在房屋的某些部位常设置空气间层。空气间层内,导热、对流、辐射三种传热方式并存,但主要是空气间层内部的对流换热及间层两侧界面间的辐射换热,如图2-10所示。影响空气间层传热的因素有以下几点:①空气间层的厚度;②热流的方向;③空气间层的密闭程度;④空气间层两侧的表面温度;⑤空气间层两侧的表面状态。

空气间层的厚度加大,则空气的对流增强,当厚度达到某种程度之后,对流增强与热绝缘系数增大的效果相互抵消。因此,当空气间层厚度在1cm以上时,即使再增加厚度,其热绝缘系数或导热几乎不变。空气间层厚度在2~20cm之间,热绝缘系数变化很小。一般0.5cm以下的空气间层内,几乎不产生对流。

热流方向对对流影响很大。热流朝上时,它将产生所谓环形细胞状态的空气对流,其传热也最大。在同一条件下,水平空气间层热流朝下时,传热最小。垂直的空气间层则介于两者之间。

在施工现场制作的空气间层,密闭程度各不相同。有些空间间层存在缝隙,室内外空气直接侵入,传热量增大。

两侧表面温度对间层传热影响很大,当两表面温差较大时,会增强对流且使辐射传热量增大。表面粗糙程度对对流换热稍有影响,但在实际应用中可略而不计。然而,材质的表面状态对辐射率的影响却颇大。当使用辐射率小而又光滑的铝箔等材料时,有效辐射常数将变小,辐射传热量也就减少。

辐射传热量在空气间层的传热中所占比例较大,在内部使用铝箔等反射辐射效果好的材料或者在空气间层的低温侧设绝热材料,均可使空气间层的辐射传热量大幅度地减少。寒冷地区在空气间层的上下端,以软质泡沫塑料或纤维类绝热材料为填塞物作为气密封条,以确保空气间层的绝热效果。温暖地区,空气间层适当通气,可将室内水蒸气排向室外,从而可以防止因内部结露所造成的基层或柱子等的腐蚀。

对空气间层传热影响最大的首先是空气间层的密闭程度,其次便是热流方向、两侧温差有无绝热材料及其布置位置,以及形成空气间层的材料性质、辐射率和空气间层的厚度等人们常常以为混凝土梁或柱本身的厚度已完全满足绝热要求,这样“冷桥”部分的热损失就会相当大,为此应该考虑相应的绝热措施,否则,不仅热损失大,而且往往形成内部结露。

当空气间层内设钢制肋时,由于钢与空气间层、钢与内外装修材料(外装修材料也有用钢板的)之间的热导率差别很大,则钢肋将成为“冷桥”,而热流势必在热桥处比较集中使钢制肋局部产生了较大的温差。该温差不仅在钢制肋的宽度上,而且在相距钢制肋约5cm的两侧均受到了影响,由此通过测量可确定“冷桥”的热量损失。

在混凝土墙体里埋人的锚固螺栓也将成为圆形热桥,其温度分布是以圆形“冷桥”为中心,向外呈同心圆状逐渐升高。对于混凝土结构的房屋,因“冷桥”的存在会产生局部结露,设计时应予以充分注意。