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​建筑传热的方式

作者:小编 时间:2019-05-27 09:48:01 点击:

建筑物内外热流的传递状况是随发热体(热源)的种类、受热体(房屋)部位及其媒介介质)围护结构的不同情况而变化的。热流的传递称为传热,传热的方式可分为辐射、对流和导热三种方式。

(1)辐射传热辐射传热又称热辐射,是指因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。物体将热能变为辐射能,任何物体,只要温度高于0K,就可不停地向周围空间发出热辐射能,以电磁波的形式在空中传播,当遇到另一物体时,又被全部或部分地吸收而转变为热能。如铸铁散热器采暖通常靠热辐射的形式把热量传递给空气

由于物体具有一定的温度,其表面便发射出电磁波,这种电磁波射至另外物体的表面即转化为热。邻近的两物体,相互发射波长不同的电磁波,高温物体发射的电磁波主力波长较短,低温物体发射的电磁波主力波长较长。两者不断进行热交换,由于物体的热辐射与其表面的热力学温度的四次方称正比,因此温差越大,由高温物体向低温物体转移的热量便越多。人与周围始终存在热交换,冬天靠窗坐时,感觉特别冷;屋顶保温不好,冬冷夏热,均因热交换量加大的缘故。不同的物体向外界辐射放热的能力不同,一般建筑材料,如砖石混凝土、油漆、玻璃,沥青等辐射放热的能力很强,发射率高达0.85~0.95,而有些材料辐射放热的性能可以达到建筑节能的效果

(2)对流传热对流传热是指具有热能的气体或液体在移动过程中进行热交换的传热现象。在采暖房间中,采暖设备周围的空气被加热升温,密度减小,邻近的较冷空气,密度较大,下沉、形成对流传热;在门窗附近,由缝隙进入的冷空气,温度低,密度大,流向下部,热空气则由上部逸出室外;在外墙和外窗内表面温度较低,室内热空气被冷却,密度增大而下降,热空气上升,又被冷却下沉形成对流传热。

对于采暖建筑,当围护结构质量较差时,室外温度越低,则窗与外墙内表面温度也越低,邻近的热空气迅速变冷下沉,散失热量,这种房间,只在采暖设备附近及其上部较暖

外围特别是下部则很冷;当围护结构质量较好时,其内表面温度较高,室温分布较为均匀无急剧的对流传热现象产生,保温节能效果较好。

(3)导热导热是指物体内部的热量由一高温物体直接向另一低温物体转移的现象。这种传热现象是两直接接触的物体质点的热运动所引起的热量传递。一般来说,密实的重质材料,导热性能好,而保温性能差;反之,疏散的轻质材料,导热性能差,而保温性能好。材料的导热性能以热导率表示。

热导率是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1K或1℃,在1h内通过1m2面积传递的热量,单位为W/(m·K)或W/(m·℃)。热导率与材料的组成结构

密度、含水率、温度等因素有关。通常把热导率较低的材料称为保温材料,把热导率在0.05W/(m·K)以下的材料称为高效保温材料。普通混凝土的热导率为1.74W/(m·K),黏土砖砌体为0.81W/(m·K),玻璃棉、岩棉和聚苯乙烯的热导率为0.04~0.05W/(m·K)。

建筑物的传热通常是辐射、对流、导热三种方式同时进行、综合作用的结果。以屋顶某处传热为例,太阳照射到屋顶某处的辐射热,其中20%~30%的热量被反射,

其余一部分热量以导热的方式经屋顶的材料传向室内,另一部分则由屋顶表面向大气辐射,并以对流传热的方式将热量传递给周围的空气。

又如室内传热情况,火炉炉体向周围产生辐射传热,与室内空气发生导热传热,室内空气被加热部分与未加热部分产生对流传热。室内空气温度升高和炉体热辐射作用,使外围结构的温度升高,这种温度较高的室内热量又向温度较低的室外流散,如图2-9所示。

按照传热过程的状态分类可分为稳态传热和非稳态传热。

稳态传热:在传热系统中各点的温度分布不随时间而改变的传热过程。稳态传热时各点的热流量不随时间而变,连续生产过程中的传热多为稳态传热。外窗保温性能测试过程就是按照稳态传热过程的机理实现的。

非稳态传热:传热系统中各点的温度既随位置而变又随时间而变的传热过程。冬季室内外温差变化情况下,墙体、外窗、屋顶等围护结构的传热为非稳态传热