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建筑科学

如何热运动

像结构荷载和风荷载一样,热荷载的传播方向取决于热源

作为一名装修承包商,我经常遇到这样的情况:计划中详细描述了饰面,但却很少提及结构方面的细节,并注明:“结构构件的尺寸将按规定方法确定。”这就意味着我得查一下代码簿,找出可行的方法。这不是新手的工作。

上,下,侧

我所做的这种建筑的关键之一是理解结构与方向有关。重力载荷下降。这很直观,也很简单。代码书中的大多数规定性结构表都处理了这个问题,您所需要做的就是阅读这本书。

风荷载更有趣。它们的方向通常是向上或横向的。这是建筑商需要建筑师和工程师帮助的一个领域,因为风压的作用方式不是直观的。在风荷载较大的地区,规划中明确说明了这一信息。在我的地区,就没有那么多了。不久以前,我把椽子钉在墙板上,然后回家。现在,飓风栓或结构螺丝通过板进入椽是常见的。

把物体推到一边的风也很有趣。这就是为什么我们用护套或对角线构件支撑墙壁。这也是我们将泥槛固定在地基上的原因之一——地震是另一个原因,但在新英格兰地区地震并不多。

重点是,力的方向决定了你如何处理它。

还有什么东西会向上、向下和横向移动?

当然,热。它不只是上升。每当我听到有人说“热度上升”时,我就会畏缩。那种说法使人们无法理解整个问题。

热量不再上升。

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12个评论

  1. 专家成员
    阿曼德科博||# 1

    几个月前,一位BS“大师”在一次演示中说,热空气不会上升,而是被冷空气推了上去。在所有的计划中,可能不会有什么不同,但如果我们谈论的是空气泄漏和建筑围护结构的紧密性,它可能会有不同。那么到底是哪个呢?空气上升还是上升?

    1. 专家成员
      迈克尔·玛蒂||#2

      在所有条件相同的情况下,温暖潮湿的空气比凉爽干燥的空气更具浮力,并会由于堆栈效应而倾向于上升。船是浮在水面上,还是被下面密度更大的水推上去的?这两种说法都可能是对的。

    2. 专家成员
      阿曼德科博||# 3

      如果是这样的话,为什么平流层的空气比海平面的空气冷呢?但就建筑而言,堆栈效应适用于建筑的渗漏程度、建筑高度、改变空气运动方向的温度和压力差(冬天vs.夏天,室内vs.室外,温暖空气下落)。
      所以,如果我们有一个超级紧密的建筑围护结构(没有泄漏),超级绝缘(没有传热),就像一个0.000001ACH50的超级phius房屋,我的问题还成立吗?或者我只是累了,饿了,或者两者都有!

      1. 专家成员
        迈克尔·玛蒂||# 5

        阿曼多,当我们开始在平流层建房子的时候我们必须要考虑在那里的不同机制而不是在相对接近海平面的地方。在密闭的房子里,温度分层比在通风的房子里少得多。我住过很多通风的老房子,也住过很多在寒冷气候下的高性能房子,可以证实这是真的。

      2. 弗雷德Frasch||# 6

        这是一个不同的尺度。“热”是由分子碰撞引起的。在我们的大气层之外,分子是稀疏的(因为引力场随着与物体的距离变弱),因此不会发生太多碰撞。在深空中,存在着接近真空的状态,温度接近0开尔文。像太阳这样的恒星发出红外线辐射。我们的感官告诉我们,热量必须通过太空才能到达我们。相反,红外辐射激发分子,所以空间保持寒冷。当它进入火星大气层时,温度会升高。

        暖空气是上升还是上升的问题是一个重复的问题。密度小的空气(更热)上升,因为它比密度大的空气轻。它比密度更大的空气轻,所以在某种意义上,它是由更冷的空气浮起来的。

        1. 专家成员
          迈克尔·玛蒂||# 7

          这个问题有点类似于设计结构构件。在大多数情况下,实际负荷并不重要;重要的是反应负荷。换句话说,关键不在于梁有多重,而在于脚(或其他东西)需要多么用力才能使它保持在原位。

          1. 专家成员
            阿曼德科博||# 8

            神圣的奶油甜馅煎饼卷!44年前的“静力学与力量”课上,你给了我一个糟糕的案例……brrrrrrr

    3. KurtGranroth||# 4

      几年前,我在一个物理论坛上问过这个问题。高层的回答是,这种区别在任何实际意义上都不重要。不过,当我追问细节时,他们告诉我的是:

