1、建築材料熱的性質,融点一定圧力下固相液相熱力学的平衡共存温度純物質:一定温度、融点凝固点混合物質:融点組成変化融解相転移、相構造変化比熱融点以下温度:結晶比熱融点以上温度:液体比熱,建築材料熱的性質,融点,建築材料熱的性質,転移点融点以下固体状態、相転移起性質急激変化物質固有温度非晶質合金高分子非晶質、一部結晶質含非晶質物質転移点低温:固体状態挙動転移点高温:過冷液体挙動類:220350K:240390K,建築材料熱的性質,転移点,建築材料熱的性質,比熱単位質量物質温度単位温度上昇必要熱量定圧比熱圧力一定保熱加比熱定積比熱体積一定保熱加比熱定圧比熱定積比熱差固体液体数%,建築材料熱的性質,伝熱
2、(熱移動)伝導物質移動熱伝現象絶縁体物質接場合高温側激格子振動低温側伝熱移動金属伝導電子熱移動重要役割輻射物質熱電磁波放射、離存在他物質受取再熱現象対流(熱伝達)熱持物質密度差流動場所移動際、熱移動現象液体気体関与,建築材料熱的性質,熱伝導熱流速x方向単位時間単位断面積通過熱量(J)定常状態場合(第法則)T/x:温度勾配、:熱伝導率熱保存則領域蓄積熱量(流入熱量)(流出熱量)第法則(非定常状態温度時間位置関係):密度、C:比熱、a:熱拡散率,J,建築材料熱的性質,建築材料熱的性質,対流(熱伝達)物質表面周囲空気熱移動材料表面空気対流熱移動量:対流熱伝達率材料固有値影響因子材料表面形状寸法周囲気
3、流特性(屋外風向風速) Ts:材料表面温度Ta:周囲空気温度,J,建築材料熱的性質,熱貫流熱貫流抵抗ri, ro:熱伝達抵抗(=1/)rk:熱伝導抵抗(=1/a),建築材料熱的性質,輻射伝熱物体表面(温度T)単位面積単位時間射出輻射熱:材料放射率(01):定数(=5.6710-8 kcal/(h m2 K4))T:黒体絶対温度(=273+),建築材料熱的性質,輻射伝熱相対物体間差引伝熱量相互輻射熱差高温平面材料 低温平面材料放射伝達熱量12:材料材料有効放射率S:材料面積,建築材料熱的性質,輻射伝熱入射+=1吸収:透過:反射:吸収率吸収入射黒体:吸収率=1物体非金属:吸収率=0.750.95,
4、建築材料熱的性質,熱膨張温度上昇伴平均原子間距離増加材料膨張現象L:温度長dL:温度dT変化長変化分:線膨張係数、温度関数等方性材料:体積膨張=3線膨張異方性材料:方向線膨張係数異合金:膨張示、炭素繊維:特定方向負線膨張係数,建築材料熱的性質,熱応力熱膨張変形拘束場合線膨張係数異複数構成物質複合材料単相均質材料変形拘束場合:熱応力=0熱変形拘束場合温度dT上昇長L0棒:L0L0(1+dT)L0長拘束:-L0dT圧縮、熱応力=EdT複合材料場合作製使用過程温度変化残留応力発生,建築材料熱的性質,熱応力,建築材料熱的性質,熱応力,建築材料熱的性質,熱的性質基材料選択熱伝導支配的場合定常状態熱伝導率
5、大熱流速大非定常状態熱拡散率大速熱伝熱流進距離熱流厚s壁裏面伝時間(C:比熱)断熱材定常状態熱伝導率小発泡材(発泡)有利非定常状態熱拡散率小(塩化)有利,建築材料熱的性質,熱的性質基材料選択熱伝導支配的場合,建築材料熱的性質,熱的性質基材料選択熱容量支配的場合蓄熱量考慮場合物体温度上昇必要熱量()指標実際蓄熱材昼間蓄熱太陽熱夜間暖房取出時間t間蓄熱量間熱流進距離()装置大対応a大蓄熱材不向装置寸法1m、蓄熱時間12時間場合:a10-610-5m2/s/a1/2大、a大優位、岩石、氷(融解潜熱加算有効),建築材料熱的性質,熱的性質基材料選択熱応力()支配的場合材料(強度)耐温度上昇石英:1000、:200、:40鋼:200、:300、:70非定常状態場合、熱伝導率関与熱膨張率大、熱伝導率低場合:熱応力大、高強度不利熱疲労温度変動受塑性変形繰返、低疲労類似機構破壊線膨張係数異構成材料複合材料線膨張係数差材料間剥離亀裂線膨張係数合工夫必要,