二、周期性不穩(wěn)定傳熱

　�、逯芷谛圆环�(wěn)定傳熱

　　當(dāng)外界熱作用(氣溫和太陽(yáng)輻射)隨時(shí)間呈現(xiàn)周期性變化時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的傳熱過(guò)程為周期性不穩(wěn)定傳熱。

　�、婧�(jiǎn)諧熱作用(見(jiàn)圖l4—8)

　　簡(jiǎn)諧熱作用指當(dāng)溫度隨時(shí)問(wèn)的正弦(或余弦)函數(shù)作規(guī)則變化時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受到的熱作用。一般用余弦函數(shù)表示。

　�、缦鄬�(duì)溫度：相對(duì)于某一基準(zhǔn)溫度的溫度，單位為K或℃。

　　㈣平壁在簡(jiǎn)諧熱作用下的傳熱特征

　　平壁在簡(jiǎn)諧熱作用下的三個(gè)基本傳熱特征：

　　1.室外溫度、平壁表面溫度和內(nèi)部任一截面處的溫度都是同一周期的簡(jiǎn)諧波動(dòng)。

　　2.從室外空間到平壁內(nèi)部，溫度波動(dòng)的振幅逐漸減小，這種現(xiàn)象叫做溫度波的衰減。

　　3.從室外空間到平壁內(nèi)部，溫度波動(dòng)的相位逐漸向后推進(jìn)，這種現(xiàn)象叫溫度波的相位延遲�；蛘哒f(shuō)溫度波出現(xiàn)最高溫度的時(shí)間向后推遲。

　　溫度波在傳遞過(guò)程中出現(xiàn)的衰減和延遲現(xiàn)象，是由于在平壁升溫和降溫的過(guò)程中，材料的熱容作用和熱量傳遞中材料層的熱阻作用造成的。

　�、楹�(jiǎn)諧熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)

　　1.材料的蓄熱系數(shù)S

　　材料的蓄熱系數(shù)：當(dāng)某一均質(zhì)半無(wú)限大物體一側(cè)受到簡(jiǎn)諧熱作用時(shí)，迎波面(受到熱作用的一側(cè)表面)上接受的熱流振幅與該表面溫度波動(dòng)的振幅比。它是表示半無(wú)限大物體在簡(jiǎn)諧熱作用下，直接受到熱作用的一側(cè)表面，對(duì)諧波熱作用敏感程度的一個(gè)特性指標(biāo)。在同樣的周期性熱作用下，材料的蓄熱系數(shù)越大，表面溫度波動(dòng)越小，反之波動(dòng)越大。

　　通常建筑材料的S值為熱作用周期為24小時(shí)的蓄熱系數(shù)，用S24表示。

　　2.材料層的熱惰性指標(biāo)D

　　材料層的熱惰性指標(biāo)：表示具有一定厚度的材料層受到波動(dòng)熱作用后，波動(dòng)劇烈程度的一個(gè)指標(biāo)，它表明了材料層抵抗溫度波動(dòng)的能力。表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)周期性溫度波在其內(nèi)部衰減快慢程度。

　�、啪�質(zhì)材料層的熱惰性指標(biāo)

　　1)單層結(jié)構(gòu)

　　2)多層結(jié)構(gòu)：由多層材料構(gòu)成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)為各層材料熱惰性指標(biāo)之和。

　�、平M合壁的熱惰性指標(biāo)

　　組合壁的熱惰性指標(biāo)由平均熱阻和平均蓄熱系數(shù)確定。

　　3.材料層表面的蓄熱系數(shù)

　　對(duì)有限厚度的單層或多層平壁，當(dāng)材料層受到周期波動(dòng)的熱作用時(shí)，其表面的溫度波動(dòng)，不僅與本層材料的蓄熱系數(shù)有關(guān)，還與邊界條件有關(guān)，即在順著溫度波前進(jìn)的方向，其后與該材料層接觸的另一種材料的熱阻、蓄熱系數(shù)或表面的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)有關(guān)。為此，對(duì)有限厚度的材料層，使用材料層表面的蓄熱系數(shù)表示各材料層界面處熱流的振幅與表面溫度波的振幅比，從本質(zhì)上說(shuō)，材料層表面的蓄熱系數(shù)的定義與材料的蓄熱系數(shù)的定義是相同的。

　　當(dāng)某層材料的熱惰性指標(biāo)D≥1時(shí)，材料層表面的蓄熱系數(shù)可近似按該層材料的蓄熱系數(shù)取值，即Y=S。

　�、隃囟炔ǖ恼穹�衰減和相位延遲

　　1.室外溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的總衰減度和總相位延遲

　�、趴偹�減度(總衰減倍數(shù))γ0

　　總衰減度：室外溫度諧波的振幅與由其引起的平壁內(nèi)表面溫度諧波的振幅比。

　　⑵總相位延遲φe-if

　　總相位延遲：在室外溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位與室外溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位差。

　�、强傃舆t時(shí)間ζ0

　　總延遲時(shí)間：在室外溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間與室外溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間差。在建筑熱工設(shè)計(jì)中，更習(xí)慣于用總延遲時(shí)間評(píng)價(jià)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性。

　　2.室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度和相位延遲

　　⑴室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度γi

　　室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度：室內(nèi)空氣溫度諧波的振幅與由其引起的平壁內(nèi)表面溫度諧波的振幅比。

　�、剖覂�(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的相位延遲φi-if

　　室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的相位延遲：在室內(nèi)溫度諧波的作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位與室內(nèi)溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位差。

　�、鞘覂�(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的延遲時(shí)間ζif

　　室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的延遲時(shí)間：在室內(nèi)溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間與室內(nèi)溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間差。該延遲時(shí)間與相位延遲的關(guān)系為：

　　當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)完成后，即可根據(jù)組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)各材料層的厚度、材料的熱阻、材料的蓄熱系數(shù)計(jì)算出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的衰減度、相位延遲和延遲時(shí)間。