为保证建筑物具有良好的室内小气候,降低建筑物的使用能耗,要求材料具有良好的热工性质。通常考虑的热工性质有导热性、热容量。
1)导热性
当材料两侧存在温差时,热量将从温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧,材料这种传导热量的能力称为导热性。材料导热性的大小用导热系数表示。导热系数是指厚度为1m的材料,当两侧温差为1K时,在1s时间内通过1m2面积的热量。用公式表示如下:
式中:λ——材料的导热系数[W/(m·K)];
Q——传递的热量(J);
d——材料的厚度(m);
A——材料的传热面积(m2);
t——传热时间(s);
T2-T1——材料两侧的温差(K)。
材料的导热性与孔隙率大小、孔隙特征等因素有关。孔隙率较大的材料,内部空气较多,由于密闭空气的导热系数很小[λ=0.023W/(m·K)],因此其导热性较差。但如果孔隙粗大,空气会形成对流,材料的导热性反而会增大。材料受潮以后,水分进入孔隙,水的导热系数比空气的导热系数高很多[λ=0.58W/(m·K)],从而使材料的导热性大大增加;材料若受冻,水结成冰,冰的导热系数是水导热系数的四倍,为λ=2.3W/(m·K),材料的导热性将进一步增加。(www.xing528.com)
建筑物要求具有良好的保温隔热性能。保温隔热性和导热性都是指材料传递热量的能力,在工程中常把1/λ称为材料的热阻,用R表示。材料的导热系数越小,其热阻越大,则材料的导热性能越差,其保温隔热性能越好。
2)热容量
材料容纳热量的能力称为热容量,其大小用比热表示。比热是指单位质量的材料,温度每升高或降低1K时所吸收或放出的热量。用公式表示如下:
式中:C——材料的比热[J/(kg·K)];
Q——材料吸收或放出的热量(J);
m——材料的质量(kg);
T2-T1——材料加热或冷却前后的温差(K)。
比热的大小直接反映出材料吸热或放热能力的大小。比热大的材料,能在热流变动或采暖设备供热不均匀时缓和室内的温度波动。不同的材料其比热不同,即使是同种材料,由于物态不同,其比热也不同。
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