建筑物理熱建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算

建筑物理熱建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算第一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日課程目錄緒論建筑熱工基礎(chǔ)知識(shí)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱計(jì)算與應(yīng)用建筑保溫與節(jié)能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳濕與防潮建筑防熱與節(jié)能第二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算2.1穩(wěn)定傳熱2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.4建筑隔熱設(shè)計(jì)控制指標(biāo)計(jì)算自然通風(fēng)房間空調(diào)房間自然通風(fēng)房間采暖房間空調(diào)房間？GB50736-2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ134-2010夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)第三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程有何區(qū)別與聯(lián)系

在工程建設(shè)領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程是出現(xiàn)頻率最多的，也是人們感到最難理解的三個(gè)基本術(shù)語(yǔ)?！簟耙?guī)范”一般是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工程建設(shè)中，對(duì)設(shè)計(jì)、施工、制造、檢驗(yàn)等技術(shù)事項(xiàng)所做的一系列規(guī)定；規(guī)程是對(duì)作業(yè)、安裝、鑒定、安全、管理等技術(shù)要求和實(shí)施程序所做的統(tǒng)一規(guī)定。◆標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程都是標(biāo)準(zhǔn)的一種表現(xiàn)形式，習(xí)慣上統(tǒng)稱為標(biāo)準(zhǔn)，只有針對(duì)具體對(duì)象才加以區(qū)別。→當(dāng)針對(duì)產(chǎn)品、方法、符號(hào)、概念等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一般采用“標(biāo)準(zhǔn)”，如《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《道路工程標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》等；→當(dāng)針對(duì)工程勘察、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等通用的技術(shù)事項(xiàng)做出規(guī)定時(shí)，一般采用“規(guī)范”，如：《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建設(shè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《住宅建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》、《砌體工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《屋面工程技術(shù)規(guī)范》等；→當(dāng)針對(duì)操作、工藝、管理等專用技術(shù)要求時(shí)，一般采用“規(guī)程”，如：《鋼筋氣壓焊接規(guī)程》、《建筑安裝工程工藝及操作規(guī)程》、《建筑機(jī)械使用安全操作規(guī)程》等?！谖覈?guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化工作中，由于各主管部門(mén)在使用這三個(gè)術(shù)語(yǔ)時(shí)掌握的尺度、習(xí)慣不同，使用的隨意性比較大，這是造成人們最難理解這三個(gè)術(shù)語(yǔ)的根本原因?！簟皹?biāo)準(zhǔn)”的定義：“為在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)活動(dòng)或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則、導(dǎo)則或特性的文件，該文件經(jīng)協(xié)商一致制定并經(jīng)一個(gè)公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ)，以促進(jìn)最佳社會(huì)效益為目的”《標(biāo)準(zhǔn)化和有關(guān)領(lǐng)域的通用術(shù)語(yǔ)第一部分：基本術(shù)語(yǔ)》（GB3935.1-1996）第四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日★物理（導(dǎo)熱）問(wèn)題的完整數(shù)學(xué)描述：

（微分）數(shù)學(xué)方程（共性）+單值性條件（個(gè)性）確定唯一解的附加補(bǔ)充說(shuō)明條件,包括四項(xiàng)：幾何、物理、時(shí)間、邊界引言第五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日設(shè)備圍護(hù)結(jié)構(gòu)2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

透明部分不透明部分外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)第六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日設(shè)備室內(nèi)熱環(huán)境室外熱環(huán)境◆太陽(yáng)輻射◆空氣的溫濕度◆風(fēng)◆雨◆雪圍護(hù)結(jié)構(gòu)保證室內(nèi)熱舒適！2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

◆四要素◆評(píng)價(jià)方法第七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆熱舒適性◆掌握基本的傳熱原理與計(jì)算◆掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、防熱及節(jié)能指標(biāo)的控制◆了解材料的相關(guān)熱物性2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

◆防熱◆保溫要保證◆達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求第八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日根據(jù)建筑保溫和隔熱設(shè)計(jì)中所考慮的室內(nèi)外熱作用的特點(diǎn)，可將室內(nèi)外傳熱的計(jì)算模型歸納為如下兩種：恒定的熱作用周期性熱作用傳熱過(guò)程——室內(nèi)外熱環(huán)境通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)而進(jìn)行的熱量交換，包含導(dǎo)熱、對(duì)流以及輻射換熱方式2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

常用于采暖房間冬季條件下的保溫設(shè)計(jì)單向雙向常用于空調(diào)房間的隔熱設(shè)計(jì)常用于自然通風(fēng)房間的夏季隔熱設(shè)計(jì)合理的假設(shè)簡(jiǎn)化，是解決問(wèn)題的常用做法第九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

本章僅討論通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體部分一維的穩(wěn)定傳熱和周期性不穩(wěn)定傳熱問(wèn)題。打好基礎(chǔ)，才能解決更復(fù)雜的問(wèn)題！第十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算2.1穩(wěn)定傳熱2.1.1一維穩(wěn)定傳熱特征2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)受到恒定熱作用時(shí)，即處于穩(wěn)定傳熱狀態(tài)。第十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日dq2.1.1一維穩(wěn)定傳熱特征2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱已知：1）一“大平壁”，寬與高的尺寸遠(yuǎn)大于厚度（10倍以上）；2）厚度為d的單層勻質(zhì)材料;3）熱物性皆為常數(shù)；4）無(wú)內(nèi)熱源；若，平壁兩側(cè)空氣溫度恒定，則通過(guò)平壁的傳熱情況也不會(huì)隨時(shí)間變化，這種傳熱稱為一維穩(wěn)定傳熱一維穩(wěn)定傳熱的特征：1）平壁內(nèi)各點(diǎn)溫度均不隨時(shí)間變化t=f(x)2）通過(guò)平壁的熱流強(qiáng)度q處處相等（q=Const

）3)平壁內(nèi)部溫度呈直線分布？則，可認(rèn)為通過(guò)平壁的熱流只沿厚度方向傳遞第十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆穩(wěn)定傳熱是一種最簡(jiǎn)單和最基本的傳熱過(guò)程，由于其計(jì)算簡(jiǎn)便，能滿足一定的工程精度要求，是國(guó)內(nèi)外在建筑熱工計(jì)算中經(jīng)常被采用的一種計(jì)算方法。恒定的熱作用2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.1一維穩(wěn)定傳熱特征◆在建筑熱工學(xué)范疇內(nèi)，“平壁”不僅是指平直的墻體，還包括地板、平屋頂及曲率半徑較大的穹頂、拱頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)。除一些特殊結(jié)構(gòu)外，建筑工程中大多數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)都屬于這個(gè)范疇。第十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算2.1穩(wěn)定傳熱2.1.1一維穩(wěn)定傳熱特征2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)受到恒定熱作用時(shí)，即處于穩(wěn)定傳熱狀態(tài)。第十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日單一圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料加氣混凝土磚聚氨酯墻體板普通磚苯板2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻

