建筑物理四有限厚双向.pptVIP

* 四、有限厚的平壁在简谐作用下的传热 　　对于实际的围护结构,其厚度都是有限的,且受到双向温度波的作用. 　　显然讨论有限厚围护结构受双向温度波作用的问题是更为复杂的问题,但它所涉及到的工程实际问题更具有普遍性. 　　在热工学中,由于我们关心的问题是与室内热环境密切相关的内表面温度状况,因此处理此类问题往往采用便于工程应用的近似方法. 设平壁两侧的温度波分别为： 在这样相对方向的热作用下，平壁内表面温度状态将怎样变化？任一时刻的温度怎样计算？内表面的最高温度和出现的时间怎样确定？ 将整个过程分解为三个分过程，再将三个分过程相加。 得到任一时刻，在双向谐波作用下，内表面的温度为： １)由内外侧平均温度作用下的稳定传热过程:内表面温度平均值 ２)外侧温度波作用下的传热过程:引起内表面温度波动状况 ３)内侧温度波作用下的传热过程:引起内表面温度波动状况 根据振幅衰减度的定义： 式中 —— 室外空气温度的波动振幅； —— 室内空气温度的波动振幅； —— 温度波动过程中由室外空气传至平壁内表面时的振幅总衰减度； —— 温度波动过程中由室内空气传至平壁内表面时的振幅衰减度。 代入前式得： 上式前一项直接用稳定传热的公式计算： 后两项谐波，一般由于两个温度波的相位不同，因此不能直接求出合成波（两个温度波的叠加）的振幅和相位。 　要用谐量分析的方法来计算。在计算的过程中，还必须首先计算出谐波的衰减度 以及相位的延迟 五、温度谐波在有限厚度的平壁内振幅衰减和相位延迟的计算 温度谐波在有限厚度的平壁内的振幅衰减和相位延迟的精确计算是很复杂的，我们在此介绍《民用建筑热工设计规范》采用的近似计算方法。计算结果能满足工程设计的需要。 (1) 室外温度谐波传至平壁内表面时的总衰减度和总相位延迟的计算 室外温度谐波传至平壁内表面时的总衰减度为： 在上式中 ——围护结构的总衰减度 ——平壁总的热惰性指标，等于各材料层的热惰性指标之和； ——由内到外各材料层的蓄热系数；空气间层取S=0； ——由内到外各材料层的外表面蓄热系数； ——分别为平壁内外表面的换热系数。 注意：计算时，材料层的编号应由内向外，逆着温度波的方向，最内为第一层，最外为第n层。 相位的延迟的计算 在建筑热工设计中，习惯用延迟时间 来表示相位延迟 温度谐波由室外空气传到平壁内表面的总延迟时间为： ——总延迟时间，即室外空气温度谐波出现最大值的时间与内表面温度谐波出现最大值的时间差（h）； ——平壁的外表面蓄热系数（W/m2.K） ——平壁的内表面蓄热系数（W/m2.K） 上式没考虑空气间层，若考虑见P38（1－78） （2）室内温度谐波传到平壁内表面时的衰减和延迟的计算 室内空气温度谐波传到平壁内表面时，只通过了空气和内表面一个边界层，因此振幅的衰减和相位的延迟只有一个边界层的影响。 室内空气温度谐波传到平壁内表面时， 衰减度 延迟时间 例题：试计算（1）平壁的总衰减度和总延迟时间（2）内表面的衰减度和延迟时间。平壁结构为0.02m石灰砂浆、0.24m砖砌体 （重）、0.02m水泥砂浆。（夏季） 序号 材料层 d λ R S24 D 1 石灰砂浆 0.02 0.81 0.0247 10.07 0.249 2 砖砌体 0.24 0.81 0.296 10.63 3.146 3 水泥砂浆 0.02 0.93 0.022 11.37 0.250 解：一.查表并计算得各材料层的热物理参数 二、查表知材料层内、外换热系数和换热阻： 三、计算各材料层外表面蓄热系数 D1＜1.0 D2＞1.0 D3＜1.0 四、计算各材料层内表面蓄热系数 由于 D2 1.0 所以 D11.0 五、计算总衰减度和延迟时间 [练习] 试确定图中所示屋顶结构在室外单向谐波作用下的总衰减度和延迟时间。 4 3 2 1 4 — 10mm 沥青油毡 3 — 20mm 水泥砂浆 2— 50mm 加气混凝土（500kg/m3） 1— 80mm 钢筋混凝土板 *