热湿气候地区墙体热湿耦合迁移模型热湿物性参数灵敏度分析

本文将热湿气候地区墙体热湿耦合传递模型中的等温吸放湿曲线斜率、液态水传递系数、水蒸气传递系数、导热系数、比热容作为输入参数,将温度和相对湿度作为输出参数,通过生成Sobol序列对热湿物性参数进行采样,并使用Sobol灵敏度分析法对采样结果进行灵敏度分析,得到热湿物性参数的一阶灵敏度指数和总灵敏度指数,进而分析各热湿物性参数对墙体内温湿度分布的影响程度。结果表明,等温吸放湿曲线斜率和液态水传递系数对墙体内的温湿度分布影响较大,而导热系数和比热容对墙体内的温湿度分布影响较小。因此,在进行墙体热湿耦合模拟时需将等温吸放湿曲线斜率和液态水传递系数视为温度和湿度的函数处理,而水蒸气传递系数、导热系数和比热容可视为常数处理。     

多层墙体热湿耦合传递模型及验证

从非平衡热力学角度论证了多层墙体热湿耦合过程采用水蒸气分压力和温度作为驱动势的合理性。由于水蒸气分压力是含湿量和温度的函数,利用全微分思想,建立了多层墙体热湿耦合传递模型,该方法可避免Budaiwi方法在热湿耦合模型建立过程中采用的空气含湿量与相对湿度间的近似表达式,而且简化了方程系数,便于方程的求解。通过对多层墙体求解结果的对比,验证了该模型的有效性。     

蒸压加气混凝土砌块墙体热湿耦合传递特性

运用开尔文定律和克劳修斯-克拉贝龙方程,将多孔建筑材料内水蒸气传递量和液态水传递量转变为以水蒸气分压力为驱动势的统一函数,以温度和水蒸气分压力为驱动势建立了热湿耦合传递模型,并模拟分析了上海地区自然干燥状态下加气混凝土砌块墙体10a的热湿性能变化规律.结果表明:对于初始温度为298K,含湿量(质量分数,下同)分别为2.91%,3.45%,5.03%,8.60%的4种工况,经过1a的使用后,墙体内的温湿度分布不再受初始条件影响;在正常情况阶段,墙体内表面相对湿度均小于1.0,不会出现结露现象,但是在部分时段超过了0.8,易产生霉变;墙体内部含湿量呈周期性变化,空调季为3.34%~8.31%,平均值4.45%;采暖季为3.31%~3.69%,平均值3.47%.     

湿迁移对墙体传热的影响分析

考虑温湿度对墙体材料热湿物性参数的影响,建立以相对湿度和温度为驱动势的墙体热湿耦合传递模型。在变温湿度边界条件下对墙体非稳态热湿耦合传递过程进行分析,计算得到墙体表面温湿度及热流密度,与不考虑传湿情况进行对比分析。结果表明：不考虑吸放湿时墙体内表面温度比考虑吸放湿时变化幅度大,且前者内表面平均温度与后者相差约0.9℃;因墙体内表面吸放湿作用引起的相变潜热约占总壁体传热量的27.5%,在负荷计算中不可忽略。     

多孔墙体湿分传递与室内热湿环境研究

简要回顾了多孔建筑材料基本湿特性和湿迁移基本理论。对多孔墙体湿迁移的水蒸气理论模型、有效渗透深度理论模型、蒸发与凝结理论模型、考虑液体和水蒸气同时传递的热湿耦合模型和室内热湿环境平衡方程进行了综合分析。指出目前多孔建筑材料热湿传递和室内热湿环境研究的热点和存在的问题。     

复合墙体热湿耦合传递模拟软件的开发与应用

为快速得到复合墙体温度场及湿度场,基于热湿耦合传递理论,以Fortran语言编制了复合墙体的热湿耦合传递计算程序,并在Windows操作环境下混编VB程序和Fortran程序,开发出复合墙体热湿性能模拟软件(HMCT1.0)。该软件可对不同室内外环境参数下复合墙体温度场、湿度场进行快速计算及分析,为方便快捷的选择合适墙体组材奠定了基础,并结合实例说明其应用。     