嚴(yán)格地講，建筑材料內(nèi)部總會(huì)有孔隙存在，所以不是單純的導(dǎo)熱現(xiàn)象，還有對(duì)流和輻射換熱方式存在，但由于其所占比例微小，在熱工計(jì)算中，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料層（不包含空氣層）均按導(dǎo)熱考慮。第十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱1）單層勻質(zhì)平壁的導(dǎo)熱熱阻R表示平壁抵抗熱流通過(guò)的能力。如何調(diào)整熱阻？壁面溫度壁面溫度2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻單層勻質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱方程熱阻?◆單層勻質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱方程第十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日

房屋外圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般都是由幾層不同材料組成的多層平壁，如圖示的三層平壁。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2）多層平壁的導(dǎo)熱λ1λ2λ3

d1d2d3qθiθeθ2θ3求q、θ2和θ3

?其它條件為已知。2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻共幾個(gè)未知數(shù)?θi和θe表示平壁的內(nèi)外表面溫度，θ2和θ3是內(nèi)部材料層界面上的溫度是否有同學(xué)能直接給出結(jié)果？第十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)n層平壁？2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2）多層平壁的導(dǎo)熱λ1λ2λ3

d1d2d3qθiθeθ2θ3電路比擬分析方法！??！2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻θiθeθ2θ3R2R3R1q第十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2）多層平壁的導(dǎo)熱λ1λ2λ3

d1d2d3qθiθeθ2θ3θ2和θ3

還未求出！2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻θiθeθ2θ3R2R3R1對(duì)于n層平壁θn

?從右側(cè)算起也可！第十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)際建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)常由多種材料構(gòu)成.對(duì)于這些構(gòu)造來(lái)說(shuō)，在垂直于熱流方向上已非勻質(zhì)材料，稱這種構(gòu)造為組合材料層。輕質(zhì)墻體板利用混凝土、工業(yè)廢料（爐渣，粉煤灰等）等制成的空心砌塊在建筑上已得到廣泛應(yīng)用。3）組合壁的導(dǎo)熱2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻第二十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日l(shuí)ivingwall3）組合壁的導(dǎo)熱2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻第二十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日組合壁熱阻理論計(jì)算方法如果復(fù)合平壁的各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)相差較大時(shí)，應(yīng)按二維或三維溫度場(chǎng)計(jì)算，或用實(shí)驗(yàn)方法確定。

A1A2A3AE1E2E3EBCD3）組合壁的熱阻2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻qq有誤差第二十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日平均熱阻：

平行于熱流方向，沿材料層中不同材料的界面將其分成若干部分。3）組合壁的熱阻2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻組合壁熱阻工程計(jì)算方法傳熱阻=內(nèi)表面換熱阻+導(dǎo)熱阻+外表面換熱阻組合壁本身的傳熱阻?。。　稛峁ひ?guī)范》Why?熱流方向第二十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日若圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在圓孔時(shí)，應(yīng)先將圓孔折算成同等面積的方孔。注意：輕質(zhì)墻體板2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻第二十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日例2-1

求屋頂鋼筋混凝土（導(dǎo)熱系數(shù)=1.74W/(m·K)）圓孔板冬季的（傳）熱阻。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱還需學(xué)習(xí)一點(diǎn)知識(shí)才能計(jì)算！……第二十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算2.1穩(wěn)定傳熱2.1.1一維穩(wěn)定傳熱特征2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)受到恒定熱作用時(shí)，即處于穩(wěn)定傳熱狀態(tài)。第二十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日tetiqe溫度場(chǎng)不隨時(shí)間變化的傳熱過(guò)程——穩(wěn)定傳熱過(guò)程常用于建筑熱工計(jì)算和估算。設(shè):ti>

te傳熱過(guò)程經(jīng)歷三個(gè)階段？冬季2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程有多種傳熱方式參與1)內(nèi)表面吸熱2)平壁材料層的導(dǎo)熱3)外表面散熱（將外圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣換熱考慮在內(nèi)）注意第二十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日1）內(nèi)表面吸熱t(yī)i>θi,內(nèi)表面以對(duì)流和輻射的方式吸熱qi—平壁內(nèi)表面吸熱量w/m2

qic—

室內(nèi)空氣以對(duì)流形式傳給平壁內(nèi)表面的熱量qir—室內(nèi)其它表面以輻射形式傳給平壁內(nèi)表面的熱量w/m2αi—內(nèi)表面的換熱系數(shù)w/（m2·K）ti—室內(nèi)空氣及其它表面的溫度θi—圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱λ1λ2λ3

d1d2d3titeqθiθeθ2θ3平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程第二十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日表2-2(h:肋高，s：肋間凈距)（適用于冬季和夏季）

表面特性iW/(m2?K)Ri(m2?K)/W墻面、地面、表面平整或有肋狀突出物的頂棚（h/s0.3）8.70.115有肋狀突出物的頂棚（h/s>0.3）7.60.132內(nèi)表面換熱熱阻Ri2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱1）內(nèi)表面吸熱平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程第二十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日第三十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2）平壁材料層的導(dǎo)熱——通過(guò)平壁的導(dǎo)熱量W/m2——平壁外表面的溫度℃2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱λ1λ2λ3

d1d2d3titeqθiθeθ2θ3平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程第三十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日3）外表面的散熱θe>te,外表面把熱量以對(duì)流和輻射的方式傳給室外的空氣及環(huán)境2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱λ1λ2λ3

d1d2d3titeqθiθeθ2θ3查表2-3平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程第三十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)于一維穩(wěn)定傳熱過(guò)程,q—通過(guò)平壁的傳熱量W/m2R0—平壁的總傳熱阻，表示熱量從平壁一側(cè)傳到另一側(cè)是所受到的總阻力（m2·K/W）2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱λ1λ2λ3

d1d2d3titeqθiθeθ2θ3qiqλqe4）完整傳熱過(guò)程平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程導(dǎo)熱阻注意與節(jié)中的區(qū)別注意用詞第三十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日物理含義：當(dāng)ti-te=1℃時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)平壁單位表面積的傳熱量W/（m2·K)K0—平壁的傳熱系數(shù)(最常用)2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱4）完整傳熱過(guò)程平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程K0與R0都是極其重要的熱工性能指標(biāo)在不同時(shí)期的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中有明確規(guī)定限值！λ1λ2λ3

d1d2d3titeqθiθeθ2θ3第三十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189-2005》第三十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JGJ26-2010第三十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算2.1穩(wěn)定傳熱2.1.1一維穩(wěn)定傳熱特征2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算第三十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日靜止的空氣介質(zhì)導(dǎo)熱性甚小，因此建筑設(shè)計(jì)中常利用封閉空氣間層作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫層。垂直封閉空氣間層的傳熱過(guò)程

2.1.4封閉空氣間層的傳熱◆傳熱特點(diǎn):在空氣間層中，導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三種傳熱方式都存在，其傳熱過(guò)程實(shí)際上是在一個(gè)有限空氣層的兩個(gè)表面之間的換熱過(guò)程，包括對(duì)流換熱和輻射換熱。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱

