表面狀態這個條件與導熱無關;
表面粗糙度對對流換熱稍有影響,但在實用上也可略而不計。然而,材質的表面狀態對
輻射率的影響卻頗大。當使用輻射率小而又光滑的
鋁箔等材料時,有效輻射常數將變小,輻射換熱量也就減少。
可見,空氣間層的傳熱甚為復雜。特別是在現場施工的空氣間層,其密閉程度在數值上很難掌握。關于空氣間層的熱阻,過去人們曾一度認為它的效果非常好,所以,即使在現場施工的空氣間層也采用了密閉條件下的有關數值。然而正象雙層玻璃那樣,除了在工廠預制成完全密閉者外,一般若是在現場施工,又沒有使用
鋁箔之類的材料,那么,實效與預期效果間差異是很大的。
2.1 空氣間層的對流
對流換熱是指流體各微分子作相對位移而傳遞熱量的方式。按促成流體產生對流的原因,可分為“自然對流”和“受迫對流”。
自然對流是由于流體冷熱部分的
密度不同而引起的流動。空氣的自然對流當空氣溫度愈高其密度愈小,如0℃時的干
空氣密度為1.342㎏/m
3 ,20℃時的干空
氣密度為1.205㎏/m
3 。當環境中存在空氣溫度差時,低溫、密度大的空氣與高溫、密度小的空氣之間形成壓力差,稱為“
熱壓”,空氣產生自然對流。例如,當室內氣溫高于室外時,室外密度大的冷空氣將從房間下部開口處流入室內,室內密度較小的熱空氣則從上部開口處排開,形成空氣的自然對流。在非透明幕墻的空氣間層,既通氣層中也如此,這種作用在開放式構造中尤其明顯。熱壓愈大,空氣流動的速度愈快。
受迫對流是由于外力作用(如風吹、泵壓等)而迫使流體產生對流。對流速度取決于外力的大小,外力愈大,對流愈強。
表面對流轉換是指在空氣溫度與物體表面的溫度不等時,由于空氣沿壁面流動而是表面與空氣之間所產生的
熱交換。其換熱量的多少除與溫度差成正比外,還與熱流方向(從上到下、從下到上或水平方向)、氣流速度及物體表面狀況(形狀、粗糙程度)等因素有關。
ac不是一個固定不變的常數,而是一個取決于許多因素的物理量。對于非透明幕墻的空氣間層內兩側的表面則需要考慮的因素有:氣流狀況(自然在流還是受迫對流),壁面所處位置(是垂直的,水平的,或是傾斜的),表面狀況(是否有利于空氣流動),熱的傳遞方向(由下而上還是由上而下)等。由于對ac影響因素很多,目前ac值多是由模型試驗結果用數理統計方法得出的計算式。現推薦以下公式在垂直空氣間層計算時參考:
① 垂直平壁自然對流時
② 受迫對流時
對于受到風力作用的壁面,同時也要考慮受到自然對流作用的影響;對于一般中等粗糙度的平面,受迫對流的表面對流換熱系數可近似按以下公式計算
2.2 空氣間層的輻射
凡溫度高于絕對零度的物體,都可以同時發射和接受熱輻射。從理論上說,物體熱輻射的電磁波波長可以包括電磁波的整個波譜范圍,然而在一般所遇到的物體的溫度范圍內,有實際意義的熱輻射波長在波譜的0.38~1000μm之間,而且大部分能量位于紅外線區段的0.76~20μm范圍內。紅外線又有近紅外和遠紅外。但因兩者的物理作用沒有本質的差異,這種區分的界限并無統一的規定。
一個物體對外來的入射輻射可以有反射、吸收和透過三種情況,它們與入射輻射的比值分別叫做物體的反射系數(又稱反射率) 、吸收系數(又稱吸收率) 和透射因數(又稱透射率) 。以入射輻射為1,則有如下關系式=1(公式5)
由于多數不透明的物體的透射因數 ,則對不透明物體上式可寫在=1 (公式6)
為了便于說明,在理論上將對外來輻射全吸收的物體( =1)稱為黑體;對外來輻射全反射的物體( =1)稱為白體;對外來輻射全透過的物體( =1)稱透明體。但在自然界中沒有理論上所定義的絕對的黑體、白體或透明體,自然界中的不透明物體多數介于黑體與白體之間,近似稱為灰體。表2 為建筑幕墻常用材料的輻射系數。
上一頁12345678下一頁