地下洞室多孔墙体热湿传递的数值模拟

提出了一种以温度与相对湿度为驱动势的多孔墙体热湿耦合传递的数学模型,该模型同时考虑了水蒸气与毛细孔内液态水的传递。采用控制容积法将理论方程组离散并编制了计算程序,对深埋地下洞室的墙体进行了热湿传递的数值模拟,得到了墙体温度、相对湿度、热流率、湿流率的变化规律。结果表明,墙体传热过程趋于稳定的时间远小于传湿过程。     

免拆模板-混凝土复合墙体早龄期热湿耦合传递特性研究

以免拆模板-混凝土复合墙体为研究对象,考虑早龄期混凝土水化反应的影响,以毛细压力和温度为驱动势,构建多层墙体一维瞬态热湿耦合传递模型,利用COMSOL Multiphysics模拟研究该复合墙体在早龄期的热湿传递过程。结果表明：水化反应对复合墙体早龄期热湿特性有重要影响,忽略水化反应会低估复合墙体的温度、高估其湿度。考虑水化反应时,复合墙体中混凝土在前期温升较大、湿度降幅较大。与忽略水化反应的情况相比,前期混凝土含湿量梯度更小、梯度范围更大。与忽略水化反应相比,免拆模板在水化反应早期温度、湿度波动较大。免拆模板具有一定保温隔热和湿缓冲能力。     

南方热湿气候地区温度对墙体热湿性能的影响

以多孔介质的传热传质理论为基础,建立以温度和相对湿度为驱动势的墙体热湿耦合传递主模型,在主模型的基础上忽略温度梯度的影响建立子模型。以轻型墙体和红砖墙体为例,利用所建模型对其在不同工况下进行分析计算。结果表明:红砖墙体的显热流量约为轻型墙体的7倍,湿流量约为2倍。轻型墙体具有更好的保温隔湿的作用。湿传递方程是否考虑温度梯度的作用,对墙体的全热负荷影响不大,但是会影响室内的湿负荷。对比发现,在不考虑温度梯度作用下轻型墙体湿流量降低82.2%,红砖墙体降低32.7%。     

太阳辐射对南方多层墙体热湿性能影响的研究

本文以空气含湿量和温度为驱动势建立模型对南方地区典型多层墙体进行了动态模拟。在主模型中,将太阳辐射总热量分解,得到了建筑不同朝向外墙的太阳辐射得热量,进而分析了在太阳辐射影响下墙体的热湿性能;在子模型中,不考虑太阳辐射得热对墙体热湿性能的影响。将模拟结果同实验测试数据进行对比后可知,太阳辐射得热对多层墙体外层的温度影响较明显,而墙体温度的升高会造成墙体内空气含湿量的增大。     

不同保温形式下典型热桥的热湿传递研究

为了研究建筑热桥在室内外热湿条件综合作用下墙体内部温湿度分布,本文以Henry提出的热湿传递模型为基础,建立了建筑热桥二维热湿传递数学模型,并以上海地区冬季室外典型年气象参数作为计算条件,计算了L形建筑热桥在该条件周期作用下墙体内部温湿度分布和热流密度变化,对热桥局部保温提出了建议.     

两种常见墙体的热湿迁移特性分析

大多数建筑墙体均为多孔介质材料,多孔介质墙体中湿迁移与热迁移是互相耦合的过程,湿迁移对热迁移有着重要的作用,例如会使热导率明显增加,同时,热过程对湿过程也有着影响作用。基于Fourier定律、Fick定律、Darcy定律,以温度和空气含湿量为驱动势建立了多层多孔介质墙体热湿耦合迁移数学模型,对两种常见墙体（红砖墙体和加气混凝土墙体）进行计算分析。结果表明,加气混凝土墙体比红砖墙体具有更好的保温隔热性能,但更容易发生湿积累和引发湿破坏。     

