熱濕耦合作用建筑墻體相關問題研究內容簡介

《熱濕耦合作用建筑墻體相關問題研究》共分為9章。第1章介紹了熱濕耦合作用墻體機理、結露、微生物滋生等問題的研究現(xiàn)狀；第2章介紹了保溫墻體熱濕耦合遷移理論及數(shù)學模型，保溫層厚度及室內外溫度對墻體熱濕空氣耦合傳遞影響等；第3章采用數(shù)值模擬方法，研究了建筑墻體局部構件結露；第4章依據(jù)濕平衡原則，介紹了建筑墻體防結露策略研究；第5章介紹了墻體內熱濕耦合作用對建筑室內熱舒適性及能耗影響；第6章介紹了熱濕耦合作用對建筑微生物滋生影響；第7章介紹了嚴寒及寒冷地區(qū)外墻外保溫系統(tǒng)熱應力的實驗及模擬研究；第8章介紹了基于多因素作用下墻體構造優(yōu)選；第9章介紹了嚴寒及寒冷地區(qū)復合墻體評價體系研究。

1 熱濕耦合作用墻體綜合性能研究現(xiàn)狀

1．1 研究背景及意義

1．2 墻體熱濕耦合傳遞研究

1．2．1 數(shù)學模型及求解

1．2．2 實驗及數(shù)值模擬研究

1．2．3 熱濕耦合模擬軟件發(fā)展

1．3 墻體結露問題研究

1．4 微生物滋生問題研究

1．5 外墻外保溫系統(tǒng)耐久性研究

1．6 墻體熱濕耦合傳遞對建筑內環(huán)境影響研究

1．7 墻體評價體系研究

1．8 本章小結

參考文獻

2 保溫墻體內熱濕耦合遷移分析

2．1 多孔材料熱濕傳遞機理

2．1．1 液體水傳遞

2．1．2 水蒸氣擴散

2．1．3 濕傳遞

2．2 建筑材料內熱濕耦合傳遞數(shù)學模型

2．2．1 質量守恒

2．2．2 能量守恒

2．2．3 邊界條件

2．2．4 求解流程

2．3 數(shù)學模型驗證

2．3．1 灰泥吸水性能數(shù)值計算

2．3．2 灰泥熱濕傳遞性能數(shù)值計算

2．4 蒸汽滲透理論

2．4．1 材料物性參數(shù)

2．4．2 物理模型

2．4．3 蒸汽滲透理論與數(shù)值模擬比較

2．4．4 蒸汽滲透理論適用性

2．4．5 本節(jié)小結

2．5 保溫層對墻體熱濕空氣耦合傳遞影響

2．5．1 網(wǎng)格劃分與優(yōu)化

2．5．2 初始條件

2．5．3 邊界條件

2．5．4 結果分析

2．5．5 本節(jié)小結

2．6 室內外溫度對墻體熱濕耦合傳遞影響

2．6．1 網(wǎng)格劃分與優(yōu)化

2．6．2 初始條件

2．6．3 邊界條件

2．6．4 結果分析

2．6．5 本節(jié)小結

參考文獻

3 建筑墻體局部構件結露分析

3．1 物理模型及基本參數(shù)

