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。     

围护结构热湿耦合传递模型及简便求解方法

为了预测围护结构内的温度和湿度分布,以连续变量,相对湿度和温度为驱动势,考虑热传递与湿传递之间的耦合作用,建立了围护结构热湿耦合传递非稳态模型,并提出了基于多物理场耦合仿真模拟软件COMSOL的热湿耦合传递模型简便求解方法。通过对比新建模型模拟结果与HAMSTAD标准验证实例,验证了模型及求解方法的准确性。     

极端热湿地区围护结构热湿耦合传递模型

极端热湿地区常年高温多雨,为了准确预测围护结构内的温度和湿度分布,模拟高温、高湿和高太阳辐射对围护结构的影响,建立了适用于极端热湿地区的围护结构热湿耦合传递模型,在边界条件中加入太阳辐射和雨水负荷对传热传湿的影响,考虑了随材料含湿量不断变化的材料物性参数。为了求解模型,提出了基于计算机软件COMSOL的模型求解方法,利用MATLAB计算方程组不断变化的系数,并确定了软件容差和网格的设置条件：相对容差推荐设定在0.001,绝对容差设定为0.000 1,网格按极细化划分。通过对比HAMSTAD标准实例验证了模型的准确性。     

新建建筑外保温围护结构热质耦合传递

为分析新建建筑围护结构的干燥过程,对哈尔滨地区新建建筑围护结构干燥过程的热湿耦合传递进行模拟.考虑液态水的渗透和冬季围护结构内湿分结冰的情况,以液态体积含湿量梯度为质驱动势,以温度梯度为热驱动势,建立不同干燥时段的热质耦合传递质能平衡方程,并对模拟结果进行分析.结果表明:新建建筑围护结构的干燥速率第一年最快,尤其是前几个月;由于围护结构较大的初始含湿量和冬季外侧结冰量,第一年围护结构的保温性能是最差的;在相同的室外气候条件下,与第十年冬季的传热系数相比,第一年要增加约10%,严重影响第一年的建筑能耗.     

热湿气候地区常用外保温墙体热湿性能分析

为了分析热湿气候地区常用外保温墙体的热湿性能,以温度和相对湿度作为驱动势,构建多层墙体一维瞬态热湿耦合传递方程,并基于COMSOL Multiphysics,对建筑墙体热、空气、湿耦合传递模型进行求解。然后以热湿气候地区典型城市南昌为例,将水泥砂浆-保温层-红砖-水泥砂浆墙体作为研究对象,分析了EPS、PU及XPS3种外保温墙体的热湿性能。结果表明:在制冷季采用EPS、PU及XPS材料进行外保温的墙体总热流通量较不保温墙体分别下降了62.6%、66.5%和65.6%。在夏季典型日(7月22日),EPS、PU及XPS材料与红砖层交界处的平均相对湿度分别为87.3%、87.4%、86.5%,均在85%以上;在冬季,3种材料在墙体接触面上,相对湿度大于80%的时间分别为64%、66%和67%,因此保温层与红砖层交界处较容易滋生霉菌。     

长江中下游地区梅雨季节的室内热湿环境

经过调研得到长江中下游地区（以南京为例）梅雨季节住宅建筑室内热湿状况,并分析3种不同建筑能耗计算模型（整体建筑热湿空气流动耦合模型HAM,传递函数模型CTF,有效湿渗透深度模型EMPD）的准确性。数值模型基于Matlab-Simulink编写,使用调研数据进行验证,进而使用梅雨季节典型气象参数模拟分析。调研结果显示在2013年梅雨季节,多数时间内建筑室内温度高于28℃,相对湿度高于70%。数值模拟结果显示3种能耗模型对室内温度模拟的差异较小,而对室内湿度的模拟存在较大差异,特别是CTF模型误差最大。结果显示在长江中下游地区梅雨季节,当房间换气次数小于2 ACH时,围护结构对于室内环境湿缓冲的作用明显,选择合适的吸放湿材料可有效降低建筑能耗30%以上。     