◆空氣間層不像實(shí)體材料層那樣，當(dāng)材料導(dǎo)熱系數(shù)一定后，材料層的熱阻與厚度成正比關(guān)系。在空氣間層中，其熱阻主要取決于空氣間層的對(duì)流換熱強(qiáng)度（受空氣邊界層厚度影響）和界面之間的輻射換熱強(qiáng)度。所以，空氣間層的熱阻與厚度之間不存在成比例地增長(zhǎng)的關(guān)系。第三十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆空氣間層內(nèi)的對(duì)流換熱2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱在有限空間內(nèi)的對(duì)流換熱強(qiáng)度，與間層的厚度、間層的位置、形狀及間層的密閉性等因素有關(guān)?？諝庠诓煌姆忾]空氣間層中的自然對(duì)流圖中即為空氣在不同封閉間層中的自然對(duì)流情況第三十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日

●

(圖a)在d較大的垂直空氣間層中，當(dāng)間層兩界面存在溫差(θ1＞θ2)時(shí)，熱表面附近的空氣上升，冷表面附近的空氣下沉，形成間層內(nèi)兩股氣流循環(huán)的自然對(duì)流換熱狀態(tài)?？諝庠诓煌姆忾]空氣間層中的自然對(duì)流

●

（圖b）當(dāng)d較小，即間層厚度較薄時(shí)，上升和下沉的氣流相互干擾，形成局部環(huán)流，對(duì)流換熱強(qiáng)于（圖a）情況?！駥?duì)于垂直的空氣間層。當(dāng)間層厚度增大時(shí)，上升氣流與下沉氣流相互干擾的程度越來(lái)越小，氣流速度也隨著增大，當(dāng)厚度達(dá)到一定程度時(shí)，就與開(kāi)敞空間中沿垂直壁面所產(chǎn)生的自然對(duì)流狀況相似。2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱◆空氣間層內(nèi)的對(duì)流換熱第四十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日●

(圖c)在水平空氣間層中，當(dāng)熱面在上方時(shí)，難以形成對(duì)流，間層內(nèi)可視為不存在對(duì)流?！?/p>

(圖d)當(dāng)熱面在下方時(shí)，熱氣流的的上升和冷氣流的下沉相互交替形成自然對(duì)流，這時(shí)自然對(duì)流換熱最強(qiáng)。2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱◆空氣間層內(nèi)的對(duì)流換熱第四十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日間層的輻射換熱量，與間層表面材料的輻射性能(黑度或輻射系數(shù))和間層的平均溫度有關(guān)。◆空氣間層內(nèi)的輻射換熱2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱黑體輻射系數(shù)材料輻射系數(shù)發(fā)射率/黑度第四十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日●不同厚度的垂直封閉空氣間層內(nèi)不同傳熱方式的傳熱量的比較（單位溫差下）◆圖中“l(fā)”線是表示不同厚度空氣間層處于靜止?fàn)顟B(tài)的純導(dǎo)熱方式傳遞的熱量；◆“2”線表示的是對(duì)流換熱量；◆“3”線表示通過(guò)間層的總傳熱量。◆

空氣間層內(nèi)對(duì)流及輻射換熱綜合分析注：間層用一般建材(ε≈0.9)制成◆“3”線與“2”線之間表示的是輻射換熱量；◆當(dāng)間層厚度超過(guò)約4cm時(shí)，傳熱量減少趨勢(shì)明顯變緩；第四十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日1)將空氣間層布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷側(cè)，降低間層的平均溫度，可減少輻射換熱量，但效果不顯著。2)最有效的方法是在間層壁面上涂貼輻射系數(shù)小的反射材料，目前在建筑中采用的主要是鋁箔。根據(jù)鋁箔的成分和加工質(zhì)量的不同，它的輻射系數(shù)介于／(m2·K4)，而一般建筑材料的輻射系數(shù)是4.65-5.23W／(m2·K4)。

◆在總的傳熱量中，輻射換熱占的比例最大，約為總傳熱量的70%以上。因此，要提高空氣間層的熱阻，首先要設(shè)法減少輻射換熱量?！癫煌穸鹊拇怪狈忾]空氣間層內(nèi)不同傳熱方式的傳熱量的比較（單位溫差下）第四十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日鋁箔、泡沫塑料復(fù)合防寒墊第四十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日

◆“5”線表示兩個(gè)表面都貼上鋁箔后的總傳熱量。與單面貼鋁箔相比，增效提高的并不顯著，從節(jié)約材料考慮，以一個(gè)表面貼反射材料為宜。垂直間層內(nèi)不同傳熱方式的傳熱量的比較◆圖中“4”線表示間層內(nèi)有一個(gè)表面貼上鋁箔后的總傳熱量。3→4，降幅很大，這是由于輻射換熱量大大降低。

◆在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中，空氣間層的熱阻Rag一般都采用表2-4所載的數(shù)據(jù)。第四十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日

◆在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中，空氣間層的熱阻Rag一般都采用表2-4所載的數(shù)據(jù)?！睹裼媒ㄖ峁ぴO(shè)計(jì)規(guī)范》2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.4封閉空氣間層的傳熱第四十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日例2-1

求屋頂鋼筋混凝土（導(dǎo)熱系數(shù)=1.74W/(m·K)）圓孔板冬季的（傳）熱阻。鋼筋混凝土圓孔板各部分尺寸熱流熱流解：（1）將圓孔折算成等面積正方孔，設(shè)正方形邊長(zhǎng)為b，則2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱第四十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日解：（2）分別計(jì)算各部分的傳熱阻空氣間層熱阻，查表2-4內(nèi)表面換熱熱阻，查表2-2外表面換熱熱阻，查表2-3第2部分R0.2(無(wú)空氣間層部分)；第1部分R0.1(有空氣間層部分)；熱流導(dǎo)熱熱阻導(dǎo)熱熱阻第四十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）求修正系數(shù)空氣間層的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)查表2-1第五十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日（4）計(jì)算圓孔板的平均熱阻平均熱阻5分鐘！第五十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算2.1穩(wěn)定傳熱2.1.1一維穩(wěn)定傳熱特征2.1.2平壁的導(dǎo)熱和熱阻平壁的穩(wěn)定傳熱過(guò)程2.1.4封閉空氣間層的傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算第五十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部和表面溫度的重要性：1）室內(nèi)各表面的輻射溫度影響室內(nèi)人員的熱舒適感覺(jué)；2）當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部或表面溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，內(nèi)表面將結(jié)露。結(jié)露將使室內(nèi)濕度增大，引起建筑生霉及至惡化室內(nèi)環(huán)境（散發(fā)異味，影響美觀）。圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體內(nèi)層也可能結(jié)露。3）外墻、屋頂內(nèi)部溫度的計(jì)算，是建筑防潮設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算在及中已學(xué)過(guò)？！很重要！第五十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日假設(shè)該墻體處于穩(wěn)定傳熱狀態(tài)，一維電路模擬圖titeθiθ2θ3θe2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算已知：1）幾何尺寸；2）熱物性皆為常數(shù)；3）室內(nèi)外空氣溫度；4）無(wú)內(nèi)熱源。第五十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日電路模擬圖titeθiθ2θ3θe內(nèi)表面溫度2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱外表面溫度同理，2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算第五十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日內(nèi)部界面溫度電路模擬圖假設(shè)該墻體處于穩(wěn)定傳熱狀態(tài)，一維titeθiθ2θ3θe2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算第五十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)多層平壁任一層的內(nèi)表面溫度？電路模擬圖假設(shè)該墻體處于穩(wěn)定傳熱狀態(tài)，一維titeθiθ2θmθe2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算解決此類問(wèn)題，一定要記住使用電路圖！第五十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日