3．2 無保溫熱橋部位結露分析

3．2．1 穩(wěn)態(tài)分析法

3．2．2 非穩(wěn)態(tài)分析法

3．3 采用保溫熱橋部位結露分析

3．3．1 外保溫熱橋部位結露分析

3．3．2 內保溫熱橋部位結露分析

3．3．3 10mm空腔外保溫熱橋部位結露穩(wěn)態(tài)分析

3．3．4 10mm空腔內保溫熱橋部位結露穩(wěn)態(tài)分析

3．3．5 40mm空腔外保溫熱橋部位結露穩(wěn)態(tài)分析

3．3．6 40mm空腔內保溫熱橋部位結露穩(wěn)態(tài)分析

3．4 建筑局部構件結露綜合分析

3．4．1 穩(wěn)態(tài)邊界綜合比較分析

3．4．2 非穩(wěn)態(tài)邊界綜合比較分析

3．4．3 本節(jié)小結

3．5 熱橋對墻體熱濕空氣耦合傳遞影響分析

3．5．1 網(wǎng)格劃分與優(yōu)化

3．5．2 邊界條件

3．5．3 初始條件

3．5．4 結果分析

3．5．5 本節(jié)小結

3．6 沈陽地區(qū)居民建筑墻體熱工性能動態(tài)模擬

3．6．1 網(wǎng)格劃分與優(yōu)化

3．6．2 初始與邊界條件

3．6．3 結果分析

參考文獻

附錄A 無保溫熱橋溫、濕度分布

A．1 穩(wěn)態(tài)邊界條件

A．2 非穩(wěn)態(tài)邊界條件

附錄B 外保溫熱橋溫、濕度分布（無空腔）

B．1 穩(wěn)態(tài)邊界條件

B．2 非穩(wěn)態(tài)邊界條件

附錄C 內保溫熱橋溫、濕度分布（無空腔）

C．1 穩(wěn)態(tài)邊界條件

C．2 非穩(wěn)態(tài)邊界條件

附錄D 穩(wěn)態(tài)邊界條件下關鍵點比較

4 建筑墻體防結露策略研究

4．1 安全含濕量與安全時間

4．1．1 安全含濕量與等溫吸放濕性能

4．1．2 安全時間與微生物滋生

4．2 墻體防結露控制策略

4．2．1 濕源控制

4．2．2 散濕控制

4．2．3 本節(jié)小結

參考文獻

5 熱濕耦合作用對建筑室內熱舒適性及能耗影響研究

5．1 基本理論

5．1．1 運輸方程

5．1．2 圍護結構熱濕計算的控制方程

5．1．3 建筑仿真模型的熱濕控制方程

5．1．4 模擬軟件

5．2 CTF算法及HAM算法

5．3 氣象參數(shù)

5．4 參數(shù)設定

5．4．1 建筑模型建立

5．4．2 圍護結構構造與建筑材料設定

5．4．3 人員作息及內部負荷設定

5．4．4 室內環(huán)境控制及空調運行時間

5．5 熱濕耦合遷移對室內熱舒適性影響分析

5．5．1 熱濕耦合傳遞對室內溫濕度影響分析

5．5．2 熱濕耦合傳遞對房間表面溫度影響分析

5．6 建筑濕環(huán)境影響因素的敏感性分析

5．6．1 空調調濕功能對室內濕環(huán)境影響

5．6．2 通風換氣次數(shù)對室內濕環(huán)境影響

5．6．3 圍護結構濕傳遞對室內濕環(huán)境影響

5．6．4 本節(jié)小結

5．7 熱濕耦合作用對建筑能耗影響模擬分析

5．7．1 EPS外保溫體系的熱濕耦合作用對建筑能耗影響分析

5．7．2 其他構造形式墻體的熱濕耦合作用建筑能耗影響

5．7．3 外保溫體系的熱濕耦合作用對能耗影響對比分析

5．7．4 本節(jié)小結

參考文獻

6 熱濕耦合作用對建筑微生物滋生影響研究

6．1 建筑內霉菌滋生情況調研分析

6．1．1 調查問卷設計原則

6．1．2 調研內容

6．1．3 調研結果分析

6．1．4 控制霉菌滋生措施

6．2 霉菌生長理論模型

6．2．1 固定溫濕度和固定比值

6．2．2 ESP-r霉菌預測模型

6．2．3 VTT霉菌預測模型

6．2．4 生物熱濕模型

6．2．5 模型對比分析

6．3 霉菌滋生影響因素敏感性分析

6．3．1 敏感性分析基本理論

6．3．2 霉菌生長速率

6．3．3 結果分析

6．4 建筑墻體表面霉菌滋生實驗研究

6．4．1 驗證霉菌種類相關實驗

6．4．2 驗證霉菌發(fā)霉時間

6．5 霉菌滋生情況模擬分析

6．5．1 邊界設置

6．5．2 模擬結果分析

參考文獻

7 嚴寒及寒冷地區(qū)外墻外保溫系統(tǒng)熱濕應力研究

7．1 外墻外保溫現(xiàn)場調研

7．1．1 調研規(guī)劃

7．1．2 調研結果分析

7．2 熱濕應力研究基礎理論

7．2．1 有限元軟件

7．2．2 熱傳遞基本理論

7．2．3 濕傳遞基本理論

7．2．4 模型建立

7．3 外墻外保溫體系熱傳遞模擬研究

7．3．1 外墻外保溫體系熱傳遞模型

7．3．2 外墻外保溫體系溫度場分析

7．3．3 外墻外保溫體系變形分析

7．3．4 外墻外保溫體系應力場分析

7．3．5 本節(jié)小結

7．4 外墻外保溫體系熱濕傳遞模擬研究

7．4．1 外墻外保溫體系濕度場加載條件轉換

7．4．2 外墻外保溫體系濕度場分析

7．4．3 外墻外保溫體系變形分析

7．4．4 外墻外保溫體系應力場分析

7．4．5 本節(jié)小結

7．5 外墻外保溫系統(tǒng)應力試驗研究

7．5．1 試驗設計

7．5．2 結果分析

7．5．3 外表面改進方案

7．5．4 本節(jié)小結

7．6 本章小結

參考文獻

8 基于多因素墻體構造優(yōu)選

8．1 層次分析法基本理論

8．2 墻體構造方案

8．2．1 優(yōu)化準則

8．2．2 構造方案

8．3 不同方案建筑能耗分析

8．4 不同方案建筑墻體經(jīng)濟性分析

8．5 不同方案建筑墻體霉菌滋生分析

8．5．1 墻體內表面熱濕分布

8．5．2 墻體內表面霉菌生長指數(shù)