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,最大冷凝率出现在低温侧的湿区域边界处。     

多层墙体的热湿迁移特性分析

建立以相对湿度和温度为驱动势的多层墙体的热湿耦合传递数学模型,运用COMSOL软件求解热湿耦合迁移方程,以水泥砂浆-混凝土(黏土砖)-水泥砂浆多层墙体为例,分析了多层墙体在热湿环境下的温度分布和相对湿度分布。结果发现:在外表面区域混凝土墙体温度低于黏土砖墙体,在内表面区域混凝土墙体高于黏土砖墙体,而相对湿度的分布正好相反,黏土砖墙体的保温隔热作用更好,有利于降低建筑的能耗损失。 更多还原     

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。     

一维多孔介质热湿耦合传递问题的解析解

为准确确定建筑物的能耗,保证建筑物的使用功能,需对土壤和围护结构中的热湿迁移现象进行研究.本文基于Luikov热湿耦合传递方程,提出了一种计算一维多孔介质瞬态热湿传递的理论分析方法.通过引入无量纲温度、湿度对Luikov方程进行拉普拉斯变换,采用传递函数方法(TFM)得到了一维瞬态热湿传递方程的解析解,该解析解揭示了多...     

基于水分蒸发非线性迁移的炭化室传热模型

详细分析了焦炉加热过程的传热机理，基于水分蒸发非线性迁移模型建立了焦炉炭化室传热过程的数学模型，利用数值仿真技术对所建立的数学模型进行了研究，并与某企业焦炉炭化室煤焦温度场的实测数据进行了对比分析.结果表明，采用水分非线性蒸发模型与采用传统的水分定温蒸发模型（100 ℃)相比，焦炉炭化室传热过程数学模型的计算结果与实测数据吻合得更好，其最大相对误差由31.74%下降到10.17%，从而证明了该数学模型能够更好地描述焦炉炭化室的传热过程.     

Development of experimental study on coupled heat and moisture transfer in porous building envelope

A new facility was presented which can expediently and cheaply measure the transient moisture content profile in multi-layer porous building envelope. Then, a common multi-layer porous building envelope was provided, which was constructed by cement mortar-red brick-cement plaster. With this kind of building envelope installed in the south wall, a well-controlled air-conditioning room was set up in Changsha, which is one of typical zones of hot and humid climate in China. And experiments were carried out to investigate the temperature and moisture distribution in multi-layer building envelope in summer, both in sunny day and rainy day. The results show that, the temperature and humidity at the interface between the brick and cement mortar are seriously affected by the changes of outdoor temperature and humidity, and the relative humidity at this interface keeps more than 80% for a long-term, which can easily trigger the growth of mould. The temperature and humidity at the interface between the brick and cement plaster change a little, and they are affected by the changes of indoor temperature and humidity. The temperature and humidity at the interface of the wall whose interior surface is affixed with a foam plastic wallpaper are generally higher than those of the wall without wallpaper. The heat transfer and moisture transfer in the envelope are coupled strongly.     

北方地区被动式办公建筑能耗分析研究

以寒冷地区某一具体被动式办公建筑为原型,应用e QUEST能耗计算软件分别按照工程实际和我国公共建筑节能设计标准建立模型,选取我国北方地区10个城市为研究对象,对比被动式办公建筑在北方地区相对于我国《公共建筑节能设计标准》设计的标准建筑的空调能耗情况。结果表明:按照德国被动式办公建筑参数设计的办公建筑夏季制冷能耗基本与常规节能建筑持平,而冬季采暖能耗有大幅度下降;就空调综合能耗来看,太原地区空调综合能耗节能潜力最大,空调综合能耗比常规节能建筑降低54.16%;哈尔滨地区最低,但也比常规节能建筑能耗减少了34.06%。     

建筑传湿的不利影响及处理原则

对沈阳地区建筑围护结构中产生的热湿现象之物理过程进行分析,阐述湿过程的热力学机理,并提出克服其危害的应用原则,对北方地区建筑防潮方案与改建方案的确定有一定的意义。     

长春市某政府办公建筑空调能耗模拟分析

能耗模拟技术是进行节能分析、技术改进及经济优化等的有效手段．笔者以长春市某政府办公建筑为例,利用建筑能耗模拟软件DeST-c对建筑空调系统的能耗状况进行了动态模拟,并提出了政府办公建筑现存的能耗问题及解决措施．     

广州地区住宅开窗方式对空调能耗的影响

基于广州地区气候参数，利用DeDT软件对住宅室内热环境及空调能耗进行模拟计算，定量地分析了韩向及窗户遮阳对住宅热环境和空调能耗的影响。