      当粒子变得更有能量(加热)时,它们移动得更多,导致它们之间的间隙更大。同时,粒子越来越有可能逆重力向上运动,更多的能量被引入。鉴于此,能量较低的粒子密度更大,并将取代能量较高的粒子,有效地将它们向上移动……但除此之外,许多能量更高的粒子已经自然上升了,即使没有位移也会上升。因此……这既是暖空气被冷空气推高,也是暖空气上升。

      值得一提的是,如果这是错误的,那么不要责怪那些物理学家,而是要责怪我对他们告诉我的东西的理解——肯定有部分解释(有方程!)是我没有完全理解的。

  2. 专家成员
    阿曼德科博||# 9

    也许Kohta、John、Allison或Terry会插话……人吗?

  3. 泰勒Keniston||# 10

    阿曼多,不久前有一个问答环节是关于紧密结构中的分层的。我忘了题目了。

    有人指出,即使是一个非常紧密和绝缘良好的房子也会有内部分层,但很明显,它将比堆叠效应泄漏的影响小得多,如果绝缘良好的话,影响就会小得多。
    还有人指出,热源(或冷却源)也会产生影响。对室内环境(特别是不添加流体混合的)产生较高δ T的热源,如柴炉,会产生相对较热(密度较低)的空气,然后空气上升。哦,不好意思,我是说周围较冷的空气会把它推上去。;)

    1. 泰勒Keniston||# 11

      我很想知道“热空气上升”和“冷空气向上推”在实践中有什么不同,当“谈论空气泄漏和建筑围护结构紧密性”时。我认为尝试找出真正的差异可能会产生一些深刻的见解。你是在考虑在高处收紧信封还是在高处收紧信封?

      我相信当人们说“热空气被冷空气推高”的时候,他们通常会说的观点类似于说“物理学中没有什么是糟糕的”(就像我高中的物理老师经常说的那样)。大气压力决定着我们“吸吮”的力度。大气在推动。

      “热空气上升”如果单独使用,就不是一个完整的容器。热空气在氦气缸中上升吗?热空气会上升到太空吗?
      也许“真空”上升是我们能做出的最接近绝对的陈述,因为它是我们的大气之上的东西(不要过多剖析这个词)。

      如果没有冷空气,热空气就不会上升。即。“热”空气不会产生反重力。没有热空气,只有热空气和冷空气。每个人都知道这一点,但我认为当人们把“冷空气推动”加入其中时,这才是真正的要点。根据阿基米德原理,流体对物体施加的浮力就是排开的流体的重量。物体是否漂浮与相对密度有关,相对密度决定了合力。

      [也许有两幅图很好地说明了这一点。
      当我们想到热气上升时,我们可能都会想到像热气球一样的东西。它看起来像什么?它的顶部都是浮肿的,看起来像热空气在“拉”篮子向上。
      但是现在,看一看水中漂浮的气泡的图片。我们看到了什么?它形成了一个扁平的,几乎凹的底部。看起来更像是水在“推”泡泡向上。
      我们需要记住的是,热气球有一个重物挂在它(篮子/乘客)上,向下拉着气球。但这并不意味着周围的空气没有“向上推”气球,就像水中的气泡更明显一样。

      我仍然认为“热气上升”这个短语是足够准确的,尤其是在实际应用中——无论我们用什么语言来描述它,都是一样的。

    2. 专家成员
      阿曼德科博||# 12

      正如你说的,泰勒,知道在哪里、如何以及为什么我们需要更加关注顶部和底部的空气密封板、开口和穿透,以及什么技术和产品最有效,将很容易向不习惯阅读计划细节或研究安装说明的裱框者解释我们需要遵循的程序,以获得低ACH。
      自从我去工作网站上与替换者一起工作,并可能展示了一个更好的完成事情的方法,那就是试图想出一个简单的方法来解释为什么我们以不同的方式执行某些过程的真正原因,比说“因为我这么说”要好得多。
      除了我的细节,近年来网络上教学材料的激增,使得现场展示视频和安装指导变得更容易,这有助于取得更好的效果。但话虽如此,知道一些更简单的方法向我们的工作人员解释为什么我们做我们所做的事情的物理原理也是很好的。
      相信我,当我展示或解释一个简单的细节,在窗台封条上铺一个双珠,一个在上面,另一个在下面,以及当一些建设者喜欢使用,此外,基础胶带或液体闪光框架时,我得到奇怪的目光。这些步骤在我们的行业中并不“典型”。

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