Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 1): Chương 3 - Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội

Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 1) - Chương 3 Truyền nhiệt dao động và tính toán cách nhiệt cho kết cấu bao che theo yêu cầu chống nóng, cung cấp cho người học những kiến thức như: Các thông số chủ yếu trong tính toán truyền nhiệt dao động; tính nhiệt lượng truyền qua kết cấu và nhiệt độ bề mặt kết cấu; giải pháp cách nhiệt chống nóng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 1): Chương 3 - Trường ĐH Kiến trúc Hà NộiCHƢƠNG 3. TRUYỀN NHIỆT DAO ĐỘNG VÀ TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CHO KẾT CẤUBAO CHE THEO YÊU CẦU CHỐNG NÓNG 3.1. KHÁI NIỆM 3.1.1. HIỆN TƢỢNG Mùa hè, mặt ngoài công trình chịu tác động bởi: - Bức xạ mặt trời (J). - Nhiệt độ không khí ngoài nhà (tn).>>> Có thể hợp nhất chúng thành nhiệt độ tổng ( ttổng ) tác dụng ngoài nhà. 3.1.1. HIỆN TƢỢNG (Cont) Do J và tn dao động chu kz T = 24h nên ttổng cũng dao động cùng chu kz T = 24h .Dao động của nhiệt độ tổng ngoài nhà. 3.1.1. HIỆN TƢỢNG (Cont)Do kết cấu có khả năng hàm nhiệt nhấtđịnh → khi ttổng dao động trong lòng kếtcấu, thì : • Biên độ sẽ nhỏ dần • Thời gian lệch pha sẽ lớn dần khi vào sâu trong lòng kết cấu.Đặc tính ngăn cách luồng nhiệt dao độngcủa kết cấu được đặc trưng bởi: • Chỉ tiêu nhiệt quán tính D • Hệ số hàm nhiệt bề mặt Y của kết cấu. 3.1.2. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU TRONG TÍNH TOÁN TRUYỀN NHIỆT DAO ĐỘNG3.1.2.1. NHIỆT ĐỘ TỔNG. ttổng = tn + ttđ (˚C) ttd = ρ.J / αn (˚C): nhiệt độ tương đương do bức xạ mặt trời gây ra trên bề mặt công trình. J: Tổng xạ tác dụng lên bề mặt c.trình. ρ: Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của bề mặt kết cấu. Phụ thuộc vào: - Vật liệu  Biên độ nhiệt độ tổng: - Trạng thái Attổng = ttổng max - ttổng tb - Màu sắc - Bề mặt kết cấu.3.1.2. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU TRONG TÍNH TOÁN TRUYỀN NHIỆT DAO ĐỘNG3.1.2.2. HỆ SỐ TẮT DẦN (γo): là độ nhỏ dầncủa biên độ dao động khi truyền tới mặttrong kết cấu. γo = At tổng / AƮt , (lần)At tổng : Biên độ dao động nhiệt độ tổng.A Ʈ t : Biên độ dao động nhiệt độ mặt trong.3.1.2.3. ĐỘ TRỄ DAO ĐỘNG (Thời gianchậm) (ζo): là thời gian lệch pha giữalúc xuất hiện Ʈ t max hoặc Ʈ t min so với lúcxuất hiện ttổng max hoặc ttổng min ζo = ZƮ t max – Zt tổng max , (giờ)ZƮ t max : Thời điểm xuất hiện nhiệt độ mặttrong cực đại.Zt tổng max : Thời điểm xuất hiện nhiệt độ tổngcực đại.3.1.2. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU TRONG TÍNH TOÁN TRUYỀN NHIỆT DAO ĐỘNG3.1.2.4. CHỈ TIÊU NHIỆT QUÁN TÍNH D CỦA KẾT CẤU Kết cấu một lớp : D = R.SVới: • R (m2.h.oC/kcal) : Nhiệt trở của kết cấu. •S= 2πcλγ /T ,(Kcal/m2.h.oC): Hệ số hàm nhiệt cuả lớp kết cấu. Trong đó: T (h): chu kz dao động. Kết cấu có nhiều mảng vật liệu khác nhau, cần tính: Dtb = Rtb .Stb Rtb = δ / λtb λtb = Σ λi . Fi / ΣFi ; Fi = ai .l Stb = Σ Si . Fi / ΣfiKết cấu nhiều lớp : D = Σ Di • i : Lớp vật liệu thứ i của kết cấu. Kết cấu dày về nhiệt : ΣD >=1 Kết cấu mỏng về nhiệt : ΣD < 1 3.1.2. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU TRONG TÍNH TOÁN TRUYỀN NHIỆT DAO ĐỘNG3.1.2.5. HỆ SỐ HÀM NHIỆT BỀ MẶT KẾT CẤU: (Y) Y= Aq / Aԏ ( Kcal/m2.h.oC) là nhiệt lượng thu vào hoặc phát ra trên 1 đơn vị diện tích, trong 1 đơn vị thời gian khi nhiệt độ bề mặt dao động 1 0C. - Y càng lớn, thì Aԏ càng nhỏ, kết cấu ổn định nhiệt tốt. - Yi phụ thuộc Si của bản thân lớp vật liệu i và còn phụ thuộc Y lớp sau nó (Yi+1)*Tính Y các lớp phân 2 loại : kết cấu mỏng về nhiệt D=1 Tuần tự từ trong ra ngoài theo công thức tổng quát như sau: R .S  Y 2 Yi  i i i1 1  Ri .Yi1 - Kết cấu mỏng về nhiệt (ΣD < 1) thì tính Y tuần tự như công thức trên. n 1  D 1 - Kết cấu dày về nhiệt (ΣD >= 1) thì trong lòng kết cấu tồn tại lớp n mà: 1 n  Yn  S n  D 1 1 3.1.3. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KHÁCTính ttổng (ttổng tb ; ttổng max ;Attổng tb ) : t tông tb t n tb t td tb ...