(完整版)建筑物理(热)-1建筑热工基础知识

1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识
1.2.1 导热 1.2.2 对流 1.2.3 辐射 1.2.4 围护结构的传热过程
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识
1.2.1 导热
▲ 定义：物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时,依靠分子、原子及自
由电子等微观粒子热运动而产生的热量传递现象(又称热传导）
本科生课程
建筑物理（热）
（Building Thermal Engineering ）
展长虹 （副教授/博导） 哈尔滨工业大学 ·建筑学院
课程目录
绪论 1. 建筑热工基础知识 2. 建筑围护结构的传热计算与应用 3. 建筑保温与节能 4. 建筑围护结构的传湿与防潮 5. 建筑防热与节能
第1章 建筑热工学基础知识
个等温线簇
温度不同的等温面 或等温线彼此不能 相交。
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
二、等温面与等温线
物体的温度场通常用等 温面或等温线表示
冬季房屋墙角内的温度场
完成《热电模拟实验》后，理解会 更形象、深刻！
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识
时间通过单位面积传递的热量；A：垂直于导热方向的截面积[m2]； ：导热系数（热导率）[W/( m·K)]。
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
▲ 几个重要基本概念
一、温度场
温度场是某一时刻物体中各点温度分布的总称。温度场是 时间和空间的函数，即：
t f (x, y, z, )
1.2.1 导热
二、等温面与等温线
排
风
口
某空调
送
房间
风 口
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热 二、等温面与等温线
某空调房 间的温度 场数值模 拟结果(X)
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热 二、等温面与等温线
某空调房 间的温度 场数值模 拟结果(Y)
HOT (lots of vibration)
COLD (not much vibration)
Heat travels along the rod
▲物质的固有属性 ：可以在固体、液体、气体中发生; ▲导热的特点 ：a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由 电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热只发生在密实 固体中。但建筑材料总是有孔隙的，会产生其它方式的传热，但比例甚微，
三种基本传热方式 three modes of
heat transfer
导热（heat conduction）
热对流（heat convection）
热辐射(thermal radiation)
注意!
所有的热量传递过程都是由三种基本
方式单独或组合形成的！
1.建筑热工学基础知识
1.1 建筑中的传热现象 1.2 围护结构传热基础知识 1.3 湿空气的物理性质 1.4 室内热环境 1.5 室外热环境
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热 二、等温面与等温线
某空调房 间的温度 场数值模 拟结果(Z)
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
三、温度梯度
在具有连续温度场的物体内，过任意一点P 温度变化率最大的方向位于等温线的法线方 向上。
故在热工计算中，认为在固体建筑材料中发生的是导热过程（有空气间层的 例外）。
1. 建筑热工学基础知识
1.2 围护结构传热基础知识 = J / S
1.2.1 导热

▲ 大平壁导热量计算（稳态）
Φ tA W

哪些因素会影 响Φ的大小？
q Φ t W/m2
Φ
A

where，：热流量 ，单位时间传递的热量[W]；q：热流密度 ，单位
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
Expample：
65.6℃
38.3℃ 26.7℃
28.9℃
如何用科学的手段去解释、分 析并解决建筑中的传热问题？
28.3℃ 65.6℃
26.7℃
建筑 热工 学
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
热量传递的
基本方式？
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
1.1 建筑中的传热现象 1.2 围护结构传热基础知识 1.3 湿空气的物理性质 1.4 室内热环境 1.5 室外热环境
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
建筑热工的主要
围 研究对象： 护结构
从室内冷热角度出发，外围护结构的主要作用：防热御 寒，使室内形成舒适的热环境
稳态温度场 t 0 t f (x, y, z)

一维稳态温度场 t f ( x )
非稳态温度场 t f (x, y, z, )
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热 二、等温面与等温线
等温面：同一时刻、温度场中温度相同的点连接起来所构成
的面
等温线：用一个平面与各等温面相交，在这个平面上得到一
▇ 定义 :称过点P的最大温度变化率为温度 梯度，gradt。
gradt t n n
where，n—等温面法线方向的单位矢量
t —温度在法线方向上的导数，亦 n 即法向的温度变化率
注：温度梯度是矢量；正向朝着温度增加的方向
热量的方向？
等温面上没 有温差，不会有 热量传递;不同的 等温面之间，有 温差，有热量传 递。
时
耗又可保证室内的热舒适。
会
发
夏季：围但护是结，构白的天隔 也热要性考能虑要散好热，问且题夜(日间照散强热烈要时快)，。
生 矛
这时保温性能好，反而会使室内变热
盾
建筑热工设计不是简单地增厚墙体或提高保温性能，而是要 根据建筑室内外的热量传递状况、传热部位以及建筑结构形
式结合当地的室外气候特征，采取不同的措施和处理方法
源自文库
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
不同季节通过围护结构热量 传递的方向特征不同
夏季
冬季：室内→室外
夏季
空调房间
白天 夜晚
自然通风房间
白天 夜晚
冬季
： 热量传递动力 温差
1. 建筑热工学基础知识 1.1 建筑中的传热现象
围护结构的保温性能越好，通过
有
冬季： 房间的热量损失减少，既降低能