2.4　材料的熱工性質(zhì)

2.4.1　導(dǎo)熱性

當(dāng)材料兩側(cè)面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一側(cè)傳導(dǎo)到另一側(cè)的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率表示，熱導(dǎo)率的計(jì)算式如下：

　　（2-21）

式中　λ——熱導(dǎo)率，W/（m·K）；

δ——材料厚度，m；

Q——傳導(dǎo)的熱量，J；

A——熱傳導(dǎo)面積，m2；

Z——熱傳導(dǎo)時(shí)間，s；

T2-T1——材料兩側(cè)面溫度差，K。

熱導(dǎo)率的物理意義是：當(dāng)材料兩側(cè)面溫度差為1K時(shí)，單位厚度的材料在單位時(shí)間內(nèi)通過單位橫截面積的熱量。幾種常用材料的熱工性能指標(biāo)見表2-3。

材料的熱導(dǎo)率與材料的成分、孔隙構(gòu)造和含水率等因素有關(guān)。由于密閉空氣的熱導(dǎo)率很小[λ=0.025W/（m·K）]，所以材料的孔隙率增大，其熱導(dǎo)率減小。具有密閉孔隙的材料比具有連通孔隙的材料熱導(dǎo)率小。當(dāng)材料吸水、受潮或冰凍后，熱導(dǎo)率將大大提高，所以，在設(shè)計(jì)、安裝絕熱材料時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置防水層、防潮層、隔蒸汽層等，使絕熱材料經(jīng)常處于干燥狀態(tài)，嚴(yán)格防止材料受潮。

2.4.2　熱容量與比熱容

材料在受熱時(shí)吸收熱量、冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。單位質(zhì)量材料溫度升高或降低1K所吸收或放出的熱量為熱容量系數(shù)或比熱容。比熱容的定義及計(jì)算式如下：

　　（2-22）

式中　C——材料的比熱容，J/（g·K）；

Q——材料吸收或放出的熱量，J；

m——材料的質(zhì)量，g；

T2-T1——材料受熱或冷卻前后的溫度差，K。

比熱容與材料質(zhì)量的乘積Cm，稱為材料的熱容量值。它表示材料溫度升高或降低1K所吸收或放出的熱量。材料的熱容量值對(duì)保持建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定有很大的意義，熱容量值較大的材料或部件，能在熱流變動(dòng)或采暖、空調(diào)工作不均衡時(shí)，緩和室內(nèi)的溫度波動(dòng)。

2.4.3　熱阻與傳熱系數(shù)

熱阻是材料層（墻體或其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)）抵抗熱流通過的能力。其定義及計(jì)算式如下：

　　（2-23）

式中　R——材料層熱阻，m2·K/W；

A——材料層厚度，m；

λ——材料的熱導(dǎo)率，W/（m·K）。

為提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫效能，改善建筑物的熱工性能，應(yīng)選用熱導(dǎo)率較小的材料，以增加熱阻，而不宜加大材料層厚度，否則不僅浪費(fèi)材料，而且也將減小有效使用面積。

熱阻的倒數(shù)1/R稱為材料層（墻體或其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)）的傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)是指材料兩面溫度差為1K時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量。