围护结构传热过程解释
围护结构传热计算案例
围护结构传热计算案例那咱就来一个围护结构传热计算的案例。
就说小明家的房子吧，咱来算算他家卧室的围护结构传热。
一、已知条件。
1. 卧室的外墙。
这外墙是普通的砖墙，厚度是240毫米（也就是0.24米哦）。
砖墙的导热系数呢，查了资料是0.81瓦/（米·开尔文）。
墙的内表面温度大概是18℃，外表面温度是5℃。
这内外表面温度可很重要呢，就像墙两边的冷热小世界的温度代表。
2. 窗户。
窗户是普通的单层玻璃窗户，面积有3平方米。
玻璃的导热系数是0.96瓦/（米·开尔文），玻璃的厚度是5毫米（0.005米）。
窗户内表面温度也是18℃，外表面温度因为直接和外面冷空气接触，是4℃。
3. 屋顶。
屋顶是平屋顶，构造是100毫米（0.1米）厚的混凝土板，混凝土板的导热系数是1.74瓦/（米·开尔文）。
屋顶内表面温度17℃，外表面温度3℃。
二、计算过程。
1. 外墙的传热计算。
首先根据傅立叶定律，传热热流密度q =λ×(t1 t2)/d。
这里λ是导热系数，t1和t2是内外表面温度，d是墙的厚度。
把数值代进去，q = 0.81×(18 5)/0.24 = 43.875瓦/平方米。
那整个外墙的传热量Q呢？如果外墙面积是15平方米，Q = q×A = 43.875×15 = 658.125瓦。
这就像有个小暖炉以这个功率在给外面散热呢。
2. 窗户的传热计算。
同样根据傅立叶定律，q =λ×(t1 t2)/d。
对于窗户，q = 0.96×(18 4)/0.005 = 2688瓦/平方米。
整个窗户的传热量Q = q×A = 2688×3 = 8064瓦。
哇，这窗户散热可真厉害，就像个大窟窿在呼呼地往外散热量。
3. 屋顶的传热计算。
还是用傅立叶定律，q = 1.74×(17 3)/0.1 = 243.6瓦/平方米。
假设屋顶面积是20平方米，那Q = q×A = 243.6×20 = 4872瓦。
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
注意： 注意： 不使用书中的单位，全部采用国际单位。 不使用书中的单位，全部采用国际单位。
2、求各层热阻 、
(1)钢筋混凝土空心板热阻 空： 钢筋混凝土空心板热阻R 钢筋混凝土空心板热阻 取计算单元，沿垂直热流方向分三层计算。 取计算单元，沿垂直热流方向分三层计算。 R1=R3=0.035/1.74=0.02 (m2K/W) 空气间层由空气层、钢筋混凝土、填缝组成。 空气间层由空气层、钢筋混凝土、填缝组成。 空气间层热阻0.16 (m2K/W), 空气间层热阻 钢筋混凝土热阻0.13/1.74=0.075 (m2K/W) 钢筋混凝土热阻 砂浆部分热阻 0.13/0.93=0.140 (m2K/W)
221112223ddqdq??221111jjjdddq??j1j?如图81设由三层平壁组成的围护结构平壁厚度分别为如图81设由三层平壁组成的围护结构平壁厚度分别为d1dd22d33导热系数分别为11223围护结构两侧空气及其它物体表面温度分别为t围护结构两侧空气及其它物体表面温度分别为tiittee设tiitee室内通过围二平壁的稳定传热过程护结构向室外传热的整个过程要经过三个阶段
d1 d2 d 3 + + λ1 λ2 λ3
=
θi −θe
R1 + R2 + R3
（7-4）
n层多层壁的导热计算公式： q = 层多层壁的导热计算公式：
θ1 −θn+1
∑R
j=1
n
j
各层接触面的温度： 各层接触面的温度：
θ2 = θ1 − q θ3 = θ2 − q
d1
λ1
d2
λ2
= θ1 − q(
减少辐射换热量， 减少辐射换热量，最有效的是在间层壁面吐贴辐射 系数小的反射材料，目前采用的主要是铝箔。 系数小的反射材料，目前采用的主要是铝箔。 在实际设计计算中，空气间层的热阻一般采用表8 在实际设计计算中，空气间层的热阻一般采用表8-2和表 所示计算数据。 8-3所示计算数据。
第二章建筑围护结构的传热原理及计算分析
d2
i q(
1
d1
2
d2
)
………… 多层壁内第j层与第j+1层之间接触面温度：
j 1 i q(
1
d1
2
d2
dj
j
)
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
1.2 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 面流动的流体薄层称为层流边界层。
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
q1
1
d1
( i 2 )
q2
2
d2
( 2 3 )
q3
3
d3
( 3 e )
对于多层复合壁体而言，由于每一层都是由单一材料组成的，在壁体两 侧稳定温度场的作用下，流经各层材料的热流强度都是相等的： q=q1=q2=q3 由上面四式可得：
第二章 建筑围护结构的传热原理及计 算
q
d
(i e )
i e
d
i e
R
