2.2.13　材料的导热性

1.影响材料热导率的因素

导热性是指材料传导热量的能力，可用热导率表示。根据热工实验可知，材料传导的热量Q与材料的厚度成反比，与导热面积A、材料两侧的温度差（T1＞T2）、导热时间t成正比。热导率的物理意义是：厚度为1m的材料。当温度改变1K时，在1s时间内通过1m2面积的热量，可表达为下式：

式中：λ——热导率［W/（m·K）］；

T1-T2——材料两侧温差（K）；

d——材料厚度（m）；

A——材料导热面积（m2）；

t——导热时间（s）。

建筑材料热导率的范围在0.023～400W/（m·K）之间，数值变化幅度很大，见表2-5。热导率越小，材料的保温隔热性越强，一般将λ小于0.25W/（m·K）的材料称为绝热材料。

影响材料热导率的因素主要有：

（1）环境的温湿度。因空气、水、冰的热导率依次加大（见表2-5），故保温材料在受潮、受凉后，热导率可加大近100倍。因此，保温材料使用过程中一定要注意防潮防冻。

（2）材料的化学组成和物理结构。一般金属材料的热导率要大于非金属材料，无机材料的热导率大于有机材料，晶体结构材料的热导率大于玻璃体或胶体结构的材料。

（3）孔隙状况。因空气的λ仅为0.024W/（m·K），且材料的热传导方式主要是对流，故材料的孔隙率越高、闭口孔隙越多、孔隙直径越小，则热导率越小。

2.比热容的计算公式

比热容是指单位质量的材料温度升高1K（或降低1K）时所吸收（或放出）的热量，表达式为：

式中：Q——材料吸收（或放出）的热量（J）；

m——材料的质量（g）；

T2-T1——材料受热（或冷却）前后的温度差（K）；

C——材料的比热容［J/（g·K）］。

不同材料的比热容不同，即使是同一种材料，由于所处物态不同，比热容也不同（见表2-5）。例如，从表2-5可以看出，水的比热容为4.18J/（g·K），而结冰后比热容则是2.09J/（g·K）。

材料加热时吸收热量，冷却时放出热量的能力，称为热容量Q。

材料的比热容与材料的质量之积称为材料的热容量值。材料的热容量值对于稳定建筑物内部温度的恒定和冬季施工有很重要的意义。热容量大的材料可缓和室内温度的波动，使其保持恒定。

材料的热导率和热容量是设计建筑物围护结构（墙体、屋盖）进行热工计算时的重要参数，设计时应采用热导率较小、热容量较大的建筑材料，使建筑物保持室内温度的稳定性。同时，热导率也是工业窑炉热工计算和确定冷藏库绝热层厚度时的重要数据。