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我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中大國(guó),一個(gè)建筑大國(guó),每年新建房屋面積高達(dá)17-18億平方米,超過(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)家每年建成建筑面積的總和。隨著全面建設(shè)小康社會(huì)的逐步推進(jìn),建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展,建筑能耗迅速增長(zhǎng)。所謂建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明、炊事、家用電器、電梯等方面的能耗。其中采暖、空調(diào)能耗約占60%~70%。中國(guó)既有的近400億平方米建筑,僅有1%為節(jié)能建筑,其余無(wú)論從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)還是采暖空調(diào)系統(tǒng)來(lái)衡量,均屬于高耗能建筑。單位面積采暖所耗能源相當(dāng)于緯度相近的發(fā)達(dá)國(guó)家的2~3倍。這是由于中國(guó)的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能差,采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正稱得上“節(jié)能建筑”的還不足1億平方米,建筑耗能總量在中國(guó)能源消費(fèi)總量中的份額已超過(guò)27%,逐漸接近三成。近年來(lái),我國(guó)對(duì)于建筑節(jié)能的規(guī)定越來(lái)越嚴(yán)格,對(duì)于建筑節(jié)能的控制指標(biāo)主要通過(guò)限定建筑的傳熱系數(shù),令其≤某一控制指標(biāo),以此來(lái)達(dá)到保溫、節(jié)能的目標(biāo)。
現(xiàn)實(shí)當(dāng)中,很多設(shè)計(jì)師對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)、傳熱系數(shù)、蓄熱系數(shù)等熱工指標(biāo)的概念理解的不清楚,經(jīng)常混淆?,F(xiàn)將重要性最大的導(dǎo)熱系數(shù)、傳熱系數(shù)的具體意義及其關(guān)系作一解釋說(shuō)明。
導(dǎo)熱系數(shù)(Thermal conductivity)
導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側(cè)表面的溫差為1度(K,°C),在1小時(shí)內(nèi),通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量,用λ表示,單位為瓦/(米·度),W/m·K,(W/m·K,此處的K可用℃代替)。
導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。導(dǎo)熱系數(shù)又被稱作“熱導(dǎo)系數(shù)”或“導(dǎo)熱率”,反映材料熱性能的重要物理量。這個(gè)特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒(méi)有關(guān)系的,只是跟材料本身的成分有關(guān)系。所以同類材料的導(dǎo)熱率都是一樣的,并不會(huì)因?yàn)楹穸炔灰粯佣兓?/span>
熱傳導(dǎo)是熱交換的三種(熱傳導(dǎo),對(duì)流和輻射)基本形式之一。是工程熱物理、材料科學(xué)、固態(tài)物理、能源、環(huán)保等各個(gè)研究領(lǐng)域的課題。材料的導(dǎo)熱機(jī)理在很大程度上取決于它的微觀結(jié)構(gòu)。熱量的傳遞依靠原子、分子圍繞平衡位置的振動(dòng)以及自由電子的遷移。
傳熱系數(shù)(Heat transfer coefficient)
傳熱系數(shù)以往稱總傳熱系數(shù)。國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一定名為傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)K值,是指在穩(wěn)定傳熱條件下,圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1度(K/℃)1小時(shí)內(nèi)通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量,單位是瓦/平方米•度(W/㎡•K)此處K可用℃代替。
傳熱系數(shù)不是描述物質(zhì)物性的物理量,它會(huì)隨著不同的外界條件而發(fā)生變化,例如溫度,流速,流量等,總的說(shuō)來(lái),它是一個(gè)工程上的概念。
由此可見(jiàn),傳熱系數(shù)用來(lái)衡量特定維護(hù)結(jié)構(gòu)(比如某一墻體)的傳熱能力;導(dǎo)熱系數(shù)用于衡量某一特定材料的傳熱能力。
傳熱系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系:
傳熱系數(shù)=[Σ(維護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料熱阻值)]^(-1)
=[Σ(維護(hù)結(jié)構(gòu)各層厚度/導(dǎo)熱系數(shù))]^(-1)