◆在穩(wěn)定傳熱條件下，當(dāng)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)為定值時(shí)，每一材料層內(nèi)的溫度分布是一直線，在多層平壁中成一條連續(xù)的折線。

◆材料導(dǎo)熱系數(shù)越小，層內(nèi)溫度分布線的斜度越大(陡)，反之，導(dǎo)熱系數(shù)越大，層內(nèi)溫度分布線的斜度越小(平緩)。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算Why?

◆材料層內(nèi)的溫度下降程度與各層的熱阻成正比，材料層的熱阻越大，在該層內(nèi)的溫度降落也越大。titeθiθ2θmθe第五十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.1穩(wěn)定傳熱2.1.5平壁內(nèi)部溫度的計(jì)算【例2-2】已知室內(nèi)氣溫為15℃

，室外氣溫為-10℃

，試計(jì)算下圖中通過(guò)磚墻和鋼筋混凝土預(yù)制板屋頂?shù)臒崃髁亢蛢?nèi)部溫度分布。Ri=0.11m2·K/W；Re=0.04m2·K/W。

磚墻鋼筋混凝土預(yù)制板屋頂5分鐘！第五十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.2.1建筑物耗熱量2.2.2建筑采暖耗煤量《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JGJ26-95》《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JGJ26-2010》50%65%本節(jié)內(nèi)容請(qǐng)以此為準(zhǔn)已廢止民用建筑節(jié)能的階段目標(biāo)?

30%、50%、65%《JGJ26-2010》沒(méi)有這個(gè)指標(biāo)！第六十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，采暖建筑物耗熱量指標(biāo)是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷的依據(jù)，也是評(píng)價(jià)采暖建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.2.1建筑物耗熱量計(jì)算建筑物耗熱量指標(biāo)（Indexofheatlossofbuilding）：

在計(jì)算采暖期室外平均溫度條件下，為保持室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度，單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)消耗的需由室內(nèi)采暖設(shè)備供給的熱量，單位W/m2。（JGJ26-2010

）2.0.4建筑物耗熱量指標(biāo)（qＨ）indexofheatlossof

building在采暖期室外平均溫度條件下，為保持室內(nèi)計(jì)算溫度，單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)消耗的、需由室內(nèi)采暖設(shè)備供給的熱量，單位：Ｗ/m2

。（JGJ26-95

）已廢止！第六十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.2.1建筑物耗熱量計(jì)算《

JGJ26-95》節(jié)能50%《

JGJ26-2010》節(jié)能65%對(duì)比相同城市的耗熱量指標(biāo)！第六十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.2.1建筑物耗熱量計(jì)算建筑物耗熱量指標(biāo)，W/m2折合到單位建筑面積上的通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量，W/m2折合到單位建筑面積上的建筑物內(nèi)部得熱量，W/m2折合到單位建筑面積上的空氣滲透耗熱量，W/m2建筑物耗熱量指標(biāo)組成：1）通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量；2）建筑物空氣換氣耗熱量;3）不包括建筑物內(nèi)部得熱（炊事、照明、家電和人體散熱）標(biāo)準(zhǔn)中說(shuō)法不一致！第六十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日1）折合到單位建筑面積上的通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.2.1建筑物耗熱量計(jì)算各參數(shù)的意義？ti:16→18℃te:?《

JGJ26-95》《

JGJ26-2010》《GB50736-2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》：嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度為18-24℃第六十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2）單位建筑面積的空氣滲透耗熱量2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.2.1建筑物耗熱量計(jì)算各參數(shù)的意義？第六十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日3）單位建筑面積的建筑物內(nèi)部得熱2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.2.1建筑物耗熱量計(jì)算W/m2包括炊事、照明、家電和人體散熱（住宅建筑）第六十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.2.1建筑物耗熱量計(jì)算◆為尊重建筑師的創(chuàng)造性工作，同時(shí)又使所設(shè)計(jì)的建筑能耗符合節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，引入“權(quán)衡判斷法”來(lái)檢驗(yàn)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)總體熱工性能是否達(dá)到要求。◆進(jìn)行建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)時(shí)，必須滿足《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JGJ26-2010》的規(guī)定（主要指各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)或熱阻）及其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范?！?.3.1建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷應(yīng)以建筑耗熱量指標(biāo)為判據(jù)。（《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JGJ26-2010》）第六十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算2.2.1建筑物耗熱量計(jì)算◆公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中也有“權(quán)衡判斷法”，但內(nèi)涵及實(shí)施方法與居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，具體在第三章中進(jìn)行對(duì)比講解！《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189-2005》對(duì)此感興趣的同學(xué)，可閱讀JGJ26-2010與GB50189-2005這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)！第六十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.2.2建筑采暖耗煤量2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算◆建筑采暖耗煤量：在采暖期室外平均溫度條件下，為保持室內(nèi)計(jì)算溫度，單位建筑面積在一個(gè)采暖期內(nèi)消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量，單位kg/m2。我國(guó)規(guī)定每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為7000千卡（29307.6千焦）。一般一噸標(biāo)煤估計(jì)排放二氧化碳為噸

◆將供熱系統(tǒng)效率考慮在內(nèi)，用來(lái)綜合衡量建筑物是否達(dá)到（采暖）節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求?！禞GJ26-2010》沒(méi)有這個(gè)指標(biāo)！第六十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.2.2建筑采暖耗煤量2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算我國(guó)規(guī)定每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為7000千卡（29306千焦）?！禞GJ26-2010》沒(méi)有這個(gè)指標(biāo)！1卡=4.18焦耳第七十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.2.2建筑采暖耗煤量2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.2建筑保溫與節(jié)能計(jì)算【例2-3】試求呼和浩特市一棟3單元6層樓、層高2.7米\南北向、雙層塑鋼窗、樓梯間采暖的磚混結(jié)構(gòu)住宅的耗熱量和采暖耗煤量指標(biāo)。已知：采暖期為10月21日至4月4日；Z=166d；

te=-6.2℃；采暖期度日數(shù)為4017（℃·d）;建筑面積3139.1m2；建筑體積8789.4m3；外表面積2785.9m2；體型系數(shù)0.317；換氣體積V=0.65·V0=5713.1m3（樓梯間采暖）；各方向窗墻面積比是：南0.47；東0.11；西0.00；北0.22；其它各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)與面積見(jiàn)Page38表。5分鐘！第七十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.3.1諧波熱作用

