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。     

建筑材料水蒸气渗透系数实验研究

为了研究建筑材料的热湿物性参数,根据ASTM标准和GB/T 17146-1997设计实验,测试了膨胀聚苯乙烯(EPS),挤塑聚苯乙烯(XPS)和聚氨酯(PU)这3种常用建筑保温材料和水泥砂浆、混凝土、多孔粘土砖等建筑材料在不同相对湿度条件下的水蒸气渗透系数(相对湿度覆盖范围为11.3%～97.3%).将实验数据进行最小二乘拟合,所得到的拟合公式适用的相对湿度范围为0～100%,可用于建筑围护结构的热、湿传递计算.     

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。     

基于夏热冬冷地区墙体内保温热湿耦合特性研究

为了研究内保温墙体内部的温度和水蒸气分压力分布,分析出内保温墙体系统内部的结露点。通过建立内保温墙体数学模型,利用解析计算的方法计算出在稳态条件下离心玻璃棉和聚氨酯保温板(PU板)内保温墙体系统内部节点的温湿度,研究了内保温墙体模型内的温度和水蒸气分压力分布曲线;分析出结露点主要发生在保温材料与混凝土砌块界面处;通过实验验证了结论的正确性,且得出离心玻璃棉比PU板更容易结露。为工程设计提供参考依据。     

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%.     

绝热材料中热湿耦合传递理论研究

提出了一种绝热材料中热湿耦合传递现象的Luikov模型,对热湿耦合方程进行Laplace变换,采用传递函数方法得到Laplace域中控制方程的解析解,将Laplace逆变换应用于绝热边界条件下,得到最终的结果。     

多孔围护结构热湿耦合传递过程研究及进展

相对于干热干冷气候区,湿热湿冷气候区的多孔围护结构热湿耦合作用引起的传热计算是一个复杂的过程,在建筑节能工程计算中依然采用的是经验方法.本文以多孔围护结构热湿耦合传递过程为研究对象,对业界在理论研究、计算方法及模拟工具等方面取得的进展进行了深入的研究分析,总结了国内外在多孔围护结构热湿耦合传递过程研究中所取得的主要成果.针对存在的问题,指出了其应用的局限性,同时展望了该领域的发展趋势.     

热湿气候地区湿传递对吸放湿墙体热湿性能的影响

以墙体中的空气含湿率和温度为驱动势建立了多层墙体的一维瞬态热湿耦合传递方程,将用此方程计算出的值跟用忽略湿传递的导热方程计算出的值进行对比得出湿传递对墙体热湿性能的影响。结果表明,对于吸放湿墙体而言,湿传递对墙体的热湿性能有着非常重要的影响。在进行墙体传热计算时,如果忽略墙体中的湿传递会产生较大误差,不能精确的预测墙体内的温度分布情况,并且导致计算出的空调负荷偏小,进而影响到空调的实际效果。     

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。     

金属填料内空气热湿处理的热质传递

推导出描述金属填料内部以湿空气与冷水的温差和水蒸气分压力差为驱动力的热质传递过程的微分方程组,求得了该微分方程组的数值解,利用实验数据对数值解进行了验证。分析了单位面积空气、冷水质量流量和进口冷水温度对金属填料热质传递性能的影响。     

新建建筑围护结构干燥过程的热质耦合传递研究

本文模拟了新建建筑围护结构干燥过程中的热质耦合传递过程。对比了室内条件、围护结构保温层热侧的隔汽层、冷侧的空气层以及围护结构内表面墙纸的使用对新建建筑围护结构干燥过程中热质耦合传递的影响,并得出几点重要结论。     

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。     

湿传递对建筑墙体传热性能的影响

建筑物的耗能与建筑围护结构的传热传湿密切相关,了解建筑墙体内部的热湿传递对建筑节能有重要影响。以相对湿度和温度梯度为驱动势建立墙体一维非稳态热、湿和空气耦合传递模型(HAM模型),并利用有限元法进行了数值求解,重点关注了湿传递对传热的影响。数值结果表明:考虑传湿时墙体内部温度波动小,墙体进行热湿传递会产生湿积累,降低墙体使用年限;考虑传湿时通过墙体总传热量比不考虑传湿时多7.5%;考虑传湿时内壁面最大平均数比不考虑传湿时大0.78。     

中空玻璃传热系数测量不确定度评定

玻璃的传热系数表征玻璃热量传递能力的大小。目前的新型建筑中使用大面积的幕墙玻璃,因此,玻璃传热系数的大小直接影响建筑使用过程中的节能效果。根据JJF1059.1-2012《测量不确定评定与表示》,建立传热系数计算模型,对中空玻璃的传热系数测量过程的各项不确定性因素进行分析,并对各类因素影响作用进行量化计算,得出了玻璃传热系数的测量不确定度评定结果。     

钢筋混凝土火灾下热湿耦合热过程研究

对钢筋混凝土在火灾高温作用下热湿迁移机理进行分析,提出了混凝土在高温作用下热湿热递模型,通过数值模拟和实测数据分析,表明模型基本能反映混凝土在火灾作用下的实际过程。     

三维内肋管紊流换热和阻力特性的试验研究

以空气为工质,利用正交实验设计研究了雷诺数在25 000~110 000范围内的9种大管径三维内肋管的紊流换热和流动特性,优选出最佳管型,并得出努谢尔特数与范宁摩擦系数关于雷诺数和三维管肋参数的实验关联式。结果表明,三维内肋管的综合特性优于相同管径的光管,换热系数最高可达光管的3.15倍,热力性能系数最高可达光管的1.45倍,表明了大管径三维内肋管在管式换热器中运用的可行性;此外,各主要参数中,肋高对流动换热特性的影响最大,肋间距次之,肋宽最小,为强化管参数提供了优化方向。     

三相水分共存的多层墙体热湿耦合传递模型

考虑水分升华、凝华、气液和固液相变,以温度和水蒸气分压力为驱动势建立了气、液、固三相水分共存的多层墙体热湿耦合传递模型.构建了1面500mm(长)×450mm(高)×240mm(厚)试验墙体,利用恒温恒湿箱试验测试了箱体温度范围为常温~-33.94℃时墙体内部温度和平衡相对湿度的变化,分析了水分固液相变过程的特征,并对热湿耦合传递模型数值模拟计算结果的正确性进行了验证.结果表明:试验墙体内部温度和水蒸气分压力数值模拟计算结果和实测结果变化趋势相同,具有良好的一致性,各点温度数值模拟计算结果的最大相对误差为1.68%,平均相对误差为0.44%;水蒸气分压力数值模拟计算结果的最大相对误差为27.92%,平均相对误差为13.50%.该模型数值模拟计算结果能够满足一般工程领域的精度要求,可应用于三相水分共存的多层墙体热湿耦合传递过程数值模拟研究.