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。     

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。     

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。     

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。     

湿迁移对围护结构传热系数地域差异性影响研究

建立以温度和相对湿度为驱动势的热湿耦合传递模型。分析了不同热湿环境条件下墙体传湿对传热的影响,并根据湿分区和气候分区研究典型城市墙体湿迁移作用下传热系数变化。结果表明:夏季炎热潮湿地区湿迁移对传热影响最大,其中合肥地区加气混凝土墙体传热系数修正率可达到17.2%;冬季湿迁移引起的传热量变化显著低于夏季;冬季寒冷干燥的兰州湿迁移引起的传热量变化最大,约为0.5W/m2,传热系数修正最大,约为3.4%。给出不同气候分区和湿分区下典型城市三种常见围护结构传热系数修正,以期为准确计算建筑冷热负荷和能耗提供基础。     

湿热地区墙体湿迁移对空调负荷影响研究

目前空调湿负荷计算只考虑人员设备散湿和新风,但对于我国长期处于高温高湿状态的湿热地区,不能忽略墙体湿传递的影响。本文通过WUFI-PLUS软件对琼海地区某建筑进行模拟,对比分析了考虑与不考虑墙体湿迁移对该地区建筑室内热湿环境及空调负荷的影响。结果表明:墙体考虑传湿与否最终表征在墙体内表面温湿度和墙体导热系数上。全天空调工况下,墙体导热系数的增量起到主导作用,考虑传湿的显热负荷高于不考虑传湿时。白天空调、夜间自然通风工况下,墙体表面吸放湿起到主导作用,考虑传湿时的显热负荷低于不考虑传湿时,而潜热负荷则高于不考虑传湿时。对于白天空调、夜间自然通风的建筑室内环境,由于墙体吸放湿伴随着吸放热作用,考虑传湿比不考虑传湿时的夜间室内温度升高0.5℃,相对湿度降低了5%。本研究可为湿热地区建筑确定空调设备容量提供一定依据,避免空调系统不能满足负荷需要的问题。     

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。     

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.     

室内温湿度对组合墙体内部湿积累影响分析

以福州地区室外气候数据为边界,利用一维热湿传递方程对加气混凝土为主体结构的组合墙体内部湿积累进行计算分析。室外在较低温度条件下,水泥砂浆内可能出现短期湿积累。加气混凝土良好透湿能力,使得自身保持相对稳定的湿工况。当室内温度降低到一定程度时,室外湿度在较大的温度梯度作用下,在局部短时间内引起内侧墙体湿积累量突然增加。     

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%.     

多孔介质墙体热湿耦合传递模拟计算模型及其验证

考虑传湿对多孔介质墙体传热的影响,根据单元体质量守恒和能量守恒,建立了非稳态热湿耦合数学模型模拟多孔介质墙体的热湿传递过程,并在长沙对一墙体的热湿耦合传递开展了实验测试,应用COMSOL Multiphysics软件对所建模型进行数值计算,将计算结果与EN15026, HAMSTAD等验证实例和实验测试结果对比,验证了所建数学模型的正确性。结果表明,模型的计算结果与验证实例的结果高度吻合,与实验测试结果吻合良好,室内侧分界面处空气相对湿度的平均偏差为4.7%,最大偏差为8.6%,温度的平均偏差为0.4℃,最大偏差为0. 74℃,室外侧分界面处空气相对湿度的平均偏差为3.7%,最大偏差为7.2%,温度的平均偏差为0.93℃,最大偏差为1.97℃,证明了该模型有很好的准确性。     

复合相变调湿材料对室内热湿环境影响的研究

由相变微胶囊与多孔调湿材料制备得到的复合相变调湿材料,兼具蓄热调热与湿缓冲双重效应,应用在建筑墙体构造中,能够同时调节室内空气温度、湿度,从而降低建筑能耗。本文首先基于热湿耦合传递理论,建立了能够计算包含相变过程的传热传湿模型——热湿耦合相变焓方法,并对其进行了检验验证;继而利用该方法,计算分析了复合相变调湿材料在两种典型气候条件下,建筑舒适性空调房间的应用效果。结果表明:材料能够有效减小室内温湿度波动;在干热、湿热气候区,可分别降低建筑能耗约28.8%、11.6%。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

多孔介质热、空气、湿非稳态耦合传递改进模型及其验证

考虑适应高温差、高压差的外部环境与空气渗透、风驱动雨荷载等现象,建立了一个墙体内的热、空气、湿的非稳态三维模型。通过构建的PDE方程在COMSOL Multiphysics中求解,将计算结果与HAMSTAD标准实例结果对比。结果表明,在墙体解湿过程中,外部加压条件下内表面温度与基准的最大误差为4.11%,含湿量的最大误差为7.41%。对于恶劣环境下模型与基准对比的最大响应时差提前0.05 h,温度的最大响应时差延迟约0.023 h,验证了新建模型在适应复杂外部条件时具有较好的准确性。     

多层墙体内部湿迁移对传热的影响

墙体的传热传质对建筑围护结构的热工性能、建筑能耗和室内环境有着十分重要的影响。本文以相对湿度和温度为驱动势建立多层墙体一维非稳态热湿空气耦合传递模型(HAM模型),并利用有限元法进行了数值求解,重点关注了湿迁移对传热的影响机理。研究结果表明:考虑传湿时墙体内外壁面附近出湿度梯度大,相变速率大,湿流密度大;墙体内部会产生湿积累;墙体内部湿迁移主要受蒸汽扩散主导,墙体交界面处局部Nu数变化受湿迁移的影响大;相变过程对传热的影响不可以忽略。     

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。