2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征2.3.3諧波熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算2.3.5溫度波在平壁內(nèi)的衰減與延遲計(jì)算2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱第七十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆前面所討論的穩(wěn)定傳熱是假設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外熱作用不隨時(shí)間而變。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱◆但實(shí)際上，圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受到的環(huán)境熱作用(不論室內(nèi)或室外)，都在隨著時(shí)間發(fā)生變化。尤其是室外熱作用，因不能進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，所以逐日逐時(shí)都在變化著。◆當(dāng)外界熱作用隨時(shí)間而變時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度和通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量亦將隨時(shí)間發(fā)生變化，這種傳熱過(guò)程，稱為不穩(wěn)定傳熱?！羧敉饨鐭嶙饔秒S著時(shí)間呈現(xiàn)周期性的變化，則叫做周期性（不穩(wěn)定）傳熱。周期性傳熱是不穩(wěn)定傳熱的一種特例。第七十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日考慮不穩(wěn)定傳熱的意義:1在夏季條件下，室外氣溫和太陽(yáng)輻射的綜合作用在晝夜之間變化劇烈，這時(shí)若將圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程簡(jiǎn)化為穩(wěn)定傳熱，則不能反映客觀的傳熱基本特性，所以必須按不穩(wěn)定傳熱考慮。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2此外，隨著建筑工業(yè)化程度的提高，輕型裝配式圍護(hù)結(jié)構(gòu)日益推廣，這類結(jié)構(gòu)因熱穩(wěn)定性差，當(dāng)室內(nèi)外溫度波動(dòng)時(shí)，表面和內(nèi)部溫度很容易引起顯著的變化，所以即使在冬季熱工計(jì)算中，也要考慮到不穩(wěn)定傳熱的特性。第七十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日室外氣溫日變化周期:室外最高氣溫:室外最低氣溫:太陽(yáng)輻射日變化周期:室外氣溫24h14:00~15:004:00~5:0012h2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.1諧波熱作用◆在建筑熱工中研究的熱作用，都帶有一定的周期波動(dòng)性，如室外氣溫和太陽(yáng)輻射的晝夜小時(shí)變化，在一段時(shí)間內(nèi)可近似地看作每天出現(xiàn)重復(fù)性的周期變化；第七十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆圍護(hù)結(jié)構(gòu)朝向不同,其表面出現(xiàn)太陽(yáng)輻射的最大值時(shí)間不同。東外墻：8:00水平屋頂：12:00西外墻：16:002.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.1諧波熱作用◆所以，在建筑熱工中著重討論周期性不穩(wěn)定傳熱，這是不穩(wěn)定傳熱中的一個(gè)特例。其他形式的不穩(wěn)定傳熱過(guò)程是傳熱學(xué)教程討論的范疇。◆建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)處于室外空氣溫度周期變化及太陽(yáng)輻射周期變化的影響下?！舳飚?dāng)采用間歇采暖方式時(shí)，室內(nèi)氣溫也會(huì)呈周期性的波動(dòng)。第七十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日某工廠屋頂結(jié)構(gòu)溫度變化實(shí)例圖2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.1諧波熱作用1-綜合溫度2-屋頂外表面溫度3-屋頂內(nèi)表面溫度綜合溫度te

:工程上把室外空氣、太陽(yáng)輻射及表面長(zhǎng)波輻射散熱三者對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用，用一個(gè)假想的溫度te來(lái)衡量。第七十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱

3.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的周期性不穩(wěn)定傳熱均呈周期波動(dòng)振幅A=tmax-tmAte=37.1℃

Atw1=28.6℃

Atw2=4.9℃

溫度最大值出現(xiàn)時(shí)間不同（時(shí)間延遲）振幅逐層減小（溫度波衰減）第七十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日諧波熱作用

在周期性波動(dòng)的熱作用中，最簡(jiǎn)單最基本的是諧波（簡(jiǎn)諧）熱作用，即溫度隨時(shí)間呈正弦或余弦函數(shù)作規(guī)則變化。一般都用余弦函數(shù)表示：2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.1諧波熱作用實(shí)測(cè)資料說(shuō)明，綜合溫度的周期性波動(dòng)規(guī)律可視為一簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)諧波(simpleharmonicwave)曲線。第七十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日也可表達(dá)成：式中Θt是以平均溫度為基準(zhǔn)的相對(duì)溫度，它是一個(gè)諧量。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.1諧波熱作用式中ω—角速度，ω=360/Zdeg／h，Z為溫度波的周期，若Z＝24小時(shí)，則ω=15deg／h。式中:

tτ—在τ時(shí)刻的介質(zhì)溫度，℃；

—在一個(gè)周期內(nèi)的平均溫度，℃；τ—以某一指定時(shí)刻(例如晝夜時(shí)間內(nèi)的零點(diǎn))起算的計(jì)算時(shí)間，h；Φ—溫度波的初相位，deg；若坐標(biāo)原點(diǎn)取在溫度出現(xiàn)最大值處，Φ＝0。第八十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆事實(shí)上，圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受到的周期熱作用，并不是隨時(shí)間按余弦(或正弦)函數(shù)規(guī)則地變化的。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.1諧波熱作用實(shí)測(cè)的綜合溫度波曲線和簡(jiǎn)諧波曲線的比較◆在分析計(jì)算精度要求不高的情況下，可近似按諧波熱作用考慮?！羧粲?jì)算精度要求較高時(shí)，可用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，通過(guò)諧量分析，把周期性的熱作用變換成若干階諧量的組合。

◆由于各種周期性變化熱作用，均可變換成諧波熱作用的組合，所以通過(guò)研究諧波熱作用下的傳熱過(guò)程，即能反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)和房屋在周期熱作用下的傳熱特性。任何連續(xù)的周期性波動(dòng)曲線都可以用傅里葉級(jí)數(shù)表示。第八十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.3.1諧波熱作用2.3.2半無(wú)限厚壁諧波熱作用下的傳熱特征2.3.3諧波熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算2.3.5溫度波在平壁內(nèi)的衰減與延遲計(jì)算2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱第八十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日半無(wú)限大物體周期性變化邊界條件下的溫度波導(dǎo)熱微分方程

表面溫度呈周期性變化：（邊界條件）引入過(guò)余溫度θ=t-tmΦ=0數(shù)學(xué)模型2.3.2半無(wú)限厚壁諧波熱作用下的傳熱特征◆半無(wú)限大物體的概念

thedefinitionofsemi-infinitesolid

是指以無(wú)限大的y-z平面為界面，在正x方向上伸延至無(wú)窮遠(yuǎn)的物體，如大地可看作半無(wú)限大物體。

第八十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用分離變量法求解上式表達(dá)了周期性變化邊界條件下的半無(wú)限大物體內(nèi)的溫度場(chǎng)

