建筑物理复习（建筑热工学） - 图文(2)

建筑热工学中，把室外温度振幅Ae与由外侧温度谐波热作用引起的平壁内表面温度振幅之比称为温度波的穿透衰减度，也称为平壁的衰减倍数，用?0表示：?0?Ae。 Aif（3）从室外空间到平壁内部，温度波动的相位逐渐向后推延，即?e??ef??if。

温度波穿过平壁的总延迟时间：?0??if,max??e,max 总的延迟相位：?0??if??e 温度波的衰减和延迟是材料的热容量和热阻的共同作用造成的——壁体的热惰性。衰减和滞后的程度取决于围护结构的蓄热能力。 ②谐波热作用下材料和围护结构的热特性指标 (1)材料的蓄热系数

S?AqA0?2??c? Z意义：半无限厚物体在谐波热作用下，表面对热作用的敏感程度。材料蓄热系数越大，其表面温度波动越小。密度大的重型材料或结构蓄热性能好、热稳定性好。

当围护结构中某层是由几种材料组合时，该层的平均蓄热系数应按下式计算：

S?S1F1?S2F2?F1?F2??SnFn Fn(2)材料层的热惰性指标:

表征材料层受到波动热作用后，背波面上温度波动剧烈程度的一个指标，也是说明材料层抵抗温度波动能力的一个特性指标，用D表示。其大小取决于材料层迎波面的抗波能力和波动作用传至背波面时所受到阻力。

?D?R1S1?R2S2?RnSn?D1?D2??Dn 注：①如围护结构中有空气间层，由于空气的蓄热力系数S为0，该层热惰性指标D值为0。 ②如围护结构中某层是由几种材料组合时，D?RS ③D越大，说明温度波在其间的衰减越快，围护结构的热稳定越好。

③材料层表面的蓄热系数

它与材料蓄热系数的物理意义是相同的，一般两者在数值上也可视为相等。

计算方法：沿着与热流相反的方向，依照围护结构的材料分层，逐层计算（如图）。 各层内表面蓄热系数计算式采用如下通式：

2RnSn?Yn?1Yn? 1?RnYn?1注：如某层厚度较大（D?1.0），则该层的Y?S，内表面的蓄热可从该层算起，后面各层就可不再计算。

6.建筑隔热设计控制指标计算

①隔热设计标准：房间在自然通风情况下，建筑物的屋顶和东、西外墙的内表面最高温度，应满足下式要求： 内表面最高温度?i?max直接反映围护结构的隔热性能，关系着人体辐射散热。

?i?max②室外综合温度：围护结构隔热主要隔的是室外综合温度。围护结构外表面受到3种不

内表面最同方式热作用： 高温度1．太阳短波辐射；2．室外空气换热；3．围护结构外表面有效长波辐射的自然散热。 可将三者对外围护的共同作用综合成一个单一的室外气象参数——“室外综合温度”tsa：

?i?max?te?max te?max?e?max夏季室外计算温度最高值tsa?te??sI?e?t1r 6

?s——围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数（表2-8）

；

——外表面有效长波辐射温度，粗略计算可取：屋面——3.5℃，外墙——1.80℃。 （注：一般围护结构隔热设计中仅考虑前两项） 式中

I——太阳辐射强度； t1r?sI。表示围护结构外表面所吸收的太阳辐射

?e值又叫做太阳辐射的“等效高温”或“当量温度”

热对室外热作用提高的程度。它对室外综合温度影响很大。

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第三章 建筑保温与节能

1. 围护结构的保温构造类型

保温构造分类：单设保温层、封闭空气间层、保温与承重合二为一、混合型构造。 ①单设保温层

用导热系数很小的材料做保温层而起保温作用。由于不要求保温承重，选择的灵活性较大。 ②封闭空气间层

围护结构中的空气层厚度，一般以4~5厘米为宜。间层表面最好采用强反射材料（如铝箔）。 为了提高反射材料的耐久性，还应采取涂塑处理等保护措施。 ③保温与承重相结合

材料的导热系数小，机械强度满足承重要求。

保温与承重相结合：空心板、空心砌块、轻质实心砌块等，既能载重又能保温。 ④混合型构造

当单独用某一种方式不能满足保温要求，或为达到保温要求而造成技术经济上不合理时，采用复合构造。例如，既有实体保温层，又有空气层和承重层的外墙或屋顶结构。

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第四章 建筑围护结构的传湿与防潮

1.建筑围护结构的传湿

①等温吸湿曲线：呈“S”型，显示材料的吸湿机理分三种状态： 低湿度时为单分子吸湿；中湿度时为多分子吸湿；高湿度时为毛细吸湿。 可见，材料中的水分主要以液态形式存在。