离心玻璃棉热湿传递特性实验研究

离心玻璃棉具有良好的保温隔热性能,被广泛用于建筑保温技术。为了研究夏热冬冷地区用于墙体内保温的离心玻璃棉热湿传递特性,设计了一套实验装置,通过实验测试了特定温湿度条件下离心玻璃棉的水蒸气渗透性能,研究了温度对离心玻璃棉湿传递过程的影响,并验证了一维稳态传热传质模型对离心玻璃棉保温材料的适用性。实验结果表明,离心玻璃棉内部所传递的湿流密度随着水蒸气分压力差的增加而增大;其水蒸气渗透系数值受水蒸气分压力差的影响较小;而且在特定的温湿度范围内,温度对离心玻璃棉的湿传递过程几乎没有影响。     

自然通风对轻质墙体的热湿传递影响

为了研究自然通风对轻质墙体热湿传递的影响,设计了一种通风型太阳能光伏多层外墙结构,通过测试房和对比房的对比实验,得出以下结论:光伏组件的遮挡和空气层的存在能减小墙体的得热量,从而减小空调负荷;开启光伏组件背面通风流道,能使墙体更快地干燥,降低墙体内的相对湿度,减小墙体内的湿积累,并可为墙体机械通风时空气层排湿风机的设计提供实验依据。     

建筑围护结构热湿性能模拟软件开发

建筑围护结构内的季节性湿传递是围护结构湿损坏的重要影响因素,为简单快速地评估建筑围护结构的热湿性能,基于瞬态耦合传热传湿理论开发了围护结构热湿性能模拟软件.该软件可以进行动态室内外环境参数下的围护结构热、湿特性分析,为结构工程师提供了方便快捷的判断多层墙体内可能出现冷凝的方法,从而选择合适的防护措施.并结合工程实例说明了其应用.     

热湿气候地区墙体内部冷凝分析

根据Motakef和E1-Masri的研究,将墙体分为“干-湿-干”3个区域.以多孔介质传热传质学为基础,将水蒸气冷凝看成是湿源、热源、蒸汽汇,建立起墙体湿区域内、热湿耦合传递方程.通过分析解得到了墙体内冷凝率和液态含湿量的分布曲线以及达到临界含湿量所需的时间.分析结果表明墙体内的冷凝率跟湿区域两侧的温差成正比,最大冷...     

墙体内热湿耦合过程的时域递归展开算法

利用时域递归展开算法对墙体内热湿耦合传递方程进行求解。以木板为例,应用该算法进行了热湿耦合传递的分析计算,在时间域和空间域上分别运用递归展开法和控制容积法进行离散,从而得到递归形式的线性方程组,运用MATLAB软件对这一过程进行求解。计算结果与有限差分算法、解析解计算结果以及实验数据吻合良好,表明该算法能够用于求解多孔介质热湿耦合传递模型。时间步长的改变对计算结果影响较小,可通过增加时间步长方法来减少工作量。     

农村保温墙体的热湿性能分析

通过建立非保温墙体和XPS保温墙体模型,应用COMSOL Multiphysics软件模拟墙体的热湿变化规律,分析农村保温墙体的热湿性能.结果表明:水泥砂浆与混凝土交界面、混凝土与水泥抹灰交界面分别受室外、室内温度影响大于相对湿度影响.潜热净吸热量密度在非保温墙体和XPS保温墙体内分别占净吸热量密度的21.7％和14....     

极端热湿气候区建筑湿负荷计算方法研究

针对极端热湿气候区建筑湿负荷计算值偏小的问题,本文对该气候条件下室内湿负荷的构成及计算方法进行了研究,在传统湿负荷计算方法的基础上,考虑了空气渗透及围护结构吸放湿引起的湿负荷。研究结果表明,极端热湿气候区建筑湿负荷占总负荷比例为58%左右。若采用附加百分数法计算建筑湿负荷,根据本文叠加法中湿负荷与显热负荷的比值得到附加百分数,其值宜取1.4。最后,根据本文湿负荷计算方法,本文列出了极端热湿气候区不同单位面积显热负荷对应的湿负荷,为空调装机容量的选择提供依据。     

多孔建筑材料热湿传递过程的研究

从理论计算和实验研究等方面对国内外多孔建筑材料的传热、传湿及热湿耦合传递研究方面的进展进行了综合分析。指出了目前多孔建筑材料热湿传递过程研究中存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。