我们将上式中的R=d/λ 称为热阻，单位m2*K/W。热阻是热流通过壁体 时受到的阻力，反映了壁体抵抗热流通过的能力。 说明： 1）在同样的温差条件下，热阻越大，通过壁体的热量就越少，如 果要增加热阻，可以加大平壁的厚度d，或者选用导热系数小的材料 2）导热系数λ 它反映了壁体材料的导热能力，当材料层单位厚度 内的温差为1摄氏度时，在单位时间内通过1m2表面积的热量 3）影响材料导热系数的因素：
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
1.3.4 辐射换热计算
以上仅是对单一物体热辐射能力的讨论，由于通常情况下自然
(完整版)建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第2章
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算习 题2-1、建筑围护结构的传热过程包括哪几个基本过程，几种传热方式？分别简述其要点。
答：建筑围护结构传热过程主要包括三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。
表面吸热——内表面从室内吸热（冬季），或外表面从事外空间吸热（夏季）结构本身传热——热量由高温表面传向低温表面表面放热——外表面向室外空间散发热量（冬季）,或内表面向室内散热（夏季）2-2、为什么空气间层的热阻与其厚度不是成正比关系？怎样提高空气间层的热阻？答：在空气间层中，其热阻主要取决于间层两个界面上的空气边界层厚度和界面之间的辐射换热强度。
所以，空气间层的热阻于厚度之间不存在成比例地增长关系。
要提高空气间层的热阻可以增加间层界面上的空气边界层厚度以增加对流换热热阻；或是在间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料以增加辐射换热热阻。
2-3、根据图2-17所示条件，定性地作为稳定传热条件下墙体内部的温度分布线，应区别出各层温度线的倾斜度，并说明理由。
已知λ3〉λ1〉λ2。
答：由可知，由于是稳定传热，各壁面内的热流都相同，当值越大时，dxd q θλ-=λ各壁层的温度梯度就越小，即各层温度线的倾斜度就越小。
dx d θ2-4、如图2-18所示的屋顶结构，在保证内表面不结露的情况下，室外外气温不得低于多少？并作为结构内部的温度分布线。
已知：ti=22℃，ψi=60%，Ri=0.115m2•k/W ，Re=0.043 m2•k/W 。
解：由t i =22℃，ψi =60% 可查出Ps=2642.4Pa 则 pap p i s 44.15856.04.2642=⨯=⨯=ϕ可查出露点温度 ℃88.13=d t 要保证内表面不结露，内表面最低温度不得低于露点温度1）将圆孔板折算成等面积的方孔板ma a d 097.0422==π2）计算计算多孔板的传热阻有空气间层的部分（其中空气间层的热阻是0.17）W K m R /)(35.004.011.074.10265.017.074.10265.0201⋅=++++=无空气间层的部分W K m R /)(24.004.011.074.115.0202⋅=++=3）求修正系数)/(74.11K m W ⋅=λ)/(57.017.0097.02K m W ⋅==λ33.074.157.012==λλ所以修正系数取0.934）计算平均热阻W K m R /)(143.093.015.024.0053.035.0097.0053.0097.02⋅=⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-++=5）计算屋顶总的传热系数W K m R /)(63.015.0143.019.005.093.002.017.001.02⋅=++++=6）计算室外温度11.088.132263.022-=--=-e i i i e i t R t R t t θ得 te=-24.79℃由此可得各层温度是θ1=3.45℃ θ2=-15.92℃θ3=-17.5℃ θe=-21.84℃可画出结构内部的温度分布线。
建筑围护结构热湿传递
Q K wind Fwind [ta,out ( ) ta,in ( )] (SHGC )Fwind I
• 遮阳系数SC： SC SHGC SHGC ref
第二节 建筑围护结构的热湿传递
• 通过围护结构的湿传递
• 湿传递的动力——围护结构两侧空气的水蒸气分压力不相等 • 通过围护结构的湿量
w K v (Pout Pin ) • 水蒸气渗透系数Kv
Kv 1
in
1
i 1 1 vi a out
第二节 建筑围护结构的热湿传递
• 第n层材料层外表面的温度tn
tn
ta,in
K (ta,in
1
ta,out )( in
n i 1
i ) i
反射
外遮阳：只 有透过和吸 收中的一部 分成为得热
透过 对流
反射
内遮阳：透 过和吸收的 全部成为得 热
对流 透过
第二节 建筑围护结构的热湿传递
• 外遮阳和内遮阳各有优缺 点
• 把百叶安置在两层玻璃之 间是一种折中的办法
• 通风双层玻璃窗，内置百 叶
第二节 建筑围护结构的热湿传递
第二节 建筑围护结构的热湿传递
