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建筑科学

通量:定义的建筑科学术语

了解湿气、空气和热流如何通过表面的复杂性

通量描述了单位面积的流速,适用于任何流动的东西,如热量、空气和湿气。

乍一看,“flux”这个词在礼貌的同伴中似乎不太合适。事实上,这个词在物理学中一直都在使用。Flux和“flow”来自同一个拉丁语词根。这两者仍然紧密相连,因为事物的流动可以通过它们的流动来量化。这就是建筑科学的切入点。

你可能已经处理了通量,却没有意识到。建筑科学的基本原理之一是控制湿度、空气和热量的流动。让我们关注热量。当我们谈论热负荷或冷负荷时,我们指定它们为使用负荷那些烦人的帝国单位-in British Thermal Units per hour (BTU/hr)。这是描述单位时间内热量流动的速率。

更进一步,我们可以用热流的时间速率除以它流过的面积。对于热量,我们最终得到的是每小时每平方英尺(BTU/hr/sf)。这个量就是热流。但它不会因为热量而停止。我们可以计算空气、水分、电场、能量……任何流动的东西的流量。这就是全部。(好吧,好吧,可能还有更多,但这里不是矢量微积分课的地方。)

最近,当我在读一些旧的书籍时,我想起了这一点佛罗里达太阳能中心关于阁楼通风的研究论文我正在准备我的文章动力屋顶通风.他们在20世纪80年代和90年代研究的一件事是在不同条件下通过阁楼天花板的热流:无通风的,被动通风的,有动力通风的。当然,这些研究背后的原因是,每个人——建筑科学家、居住者,尤其是那些不得不上阁楼的人——都想把气流从阁楼里弄出来。

放血通量
看着血液流进理发师的桶里

如上所述,我们可以计算任何流动量的通量。空气流动是另一个重要的建筑科学问题。鼓风机门测试的结果是空气流量:在50帕斯卡压差(cfm50)下,立方英尺/分钟。我们可以用各种方法来考虑建筑的大小,但最好的方法之一是用空气流量除以建筑外壳表面积。(I-P)单位是每平方英尺cfm50,这告诉你通过建筑外壳的空气流量。菲乌斯用这个作为被动房的气密性指标。

不管你愿不愿意,这个术语在建筑科学中偶尔会出现。你可以客气地或其他人使用它,解释表面湿气、空气和热流的复杂性。

如果我们生活在14世纪的欧洲,你可能要小心使用这个词。显然,它在当时的意思是“异常丰富的血液流动”,鉴于我们对这些人的了解,如果你说错了话,你可能最终会看到自己的血液流入理发师的桶里。

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Allison贝尔斯他是一位演说家、作家、建筑科学顾问,也是能源先锋公司的创始人。他有物理学博士学位,写了能源先锋的博客.他还写一本关于建筑科学的书.你可以在Twitter上关注他@EnergyVanguard

一个评论

  1. 查理•沙利文||#1

    我很欣赏这个术语的历史(以及对它的解释)。

    警告:以下是一个在建筑科学中没有实际重要性的长切线。

    我发现这个词在热学和流体中与在电磁学中使用的区别是一个有趣的烦恼。在这两个字段中,它都被精确定义,以便区分总量和单位面积数量。但在这两个场中,哪个叫做“通量”是相反的。在热学和流体中,通量是每单位面积的流量,而在磁学中,通量是总流量,由每单位面积的数量积分得到,称为通量密度。

    那么这种分裂是如何产生的呢?14世纪意义似乎总,不是单位面积,这似乎合法化电磁惯例,但另一方面,麦克斯韦,曾在这两个领域,似乎使用单位面积定义的字段,他谈到总积分通量。在《牛津英语词典》中,热通量之前的参考来自廷德尔,他经常定性地提到它,可能是两种情况中的一种。然而,在他的“热被认为是一种运动模式”的结尾,

    “守恒定律严格地排除了创造和湮灭。波可能会改变涟漪,涟漪波涛,大小可能代替数量,数量和大小,小行星可能聚合太阳,太阳可能会解决自己到动植物,和植物和羊人æ融化在空气中,权力的通量永远是一样的。它在亘古的音乐中滚动,所有的地球能量,生命的显现,以及现象的显现,都只是它节奏的调整。”

    守恒更适用于通量作为总量,而不是通量作为密度,所以我把他归入总量的阵营并责怪麦克斯韦把它定义为热学和电磁学中的密度。但如果麦克斯韦是现代电磁学之父,为什么电磁学又恢复使用“通量”来指代总量呢?Oliver Heaviside将麦克斯韦的混乱的方程组重新表述成我们称之为“麦克斯韦方程组”的紧凑的四个方程组,他似乎也选择了总通量和单位面积数量的“通量密度”的现代使用。他甚至在1894年出版的《电磁理论》(Electromagnetic Theory)一书中用了大部分篇幅(第27页)来解释这一选择。

    哦,我能找到的“热通量”一词的第一个用法是指绵羊的热引起的腹泻。

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