建筑物理热(复习提纲)

第一章建筑热工学基础知识

第一节建筑中的传热现象heat transmitting phenomena in building

（1）热量的传递称为热传递。自然界中，只要存在温差就有传热现象，热能由温度较高部位传至温度较低部位。

（2）冬天：不论供暖房间还是非供暖房间，热流必然由室内流向室外夏天：白天由室外到室内。夜间取决于室外温度。

第二节维护结构的传热基础知识basic knowledge of heat transmission for envelope structure

（1）导热heat conducting

物体中有温差时由于直接接触的物质质点做热运动而引起的热能传递

过程。在固体、液体和气体中都存在。

导热现象：同一物体内部或相接触的两个物体之间由于分子热运动，热

量由高温处向低温处转换的现象。

1）温度场、温度梯度和热流密度

A．温度场temperature field：在某一时刻物体内个点的温度分布。

T=f(x,y,z,τ)

B．稳定温度场steady-state conduction ：温度分布不随时间变

化

C．不稳定温度场unsteady-state conduction：温度分布随时间变化（通常环境认定状态）

D．等温面isothermal surface：温度场中同一时刻由相同温度各点相连形成的面。

E．温度梯度temperature gradient：温度差Δt与法线方向两等温面之间距离Δn的比值的极限。

2）傅里叶定律formula of thermal transmission

q=-λΔt/Δn （q——热流密度；λ——比例常数，材料导热系数）

3）导热系数coefficient of thermal transmission λ= ｜q/(Δt/Δn)｜W/(m·K)

λ=λ0+bt （λ0——0度时的导热系数；b——常数）

当温度梯度为1度/m时，在单位时间内通过单位面积的导热量。导热系数越大材料导热能力越强。

4）影响导热系数因素factors of influencing thermal conduction

A．材料material

绝对热材料heat insulation material λ=<0.25

不流动的空气λ=0.006~0.6（很好的绝热材料）

B．密度density

ρ越大，内部孔隙越少，导热性越强

C．含湿量moisture content

水导热性比空气约高20倍，因此材料含湿量越高，导热性越高。

（2）对流convection

只发生在流体之中，它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相参合而传递热能的。

对流现象：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。

1）自然对流与受迫对流natural convection & forced convection

自然对流：本来温度相同的流体，其中某一部分受热（或冷却）而

产生温差，形成对流运动。受迫对流：因受外力作用（风吹、泵压），

迫使流体产生对流。

2）边界层内流体流动情况basic flow behavior of convection for layers

A．层流层laminar layer

B．过渡区transition layer

C．紊流层turbulent layer

3）对流换热公式formula of thermal convection

q c=αc(t-θ)

q c——对流换热强度，W/m2 ；

αc——对流换热系数；

t——流体温度；

θ——固体表面温度

（3）辐射radiation

以电磁波传递热能的，凡温度高于绝对零度的物体都能发射热辐射。

辐射现象：热量以电磁波的形式把热量由一个物体传向另一个物体。

1）物体的辐射特性

1）按物体辐射光谱特性分类

A．黑体：能发射全波段的热辐射，在相同温度下，辐射能力最大。

B．灰体：其辐射光谱具有与黑体辐射光谱相似的形状，切对应每一波长的单色辐射能力与同温同波长的黑体的壁纸为一

常数。一般建筑材料都可看做灰体

C．非灰体：其辐射光谱与黑体光谱完全不同，有的甚至只能发射某些波长的辐射线。。

2）辐射量radiation（黑体和灰体）

E=C(T/100)4

E——物体的辐射本领，W/m2

C——物体辐射系数，W/m2·K4

T——物体表面的绝对温度，K

3）four interactions of radiation

透射transmittance 、吸收absorptance、反射reflectance、辐射emittance

2）物体表面对外来辐射的吸收与反射absorptive & reflectance ability of radiation

A．材料对热辐射吸和反射收性能

材料辐射能力越大，对外来辐射吸收能力越大。

短波辐射short-wave radiation：颜色起主导作用

长波辐射long-wave radiation：材料起主导作用

B．A+R+T=1

A：absorptance ratio R：reflectance ratio T: transmittance

ratio

If A=1 R=T=0 绝对黑体

If R=1 A=T=0 绝对百体