第二讲：第一章1：建筑热环境基础知识1(1)

第二讲： 第一章：建筑热环境基础 知识(1 知识(1)ZhangZhang-Xiuxin

本讲主要内容： 本讲主要内容： 2.1、 2.1、建筑中的传热现象 2.2、 2.2、围护结构传热方式 2.3、 2.3、建筑材料的热物理性

2.1 建筑中的传热现象2.1.1 传热 热量的传递。在自然界中，只要存在温差 存在温差就会有 热量的传递。在自然界中，只要存在温差就会有 传热现象，热能由高温部位传至低温部位---围护 传热现象，热能由高温部位传至低温部位---围护 结构的传热; 结构的传热;或者室内空气通过围护结构与室外空 气进行热量传递的过程， 气进行热量传递的过程，称为围护结构的传热过 程。 传热方式： 传热方式： 对流和导热。 有三种 : 辐射 、对流和导热。建筑物的传热大多 是三种方式综合作用的结果. 是三种方式综合作用的结果.3

辐射

对流

导热

辐射： 辐射： 把热量以电磁波的形式 以电磁波的形式从一个物体传向另一 把热量以电磁波的形式从一个物体传向另一 个物体的现象。凡温度高于绝对零度的物体， 个物体的现象。凡温度高于绝对零度的物体，都 可以发射同时也可以接受热辐射。 可以发射同时也可以接受热辐射。 对流： 对流： 流体与流体之间、流体与固体之间发生相对位 流体与流体之间、流体与固体之间发生相对位 移时所产生的热量交换现象。 移时所产生的热量交换现象。 导热： 导热： 同一物体内部或相互接触的两物体之间由于 由于分 同一物体内部或相互接触的两物体之间由于分 子热运动，热量由高温处向低温转移的现象。 子热运动，热量由高温处向低温转移的现象。4

太阳辐射照射的热量， 有20~30%被反射

2.1.2 围护结构的传热过程和传热量传热的3 传热的3个基本过程及每个过程的主要传热方式 表面感热、构件传热、 表面感热、构件传热、表面散热

传热的三个其本过程表面吸热----冬季内表面从室内吸热， 表面吸热----冬季内表面从室内吸热，夏季外表面从室外 冬季内表面从室内吸热 空间吸热； 空间吸热； 结构传热----热量由高温表面传向低温表面 结构传热----热量由高温表面传向低温表面 ； 表面放热----冬季外表面向室外空间散发热量， 表面放热----冬季外表面向室外空间散发热量，夏季内表 冬季外表面向室外空间散发热量 面向室内散热。 面向室内散热。 每一个传热过程都是三种基本传热方式的综合过程。 每一个传热过程都是三种基本传热方式的综合过程。 表面吸热和表面放热的机理是相同的，称为“表面换热” 表面吸热和表面放热的机理是相同的，称为“表面换热”

b)结构传热在建筑热工学中，

结构传热只对平壁传热作叙述，平壁不 平壁传热作叙述 在建筑热工学中，结构传热只对平壁传热作叙述， 仅包括平直的墙壁 屋顶、地板， 平直的墙壁、 仅包括平直的墙壁、屋顶、地板，也包括曲率半径较大的 穹顶等结构。 墙、穹顶等结构。 本教材的结构传热只讨论一个方向的热流传递， 本教材的结构传热只讨论一个方向的热流传递，即一维传 或单向传热。依据室内外温度的特点， 热或单向传热。依据室内外温度的特点，结构传热分为两 种方式： 稳定传热； 不稳定传热。 种方式： 1)稳定传热；2)不稳定传热。

结构传热的两种方式

稳定传热(恒定的热作用) 稳定传热(恒定的热作用): 结构两侧(室内和室外)有 结构两侧(室内和室外) 温差， 温差，且室内温度和室外温度不 随时间而改变。 随时间而改变。 冬季采暖房屋外围护结构的 保温设计，一般按稳定传热计算。 保温设计，一般按稳定传热计算。

