Introduction to Heat Transfer in Buildings pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Morgan & Claypool

作者:Christensen, Jorgen Erik/ Kreith, Frank (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:40

装帧:Pap

isbn号码:9781598293326

丛书系列:

图书标签:

• 建筑热传导
• 热工学
• 建筑物理
• 暖通空调
• 传热学
• 建筑节能
• 热力学
• 建筑设计
• 工程热物理
• 传热计算

建筑传热学导论：室内环境控制的基石 图书名称：《建筑传热学导论》（Introduction to Heat Transfer in Buildings） --- 内容提要： 本书旨在为读者系统地介绍建筑物理学中的核心分支——建筑传热学。我们深知，在现代建筑设计、运行与能效提升的实践中，精确理解和控制建筑围护结构及内部空间的热量传递过程，是实现舒适宜居环境与能源最小化的先决条件。因此，本书从基础的热力学和传热学原理出发，构建了一套全面、深入且高度聚焦于建筑环境应用的理论框架与实用工具集。 本书内容严格围绕建筑体系中的热量传递机制展开，涵盖了三大基本传热模式——传导、对流与辐射——在墙体、屋顶、楼板、门窗以及地下结构中的具体表现、计算方法和影响因素。我们避免冗余地涵盖其他非核心的工程学科内容，确保读者能够集中精力掌握建筑传热学的精髓。 第一部分：基础原理与材料特性 本部分为后续复杂问题的分析奠定坚实的理论基础。我们首先回顾了热力学第一、第二定律在建筑热平衡分析中的应用，并重点阐述了稳态与非稳态热流的概念。 随后的章节深入探讨了建筑材料的热物理特性。这包括但不限于： 1. 导热系数（Thermal Conductivity）与热扩散系数（Thermal Diffusivity）：详细分析不同材料（如混凝土、保温材料、木材、玻璃）的导热性能及其在温度和湿度影响下的变化规律。 2. 热容特性（Heat Capacity）：讲解材料储能能力对室内温度动态响应的重要性，尤其是在周期性气候变化下的表现。 3. 辐射特性：详细介绍材料的发射率（Emissivity）和吸收率（Absorptivity），这些参数直接决定了建筑表面与外部环境及内部热源之间的辐射换热量。 第二部分：热量传递模式的深度剖析 本部分是本书的核心，聚焦于建筑界面和构件中三种基本传热模式的量化分析。 A. 固体传导（Conduction）： 我们对一维、二维乃至三维稳态和非稳态传导问题进行了详尽的数学推导和解析解的讨论。特别关注了热桥效应（Thermal Bridging）的形成机理、计算模型（如线热源法、面热源法）及其对围护结构整体热工性能的显著影响。针对多层复合墙体，本书引入了R值（热阻）和U值（传热系数）的精确计算方法，并讨论了空气间层（Air Cavities）在传导热阻计算中的特殊处理。 B. 表面对流（Convection）： 本书将对流分为自然对流和强迫对流，并着重分析了它们在建筑表面换热中的作用。 1. 室外对流换热：结合风速和边界层理论，推导了建筑外表面与流体（空气）之间的对流换热系数（$h_o$）的经验公式和半经验公式，强调了风速对换热强度的影响。 2. 室内自然对流：详细探讨了室内墙面、楼板与室内空气之间的自然对流，特别是在垂直温差作用下的浮力驱动流动，这对理解室内温度分层至关重要。 C. 辐射换热（Radiation）： 这是建筑传热中最复杂但影响深远的部分。我们深入探讨了黑体辐射定律、灰体辐射，并介绍了形状因子（View Factors）的概念和计算方法。在室内，本书详细分析了不同表面之间的净辐射交换过程，例如，在冬季，内表面向低温外墙和窗户的净辐射损失如何降低人体舒适度，即使空气温度已经达标。对于透明围护结构（玻璃），本书结合其光谱选择性，分析了太阳短波辐射的透过、吸收与二次辐射。 第三部分：动态热响应与瞬态分析 建筑系统是非线性的，且具有显著的蓄热惯性。本部分转向对瞬态热过程的分析。 A. 周期性稳态分析（Periodic Steady State）： 本书使用傅里叶级数和复数温度分析法，精确求解太阳得热和室外气温周期性变化对室内温度的影响。读者将学习如何利用月热质量（Thermal Mass Effect）来评估建筑的移热延迟时间和衰减因子，这是优化自然通风和被动太阳能利用的关键。 B. 瞬态数值方法入门： 对于复杂的几何形状或非均匀材料分布，解析解难以获得。因此，本书介绍了有限差分法（Finite Difference Method）在求解非稳态热传导方程中的应用框架，为读者理解更高级的建筑性能模拟软件的底层逻辑打下基础。 第四部分：建筑构件的热工性能评估 基于前述的传导、对流、辐射的综合应用，本部分聚焦于实际建筑构件的热性能量化。 1. 门窗系统热性能：详细讲解了玻璃单元（Glazing Unit）的U值计算，包括对流、辐射和玻璃导热的累加，并引入了遮阳系数（SC）和太阳得热系数（SHGC）的概念，阐明这些参数如何共同决定窗户的热性能表现。 2. 墙体与屋顶的湿热耦合初步：虽然本书侧重于纯热传递，但我们必须认识到湿度对热工性能的干扰。因此，本书提供了关于水蒸气扩散与潜热传递如何影响材料的有效导热系数的简要介绍和修正方法。 3. 地下传热：针对地下室和地基的热量损失，本书提供了简化模型，考虑了土壤的导热特性和边界条件（如霜冻深度、地下水位）对垂直和水平传热的影响。 目标读者： 本书面向土木工程、建筑环境与设备工程、建筑科学、能源工程等相关专业的本科高年级学生、研究生以及在建筑设计、咨询和运维领域工作的工程师和技术人员。对热力学和基础工程数学有基本了解的读者将能更好地吸收和运用本书内容。 本书特色： 本书的特色在于其极强的工程实用性与理论深度的平衡。书中包含了大量的实例计算和工程图表，直接将复杂的物理定律转化为可操作的建筑设计参数。所有的推导和公式都明确指出了其适用前提和局限性，确保读者在实际应用中能够做出审慎的判断。通过对建筑热环境的系统性、分层级的深入剖析，本书旨在培养读者对建筑热行为的直觉判断力与严谨的定量分析能力，是通往高效、可持续建筑设计道路的必备参考书。

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