2.3.2半無(wú)限厚壁諧波熱作用下的傳熱特征θ=t-tm第八十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日(1)室外溫度和平壁表面溫度、內(nèi)部任一截面處的溫度都是同一周期的諧波動(dòng)，亦即均可用諧量示：式中

Θe—室外相對(duì)溫度，℃；

Ae—室外溫度波的振幅，℃；

Φe—室外溫度波的初相位，deg；

τe,max—室外溫度出現(xiàn)最高值的時(shí)刻，h。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.2半無(wú)限厚壁諧波熱作用下的傳熱特征諧波熱作用通過(guò)平壁時(shí)的衰減和延遲現(xiàn)象室外相對(duì)溫度第八十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日

平壁外表面溫度2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱半無(wú)限厚壁諧波熱作用下的傳熱特征Θef=Aef·cos(ωτ－Φef)

Φef=ω·τef

,max式中

Θef

—

平壁外表面的相對(duì)溫度，℃；

Aef

—

外表面溫度波的振幅，℃；

Φef

—

外表面溫度波的初相位，deg；

τef

,max

—

外表面溫度出現(xiàn)最高值的時(shí)刻，h。第八十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日平壁內(nèi)表面溫度

式中

Θif—平壁內(nèi)表面的相對(duì)溫度，℃；

Aif—內(nèi)表面溫度波的振幅，℃；

Φif

—內(nèi)表面溫度波的初相位，deg；

τif,max

—內(nèi)表面溫度出現(xiàn)最高值的時(shí)刻，h。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征Θif=Aif·cos(ωτ－Φif)

Φif=ω·τif,max周期均相同！第八十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征

(2)從室外空間到平壁內(nèi)部，溫度波動(dòng)振幅逐漸減小，即Ae＞Aef＞Aif，這種現(xiàn)象叫做溫度波動(dòng)的衰減。

在建筑熱工中，把室外溫度振幅Ae與由外側(cè)溫度諧波熱作用引起的平壁內(nèi)表面溫度振幅Aif之比稱為溫度波的穿透衰減度，今后簡(jiǎn)稱為平壁的總衰減度，用ν0表示，即ν0=Ae/Aif第八十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日地層溫度波動(dòng)-實(shí)例1深度↑,振幅↓等溫層當(dāng)深度足夠大時(shí)，溫度波動(dòng)振幅就衰減到可以忽略不計(jì)的程度，這種深度下的地溫就可認(rèn)為終年保持不變，稱為等溫層。

第八十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日地層溫度波動(dòng)-實(shí)例2深度x(m）00.51.01.52.03.05.01015振幅Ax(℃)1713.911.49.37.65.182.300.300.04最高溫度tmax(℃)30.527.424.922.821.118.715.813.813.54最低溫度tmin(℃)-3.5-0.42.14.25.98.3511.213.213.46地面年最高溫度為30.5℃地面年最低溫度為-3.5℃

地面年平均溫度tm＝13.5℃地面年溫度振幅Aw=±17℃

某地:a=0.617*10-6m2／sT=365*24=8760h第九十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日(3)從室外空間到平壁內(nèi)部，溫度波動(dòng)的相位逐漸向后推延。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征即Φe＜Φef＜Φif，這種現(xiàn)象叫做溫度波動(dòng)的相位延遲，亦即出現(xiàn)最高溫度的時(shí)刻向后推遲。τe,max與為τif

,max，二者之差稱為溫度波穿過(guò)平壁時(shí)的總延遲時(shí)間，用ξo表示，ξo=τif,max－τe

,max總相位延遲為：Φo=Φif–Φe第九十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征ω=360/Zξo=τif,max－τe

,max總延遲時(shí)間：總相位延遲為：Φo=Φif–Φe◆ξo與Φo之間的關(guān)系:

ξo=ZΦo/360式中,Z—溫度波動(dòng)的周期

Φo—總的相位延遲角

第九十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日某地層溫度延遲若已知地表溫度在夏季七月份到達(dá)最高溫度，那么地下深3.2m處要延遲近75天(1800h)后才達(dá)到該層的最高溫度

第九十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征溫度波在傳遞過(guò)程中為什么會(huì)產(chǎn)生衰減和延遲現(xiàn)象？材料的熱容作用和熱阻作用造成的。第九十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆設(shè)想把一勻質(zhì)實(shí)體平壁結(jié)構(gòu)劃分成四個(gè)厚度相同的薄層。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征通過(guò)下圖即可看清熱流是怎樣從溫度已升高的外表面通過(guò)整個(gè)壁體傳遞的過(guò)程?！暨M(jìn)入每一層的熱流使該層的溫度有所提高，為此所用的熱量均貯存于該層內(nèi)，多余的熱量便依次轉(zhuǎn)移至相鄰較冷的層內(nèi)。第九十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆由于在壁體內(nèi)部貯熱的結(jié)果，到達(dá)最內(nèi)層的熱量要比通過(guò)最外層的熱量少，其溫度提高值也小。溫度波衰減的形成

◆由此可見(jiàn)，壁體的任一截面均經(jīng)歷著加熱及冷卻的周期變化過(guò)程。1）內(nèi)表面溫度的波動(dòng)振幅要低于外表面的波動(dòng)振幅；2）內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度的時(shí)間比外表面出現(xiàn)最高溫度的時(shí)間要晚；3）內(nèi)表面與外表面的溫度振幅比，取決于壁體的熱物理性能及厚度，◆當(dāng)壁體的厚度及熱容量增大而材料的導(dǎo)熱系數(shù)降低時(shí)，內(nèi)表面的波動(dòng)振幅就減小，出現(xiàn)最高值的延遲時(shí)間就越長(zhǎng)。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征◆開(kāi)始冷卻時(shí)（即室外溫度達(dá)到最高值），上述的過(guò)程便相反，即出現(xiàn)各層依次冷卻的過(guò)程。有相應(yīng)的物理指標(biāo)

!(下一節(jié))第九十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.3.1諧波熱作用2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征2.3.3諧波熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算2.3.5溫度波在平壁內(nèi)的衰減與延遲計(jì)算2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱第九十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆在穩(wěn)定傳熱中，傳熱量的多少與作用溫差、材料的導(dǎo)熱系數(shù)和結(jié)構(gòu)的傳熱阻密切相關(guān)。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.3諧波熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)◆在諧波熱作用下的周期性傳熱過(guò)程中，則與材料和材料層的蓄熱系數(shù)及材料層的熱惰性有關(guān)。第九十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.3諧波熱作用下材料和維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)周期傳熱中涉及的幾個(gè)主要熱特性指標(biāo)1．材料的蓄熱系數(shù)2．材料層的熱情性指標(biāo)3．材料層表面的蓄熱系數(shù)Quiteimportant!第九十九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日在建筑熱工中，把某一勻質(zhì)半無(wú)限大壁體壁面受到諧波熱作用時(shí)，迎波面(即直接受到外界熱作用的一側(cè)表面)上接受的熱流振幅Aq與該表面的溫度波幅A0之比，稱為材料的蓄熱系數(shù)，用“S”表示，單位是w／(m2·K)。按傳熱學(xué)理論，其計(jì)算式為蓄熱系數(shù)的物理意義