结构传热的两种方式不稳定传热(周期热作用): 不稳定传热(周期热作用) 结构两侧有温差，但温差方向的温度不是恒定而是随 结构两侧有温差， 时间在变化。 时间在变化。 在建筑上遇到的不稳定传热多属周期性不稳定传热， 在建筑上遇到的不稳定传热多属周期性不稳定传热，即 周期性不稳定传热 热作用和结构内部温度呈周期性变化。 热作用和结构内部温度呈周期性变化。 按热作用的情况，不稳定传热分为：1)单项周期热作用 按热作用的情况，不稳定传热分为： 如空调房间的隔热设计); );2 双向周期热作用( (如空调房间的隔热设计);2)双向周期热作用(如自 然通风房间夏季隔热设计)。 然通风房间夏季隔热设计)。10

不稳定传热周期性不稳定传热作用： 周期性不稳定传热作用：即热作用和物体 内部温度呈周期性变化。 内部温度呈周期性变化。

(a)单项周期热作用； )单项周期热作用；

(b)双向周期热作用 )11

2.1.3 人的热传递为了保持体温， 为了保持体温，人体 不间断的向周围环境 散发热量。 散发热量。 人体与室内环境的换 也是同时以辐射 以辐射、 热也是同时以辐射、 对流、 对流、导热三种方式 进行。 进行。 人体的散热量决定于： 人体的散热量决定于： 室内空气温度、风速、 室内空气温度、风速、 围护结构内表面温度。 围护结构内表面温度。12

2.2 围护结构传热方式2.2.1 建筑中的热平衡 建筑的得热和失热主要包括10个方面 建筑的得热和失热主要包括10个方面 得热部分有: 得热部分有: 1) 通过墙和屋顶的太阳辐射得热 2)通过窗的太阳辐射得热 2)通过窗的太阳辐

射得热 3)居住者的人体散热 3)居住者的人体散热 4)电灯和其他设备散热 4)电灯和其他设备散热 5)采暖设备散热 5)采暖设备散热 失热部分有: 失热部分有: 6)通过外围护结构的传热和对流辐射向室外散热 6)通过外围护结构的传热和对流辐射向室外散热 7)空气渗透和通风带走热量 7)空气渗透和通风带走热量 8)地面传热 8)地面传热 9)室内水分蒸发，水蒸汽排出室外所带走的热量 9)室内水分蒸发 室内水分蒸发， 10)制冷设备吸热 10)13

建筑中的热平衡建筑中的 得热和失 热主要包 括十个方 面

为取得建筑中的热平衡，让室内处于稳定的适宜温度中，在 为取得建筑中的热平衡，让室内处于稳定的适宜温度中， 各项得热总和等于失热总和。 室内达到热舒适环境后应以上各项得热总和等于失热总和 室内达到热舒适环境后应以上各项得热总和等于失热总和。 即：1+2+3+4+5=6+7+8+9+1014

2.2.2 导热导热的概念： 导热的概念： 导热：直接接触的物体由于有温度差时 由于有温度差时， 导热：直接接触的物体由于有温度差时，质点作 热运动而引起的热能传递过程。 热运动而引起的热能传递过程。 在固体、液体、气体中都存在导热现象。 在固体、液体、气体中都存在导热现象。其各自 的导热机理不同。气体： 的导热机理不同。气体：分子作无规则运动时相 互碰撞而导热。液体： 互碰撞而导热。液体：通过平衡位置间歇移动着 的分子振动引起导热。固体： 的分子振动引起导热。固体：由平衡位置不变的 质点振动引起导热。金属： 质点振动引起导热。金属：通过自由电子的转移 而导热。 而导热。 绝大多数的建筑材料 固体)中的热传递为导热 建筑材料( 绝大多数的建筑材料(固体)中的热传递为导热 过程15

导热的计算：热流密度a)在单位时间、单位面积 在单位时间、 上通过平壁的热量即热流强 上通过平壁的热量即热流强 处处相等。 度q处处相等。就平壁内任 一截面而言， 一截面而言，流进流出的热 量相等。 量相等。 b)同一材质的平壁内部各 界面温度分布呈直线关系 温度分布呈直线关系。 界面温度分布呈直线关系。