材料的吸湿湿度在相对湿度相同的条件下，随温度的降低而增加 ②围护结构中的水分转移： (1)水分转移的动力：

当材料内部存在压力差（分压力或总压力）、湿度（材料含湿量）差和温度差时，均能引发材料内部所含水分的迁移。

(2)材料中包含的水分可以三种状态存在：气态（水蒸气）、液态（液态水）和固态（冰）。 (3)材料内部可迁移的水的两种状态：

1.以气态的扩散方式迁移； 2.以液态水分的毛细渗透方式迁移。 (4)稳态下水蒸气渗透过程的计算（与稳定传热的计算方法完全相似）： 如图：在稳态条件下通过围护结构的水蒸气渗透量（渗透强度），与室

内外的水蒸气分压力差成正比，与渗透过程中受到的阻力成反比：

??1(Pi?Pe) （1） H0 ?——水蒸气渗透强度，g/（m2.h）； （m2.h.Pa）/g； H0——围护结构的总水蒸气渗透阻，

Pi——室内空气的水蒸气分压力，Pa；

Pe——室外空气的水蒸气分压力，Pa。

围护结构的总水蒸气渗透阻按下式确定： H0?H1?H2?H3?......?式中，dm——任一分层的厚度；

。水蒸气的渗透系数是1m厚的物体，两侧?m——任一分层材料的水蒸气渗透系数g/（m.h.Pa）

水蒸气分压力差为1Pa，1h内通过1m2面积渗透的水蒸气量。

意义：水蒸气的渗透系数?表明了材料的透气能力，与材料的密实程度有关，材料的孔隙率越大，透气

性就越强。

水蒸气的渗透阻H是围护结构或某一材料层，两侧水蒸气分压力差为1Pa，通过1m2面积渗透1g水蒸

气所需要的时间。

注：由于围护结构内（外）表面的湿转移阻Hi（He），与结构材料层的蒸汽渗透阻本身相比是很微小

的，所以在计算总的蒸汽渗透阻时可以忽略不计。这样围护结构内外表面的水蒸气分压力可以近似

取为Pi和Pe。围护结构内任一层内界面的水蒸气分压力可由下式计算：

d1?1?d2?2?d3?3?......?dm?m （2）

Hi??HjPm?Pi?j?1m?1?H(Pi?Pe)?Pi?j?1m?1jH0H0(Pi?Pe) （其中m=2,3,4……n） （3）

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式中，

?Hj?1m?1j——从室内一侧算起，由第一层至第m-1层的水蒸气渗透阻之和。

③围护结构内部冷凝的检验:

冷凝危害：

①当水蒸气接触结构表面时，若表面温度低于露点温度，水汽会在表面冷凝成水。表面冷凝水将有碍室内卫生，某些情况下还将直接影响生产和房间的使用。

②水蒸气通过围护结构时，在结构内部材料的孔隙中冷凝成水珠或冻结成冰，这种内部冷凝现象危害更大，是一种看不见的隐患。

③内部出现冷凝水，会使保温材料受潮，材料受潮后，导热系数增大，保温能力降低；此外，由于内部冷凝水的冻融交替作用，抗冻性差的保温材料便遭到破坏，从而降低结构的使用质量和耐久性。 辨别围护结构内部是否会出现冷凝现象，可按以下步骤进行： (1)根据室内外空气的温湿度（t和?），确定水蒸气分压力Pi和Pe，然后按照上节（3）式计算围护结构各

层的水蒸气分压力，并作出“P”分布线。对于采暖房屋，设计中取当地采暖期的室外空气平均温度

和平均相对湿度作为室外计算参数。

(2)根据室内外空气温度ti和te，确定各层温度，并按照附录2作出相应的饱和水蒸气分压力“Ps”的分布线。

(3)根据“P”和“Ps”线是否相交来判断围护结构内部是否出现冷凝现象，如图。

注：实践和理论表明，在水蒸气渗透的途径中，如材料的水蒸气渗透系数出现由大变小的界面，因水蒸气至此遇到较大的阻力，最易发生冷凝现象，习惯上把这个最易出现冷凝，而且凝结最严重的界面，称为围护结构内部的“冷凝界面”。 冷凝强度：当出现内部冷凝时，冷凝界面处的水蒸气分压力已经达到该界面温度下的饱和水蒸气分压力Ps,c。

设由水蒸气分压力较高一侧空气进到冷凝界面的水蒸气渗透强度为?1，从界面渗透分压力较低一侧空气的水蒸气渗透强度为?2，两者之差即是界面处的冷凝强度?c，如图。

?c??1??2?2.建筑围护结构的防潮

PA?Ps,cH0,i?Ps,c?PBH0,e ①防止和控制表面冷凝

一、正常湿度的采暖房间

尽可能使围护结构内表面附近的气流畅通，家具，壁柜等不宜紧靠外墙；

供热设备放热不均，引起围护结构内表面温度波动，出现周期性冷凝时，应该在围护结构内表面采用蓄热特性系数较大材料。

二、高湿房间（一般指冬季相对湿度高于75%的房间）

间歇性高湿条件的房屋，内表面设防水层（SWA高吸水树脂）；

连续性高湿条件房屋，设置吊顶将水引走；加强屋顶内表面附近通风。

三、防止地面泛潮

②防止和控制内部冷凝

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