:當(dāng)物體表面溫度波振幅為1K時(shí)，導(dǎo)入物體的熱流密度。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.3諧波熱作用下材料和維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)周期傳熱中涉及的幾個(gè)主要熱特性指標(biāo)概述如下。1．材料的蓄熱系數(shù)式中λ——材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)；

c——材料的比熱容，kJ/(kg·K)；

ρ——材料的干密度，kg/m3。

Z——溫度波動(dòng)周期，h?！糁芷谛宰兓吔鐥l件下，半無(wú)限大物體表面的熱流密度也必然是周期性地從表面導(dǎo)入或?qū)С?。兩個(gè)振幅之比，非兩個(gè)瞬時(shí)值之比第一百頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日

當(dāng)波動(dòng)周期為24小時(shí)，則S24松木=3.6S24混凝土=11.22.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.3諧波熱作用下材料和維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)◆材料的蓄熱系數(shù)是說(shuō)明直接受到熱作用的一側(cè)表面，對(duì)諧波熱作用反應(yīng)的敏感程度的一個(gè)特性指標(biāo)?！粢簿褪钦f(shuō)，如果在同樣的諧波熱作用下，蓄熱系數(shù)S越大，表面溫度波動(dòng)越小。◆在選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料時(shí)，可通過(guò)材料蓄熱系數(shù)的大小來(lái)調(diào)節(jié)溫度波動(dòng)的幅度，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的熱工性能并適應(yīng)房間使用功能特點(diǎn)?！?/p>

s不僅與材料熱物理性能(λ，c和ρ)有關(guān)，還取決于外界熱作用的波動(dòng)周期Z。對(duì)同一種材料來(lái)說(shuō)，熱作用的波動(dòng)周期越長(zhǎng)，材料的蓄熱系數(shù)越小，因此引起壁體表面溫度的波動(dòng)也越大。第一百零一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2．材料層的熱情性指標(biāo)◆溫度波振幅在材料層內(nèi)是逐漸衰減的。這與材料本身有關(guān)。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.3諧波熱作用下材料和維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)有限厚度，半無(wú)限大壁體?D＝R·S式中R—

材料層的熱阻，m2．K／w；

S

—

材料的蓄熱系數(shù)w／(m2．K)?！舨牧蠈拥臒岫栊灾笜?biāo)“D”表征材料層受到波動(dòng)熱作用后，背波面(若波動(dòng)熱作用在外側(cè)，則指其內(nèi)表面)上的溫度波動(dòng)劇烈程度的一個(gè)指標(biāo)（也就是說(shuō)明材料層抵抗溫度波動(dòng)能力的一個(gè)特性指標(biāo)）。它取決于材料層迎波面的抗波能力和波動(dòng)作用傳至背波面時(shí)所受到的阻力有關(guān)。第一百零二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日D=D1+D2+···+

Dn

=

R1S1+R2S2+···+RnSn◆對(duì)多層材料的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，熱惰性指標(biāo)為各材料層熱惰性指標(biāo)之和：如圍護(hù)結(jié)構(gòu)中有空氣間層，由于空氣的蓄熱系數(shù)S為0，該層熱情性指標(biāo)D值也為0?！舨牧蠈拥臒岫栊灾笜?biāo)愈大，說(shuō)明溫度波在其間的衰減愈大,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性越好。溫度波的衰減與材料層的熱惰性指標(biāo)是呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.3諧波熱作用下材料和維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)◆組合材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)12…n12…n第一百零三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日3．材料層表面的蓄熱系數(shù)◆在前面提出了材料蓄熱系數(shù)S的概念（半無(wú)限大物體），但在工程實(shí)踐中遇到的大多是有限厚度的單層平壁或多層平壁，2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.3諧波熱作用下材料和維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)◆在這種情況下，材料層受到周期波動(dòng)的溫度作用時(shí)，其表面溫度的波動(dòng)，不僅與材料本身的熱物理性能有關(guān)，而且與邊界條件有關(guān)，即在沿著溫度波前進(jìn)的方向，與該材料層相接觸的介質(zhì)(另一種材料或空氣)的熱物理性能和散熱條件，對(duì)其表面溫度的波動(dòng)也有影響。◆所以，對(duì)于有限厚度的材料層，在此引進(jìn)了材料表面蓄熱系數(shù)的概念，用“Y”表示，以便與材料蓄熱系數(shù)區(qū)別開(kāi)來(lái)。第一百零四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆舉例，圖中為由四層薄結(jié)構(gòu)（D＜1.0）組成的墻體，在室內(nèi)一側(cè)有波動(dòng)熱作用，則其內(nèi)表面蓄熱。材料層表面蓄熱系數(shù)的計(jì)算

2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.3諧波熱作用下材料和維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)式中R，S，Y分別為各層的熱阻、材料蓄熱系數(shù)、內(nèi)表面蓄熱系數(shù)。αe為外表面換熱系數(shù)?！舯砻嫘顭嵯禂?shù)Y的計(jì)算方法為：依照圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料分層，逐層計(jì)算。系數(shù)Yi的計(jì)算式應(yīng)由近及遠(yuǎn)依次為：

Yi=Y4=(R4S42+Y3)／(1+R4Y3)Y3=(R3S32+Y2)／(1+R3Y2)Y2=(R2S22+Y1)／(1+R2Y1)Y1=(R1S12+αe)／(1+R1αe)Why？室內(nèi)室外編號(hào)是從波動(dòng)熱作用方向的反向編起4321熱室內(nèi)室外迎波面的表面蓄熱系數(shù)第一百零五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆各層表面蓄熱系數(shù)計(jì)算式可以寫(xiě)成以下通用形式：

Yn=(RnSn2+Yn-1)／(1+RnYn-1)

