其自身的發(fā)射率或黑度在數(shù)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(dǎo)作用;但對長波輻射，材性(導(dǎo)體還是非導(dǎo)體)起主導(dǎo)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(qiáng);而在室內(nèi)，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(shù)可取其黑度值，對來自太陽的輻射，材料的吸收系數(shù)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(guān)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(yīng)的原因。

　　5.輻射換熱量

　　物體之間，以輻射形式進(jìn)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(fā)射和吸收輻射的能力、表面的幾何尺寸與相對位置有關(guān)。

編輯推薦：
2014年一級建筑師考試輔導(dǎo)招生簡章
2013年一級建筑師考試合格標(biāo)準(zhǔn)公布
2014年一級建筑師考試VIP套餐
一級建筑工程師考試學(xué)習(xí)交流論壇