8．6 基于層次分析法墻體構造方案優(yōu)選

8．7 本章小結

參考文獻

9 嚴寒及寒冷地區(qū)復合墻體評價體系研究

9．1 嚴寒及寒冷地區(qū)復合墻體評價指標體系構建

9．1．1 評價指標構建的理論基礎

9．1．2 嚴寒及寒冷地區(qū)墻體結構形式實地調研

9．1．3 指標選取

9．2 嚴寒及寒冷地區(qū)復合墻體評價指標權重體系構建

9．2．1 賦權法介紹

9．2．2 賦權方法選擇

9．2．3 指標權重確定

9．2．4 指標權重計算

9．2．5 權重體系分析

9．3 嚴寒及寒冷地區(qū)復合墻體評價體系建立

9．3．1 評價機制

9．3．2 評價細則

9．4 復合墻體案例評價分析

9．4．1 樣本介紹

9．4．2 評價內容

9．5 本章小結

參考文獻2100433B

我國熱濕氣候地區(qū)多孔建筑墻體熱濕耦合遷移對其熱工性能、建筑能耗及室內環(huán)境有著重要影響。本項目以多孔介質傳熱傳質學為理論基礎、以建筑圍護結構內的熱濕遷移及濕積累問題為工程背景對我國南方熱濕氣候地區(qū)多層墻體的熱濕耦合遷移特性進行了系統(tǒng)的研究。利用非平衡熱力學方程，考慮墻體內部水分蒸發(fā)冷凝等因素，建立多層墻體熱濕耦合遷移動態(tài)數(shù)學模型以及熱、濕及空氣遷移動態(tài)數(shù)學模型。在典型熱濕氣候地區(qū)長沙，搭建足尺寸構件熱濕耦合遷移實驗臺驗證熱濕耦合遷移動態(tài)模型，吻合良好。研究了建筑中的一些熱濕遷移問題，例如，分析了太陽輻射對墻體熱濕遷移的影響，研究表明太陽輻射對墻體熱濕遷移有重要作用；通過分析解得到了墻體內冷凝率和液態(tài)含濕量的分布曲線以及達到臨界含濕量所需的時間；對比分析了兩種不同墻體的熱濕遷移特性；分析了熱濕氣候地區(qū)濕遷移對墻體傳熱兩的影響及幾種墻體材料濕分對導熱系數(shù)的影響。模型及實驗研究研究結果能推動我國多孔介質墻體熱濕遷移研究，對工程中熱濕問題有著重要指導作用。 2100433B

我國濕熱氣候地區(qū)的建筑墻體存在著很強的熱濕耦合傳遞現(xiàn)象。墻體熱濕耦合傳遞對建筑熱工性能、建筑熱濕環(huán)境和建筑能耗有著十分重要的影響。本項目在多孔介質熱質傳遞理論、能量和質量守恒定律的基礎上，利用非平衡熱力學方程，考慮墻體內部水分蒸發(fā)冷凝及太陽輻射等影響因素，研究墻體內熱濕耦合傳遞機理，建立多層墻體熱濕耦合傳遞動態(tài)數(shù)學模型；解決機理模型系數(shù)難以確定和不同材料間的邊界條件不能確定的難題；開發(fā)有效的實驗驗證測試技術，采用two-way expansion和動態(tài)邊界條件等先進數(shù)值技術，提高機理模型準確性和數(shù)值穩(wěn)定性。進而研究墻體熱濕耦合傳遞對建筑熱濕環(huán)境和建筑能耗的影響、濕熱氣候節(jié)能墻體的設計分析方法、墻體內部冷凝狀況和墻體霉菌生長情況，為我國濕熱氣候地區(qū)的節(jié)能建筑墻體的設計，降低墻體內部冷凝幾率，防止墻體霉菌生長提供理論依據(jù)和技術指導。

若需達到相同的室內設計狀態(tài)，采用風機盤管系統(tǒng)需要更高的熱濕比（≥8000kJ/kg），根據(jù)熱濕比的定義，熱濕比越大說明室內濕度越小。有研究數(shù)據(jù)表明，全空氣系統(tǒng)除濕能力強于風機盤管系統(tǒng)。而地下建筑濕度一般均較大，采用全空氣系統(tǒng)正好可以利用其優(yōu)勢。

本文建議地下商業(yè)建筑應盡量采用全空氣系統(tǒng)，對因需要采用風機盤管系統(tǒng)，或濕負荷很大的項目，應增加輔助除濕設施，以達到合適的室內狀態(tài)。 2100433B