式中n為各結(jié)構(gòu)層的編號(hào)。距周期性熱作用最遠(yuǎn)的值Yn-1用表面換熱系數(shù)α代替。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱◆以上計(jì)算式中各層的編號(hào)是從波動(dòng)熱作用方向的反向編起的。◆另外，如構(gòu)造層中某一層為”厚層”時(shí)，即D≥1.0時(shí)，則該層的Y=S，即該物體可視為半無(wú)限大物體，內(nèi)表面蓄熱系數(shù)可從該層算起，后面各層就可不再計(jì)算。n…21熱室內(nèi)室外◆如何求外表面的表面蓄熱系數(shù)？n…21熱室內(nèi)室外1…2n熱室內(nèi)室外12…n熱室內(nèi)室外第一百零六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.3.1諧波熱作用2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征2.3.3諧波熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算2.3.5溫度波在平壁內(nèi)的衰減與延遲計(jì)算2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱《熱工規(guī)范》中關(guān)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計(jì)（隔熱設(shè)計(jì)）方面，主要是控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度。前幾節(jié)所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)在計(jì)算周期性熱作用下的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度時(shí)，都將會(huì)用到。▼Whatthehellareallthesethingsfor?第一百零七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算周期性熱作用圍護(hù)結(jié)構(gòu)可能一側(cè)或兩側(cè)同時(shí)受到周期波動(dòng)的熱作用。解決這類問(wèn)題，可將綜合過(guò)程分解成幾個(gè)單一過(guò)程，分別進(jìn)行計(jì)算后利用疊加原理，把各個(gè)單一過(guò)程的計(jì)算結(jié)果疊加起來(lái)，即得最終結(jié)果。外側(cè)：內(nèi)側(cè)：考慮最一般的情況：設(shè)平壁兩側(cè)受到的諧波作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計(jì)問(wèn)題中，最關(guān)心的主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度。第一百零八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日(2)在室外諧波熱作用(即相對(duì)溫度Θe)下的周期性傳熱過(guò)程，此時(shí)室內(nèi)一側(cè)氣溫不變動(dòng)，由此引起平壁內(nèi)表面的溫度波動(dòng)，其振幅為Aif,e；雙向諧波熱作用傳熱過(guò)程的分解2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算將雙向諧波熱作用分解成三個(gè)分過(guò)程。(1)在室內(nèi)平均溫度和室外平均溫度作用下的穩(wěn)定傳熱過(guò)程；(3)在室內(nèi)諧波熱作用(即相對(duì)溫度Θi)下的周期性傳熱過(guò)程，此時(shí)室外一側(cè)氣溫不變動(dòng)，由此引起平壁內(nèi)表面的溫度波動(dòng)，其振幅為Aif,i。任務(wù)：求解圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度！+=+第一百零九頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日◆按上述的分解過(guò)程，在雙向諧波熱作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度可按下述步驟進(jìn)行計(jì)算。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算◆穩(wěn)定傳熱的計(jì)算方法已在本章第一節(jié)中闡明。(2)、(3)兩個(gè)過(guò)程同屬一類，只是熱作用方向和振幅大小、波動(dòng)相位不同而已。(1)已知室外平均溫度和室內(nèi)平均溫度，確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的平均溫度。我們關(guān)心的主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度。運(yùn)用熱阻網(wǎng)絡(luò)圖！第一百一十頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日(2)

已知室外溫度波的振幅Ae和初相位Φe，確定在外側(cè)諧波熱作用下所引起的內(nèi)表面溫度波的振幅Aif,e和初相位Φif,e。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算√按衰減倍數(shù)的定義可知：√按相位延遲的定義可知：Φif,e=Φe+Φe-if√在外側(cè)諧波熱作用下所引起的內(nèi)表面溫度諧波為：室外溫度波的貢獻(xiàn)！注意：此式中的衰減度和相位延遲還是未知數(shù)！第一百一十一頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日(3)已知室內(nèi)溫度波的振幅Ai和初相位Φi，確定在內(nèi)側(cè)諧波熱作用下引起的內(nèi)表面溫度波的振幅Aif,i和初相位Φif,i。

2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算室內(nèi)溫度波的貢獻(xiàn)！√按衰減倍數(shù)的定義可知：√按相位延遲的定義可知：Φif,i=Φi+Φi-if√在外側(cè)諧波熱作用下所引起的內(nèi)表面溫度諧波為：注意：此式中的衰減度和相位延遲也是未知數(shù)！第一百一十二頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日參考知識(shí)：

兩個(gè)同方向同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成兩個(gè)同方向同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成后仍為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)—矢量和第一百一十三頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日(4)確定內(nèi)表面溫度合成波的振幅Aif和初相位Φif。

2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算室內(nèi)外溫度波的聯(lián)合貢獻(xiàn)！◆在內(nèi)外諧波同時(shí)的熱作用下實(shí)際的內(nèi)表面溫度諧波，乃是上述兩個(gè)分諧波的合成?！舸_定合成波的振幅和初相位角。◆由于在通常情況下，相位角Φif,e與Φif,i是不等的，亦即兩個(gè)溫度波出現(xiàn)最高值的時(shí)間不一致，所以合成波的振幅Aif不能直接將Aif,e與Aif,i相加而得。為書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)便起見(jiàn)，令A(yù)1=Aif,e,

A2=Aif,i

Φ1=Φif,e,Φ2=Φif,iN=A1sinΦ1+A2sinΦ2M=A1cosΦ1+A2cosΦ2第一百一十四頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日其中α角應(yīng)視Φif所在象限而定，當(dāng)M為(十)，N為(十)，屬第一象限，α=0℃；M為(一)，N為(十)，屬第二象限，α=90℃；M為(一)，N為(一)，屬第三象限,α=180℃；M為(十)，N為(一)，屑第四象限，α=270℃；2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算合成波的初相位為則合成波的振幅為（5）最后計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度?！羧我粫r(shí)刻的內(nèi)表面溫度：

◆則，內(nèi)表面的最高溫度為：注意：此式中的衰減度和相位延遲依然是未知數(shù)！第一百一十五頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日

綜上所述，欲得出在諧波熱作用下平壁內(nèi)表面的溫度，問(wèn)題在于如何計(jì)算衰減度νo和νif以及相位延遲Φe-if和Φi-if

。倘若熱作用是非諧性的周期熱作用，則根據(jù)計(jì)算精度的要求，可將非諧性的室內(nèi)外周期熱作用，分成若干階諧量，針對(duì)各階諧量分別進(jìn)行計(jì)算，最后疊加起來(lái)即得綜合結(jié)果。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算注意：此式中的衰減度和相位延遲依然是未知數(shù)！第一百一十六頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.3.1諧波熱作用2.3.2諧波熱作用下的傳熱特征2.3.3諧波熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)2.3.4諧波熱作用下平壁的傳熱計(jì)算2.3.5溫度波在平壁內(nèi)的衰減與延遲計(jì)算2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱第一百一十七頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日衰減和延遲的精確計(jì)算是很復(fù)雜的，本教程不作具體介紹，只引用什克洛維爾(A·M·Шкдовер)提出的近似計(jì)算法。包含兩部分內(nèi)容：（1）室外溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面時(shí)的衰減倍數(shù)和延遲時(shí)間的計(jì)算（2）室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面時(shí)衰減和延遲計(jì)算

2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.5溫度波在平壁內(nèi)的衰減和延遲計(jì)算第一百一十八頁(yè)，共一百三十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）室外溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面時(shí)的衰減倍數(shù)和延遲時(shí)間的計(jì)算

2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理與計(jì)算

2.3周期性不穩(wěn)定傳熱2.3.5溫度波在平壁內(nèi)的衰減和延遲計(jì)算式中:ΣD——平壁總的熱惰性指標(biāo)，等于各材料層的熱惰性指標(biāo)之和；

S1、S2…——各層材料的蓄熱系數(shù)，w／(m2