湿热气候建筑墙体热湿耦合传递动态模型与实验研究

我国湿热气候地区的建筑墙体存在着很强的热湿耦合传递现象。墙体热湿耦合传递对建筑热工性能、建筑热湿环境和建筑能耗有着十分重要的影响。本项目在多孔介质热质传递理论、能量和质量守恒定律的基础上，利用非平衡热力学方程，考虑墙体内部水分蒸发冷凝及太阳辐射等影响因素，研究墙体内热湿耦合传递机理，建立多层墙体热湿耦合传递动态数学模型；解决机理模型系数难以确定和不同材料间的边界条件不能确定的难题；开发有效的实验验证测试技术，采用two-way expansion和动态边界条件等先进数值技术，提高机理模型准确性和数值稳定性。进而研究墙体热湿耦合传递对建筑热湿环境和建筑能耗的影响、湿热气候节能墙体的设计分析方法、墙体内部冷凝状况和墙体霉菌生长情况，为我国湿热气候地区的节能建筑墙体的设计，降低墙体内部冷凝几率，防止墙体霉菌生长提供理论依据和技术指导。

我国热湿气候地区多孔建筑墙体热湿耦合迁移对其热工性能、建筑能耗及室内环境有着重要影响。本项目以多孔介质传热传质学为理论基础、以建筑围护结构内的热湿迁移及湿积累问题为工程背景对我国南方热湿气候地区多层墙体的热湿耦合迁移特性进行了系统的研究。利用非平衡热力学方程，考虑墙体内部水分蒸发冷凝等因素，建立多层墙体热湿耦合迁移动态数学模型以及热、湿及空气迁移动态数学模型。在典型热湿气候地区长沙，搭建足尺寸构件热湿耦合迁移实验台验证热湿耦合迁移动态模型，吻合良好。研究了建筑中的一些热湿迁移问题，例如，分析了太阳辐射对墙体热湿迁移的影响，研究表明太阳辐射对墙体热湿迁移有重要作用；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；对比分析了两种不同墙体的热湿迁移特性；分析了热湿气候地区湿迁移对墙体传热两的影响及几种墙体材料湿分对导热系数的影响。模型及实验研究研究结果能推动我国多孔介质墙体热湿迁移研究，对工程中热湿问题有着重要指导作用。