吸热玻璃、反射玻璃、low-e玻璃、可由 电信号控制透射率的电致变色玻璃等 • 玻璃表面有各种辐射阻隔性能的镀膜或 贴膜，如反射膜、low-e膜、有色遮光膜 等
第二节 建筑围护结构的热湿传递
• 住宅建筑
• 我国住宅建筑最常见的是铝合金框或塑钢框配单层或双层普通透明玻璃， 双层玻璃间为空气夹层，北方地区很多建筑装有两层单玻窗
• 遮阳系数Cn：设置了遮阳设施后的透光外围护结构太阳辐射得热 量与未设置遮阳设施时的太阳辐射得热量之比
围护结构传热的原理
围护结构传热的原理
围护结构传热的基本原理是:
1. 导热:建筑围护结构中的砖、木、混凝土等都是热的导体,可以导热。
2. 对流:空气中的热量可以通过对流移动,从高温区域流向低温区域。
3. 辐射:所有物体都可以向周围环境发出电磁波,使热量以辐射形式传递。
4. 传热的三种方式协同作用,使热量从围护结构的室内侧流向室外侧。
5. 夏天时,室外高温,室内低温,热量由室外向室内传递。
6. 冬天时,室内高温,室外低温,热量由室内向室外散失。
7. 加强围护结构的保温性能,可以减少热量传递,实现节能。
8. 常用的保温措施有添加保温层、增大结构厚度、提高密度、应用低辐射涂料等。
9. 也可以通过遮阳、空气层等方式减少热量传递。
围护结构的合理传热设计直接影响建筑的能耗水平。
要根据不同功能需求采取有效保温措施。
建筑物理讲义第二章
q
ti te 1 d 1 i e
K 0 (ti te )
(2-5)
传热系数：上式中
K0
1
i
1 d
1
叫做平壁的传热系数，它的物理
e
意义：当ti-te=1℃时，在单位时间内通过平壁单位表面积的传热量。 平均传热R0： R 0
1
i
（2－6b）
A cos( e ) e e e e,max
平壁外表面温度：
A cos( ef ) ef ef ef ef ,max
平壁内表面温度：
A cos( if ) if if i f if ,max
2）从室内空间到平壁内部，温度波动振幅逐渐减小，A , e Aef Aif 这种 现象叫做温度波动的衰减。
1 q d 1 (i 2 ) 2 q d 2 (2 3 )
2.K/w) (m
d
(1) (2) (3) (4)
q
d3
3
(3 e )
根据稳定传热特征
q q1 q2 q3
联立（1）、(2)、(3)、(4)式可解得：
q
d1 d 2 1 2
i e
q
i e
d
i e
d
（2－1）
上式叫做单层匀质平壁的稳定导热方程
热阻：热量传递过程中受到的阻力称为热阻， R
热阻的物理意义：表示平壁抵抗热量通过的 能力；R , q 围护结构性能好；若想增大 R,可选用d大，或λ小的材料。 2.经过多层平壁的导热
定义：凡是由几层不同材料组成的平壁都 叫做多层平壁。 多层平壁的导热方程推导：
一级辅导：围护结构的传热过程（一）
(⼀)围护结构的传热过程
通过围护结构的传热要经过三个过程：
(1)表⾯吸热：内表⾯从室内吸热(冬季)或外表⾯从室外空间吸热(夏季)。
(2)结构本⾝传热：热量由结构的⾼温表⾯传向低温表⾯。
(3)表⾯放热；外表⾯向室外空间放热(冬季)或内表⾯向室内空间放热(夏季)。
(⼆)表⾯换热
热量在围护结构的内表⾯和室内空间或在外表⾯和室外空间进⾏传递的现象称为表⾯换热。
表⾯换热由对流换热和辐射换热两部分组成。
1．对流换热
对流换热是指流体与固体壁⾯在有温差时产⽣的热传递现象。
它是对流和导热综合作⽤的结果。
如墙体表⾯与空⽓间的热交换。
2．表⾯换热系数和表⾯换热阻
(1)表⾯换热系数
内表⾯的换热阻使⽤Ri表⽰，㎡·K／W；
外表⾯的换热阻使⽤Re表⽰，㎡·K／W。
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围护结构传热过程解释
一、传热方式
围护结构的传热过程主要包括三种方式：导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物质内部原子或分子的振动，从高温区域传递到低温区域的过程。
对流是指气体或液体在温度差的作用下，产生流动，使得热量从高温区域传递到低温区域的过程。
辐射是指物体通过电磁波的方式，将热量传递到其他物体的过程。
二、传热途径
围护结构的传热途径主要包括热传导、热对流和热辐射。
热传导是指热量通过材料内部传递的过程，主要受到材料性质和温度梯度的影响。
热对流是指热量通过空气或液体的流动传递的过程，主要受到空气或液体的流动速度和温度的影响。
热辐射是指热量通过电磁波的方式传递的过程，主要受到物体的温度和发射率的影响。
三、传热系数
传热系数是指围护结构在单位时间内，单位面积上传递的热量。
传热系数的大小直接反映了围护结构的保温性能。
一般来说，提高围护结构的传热系数，可以降低能源消耗，提高建筑的保温性能。
四、热稳定性
热稳定性是指围护结构在外部温度变化时，其内部温度的稳定程度。
良好的热稳定性可以提高围护结构的保温性能，减少能源消耗，同时也可以提高居住的舒适度。
五、能耗分析
围护结构的传热过程与能源消耗密切相关。
通过对围护结构的传热过程进行能耗分析，可以评估不同设计方案对能源消耗的影响。
通过对能耗的分析，可以优化设计方案，提高围护结构的保温性能，降低能源消耗。