考虑吸放湿的室内环境及空调负荷模拟分析

提出了一个考虑室内表面材料吸放湿的建筑热湿过程简化模型,并对室内空气湿度及空调负荷进行了模拟分析。结果表明：室内表面材料吸放湿过程有明显的降低湿度变化幅度的作用,对潜热负荷的影响较大。     

墓葬壁画地仗层吸-放湿动力学特性研究

对墓葬壁画地仗层的吸-放湿动力学特性进行了研究，通过设计吸-放湿实验，模拟地仗试块的吸-放湿过程，并绘制相应的吸-放湿动力学曲线，使用模型对试块的吸-放湿动力学曲线进行拟合。研究结果表明，墓葬壁画地仗层的吸、放湿过程均呈现出“先快后慢”的特点，“吸湿期”时间明显比“饱和期”时间更短，但吸湿量却达到了吸湿平衡时吸湿量的80%左右，放湿过程展现出同样的规律。在吸-放湿过程后试块的含湿率相较于试块初始含湿率更高，即有部分水分残留在壁画地仗层中。模拟地仗试块的吸湿动力学曲线和放湿动力学曲线分别符合双指数模型和一阶指数模型，R²>0.988,拟合效果较好。     

新型生土材料的调湿性能及导热性

通过热物性参数实验、等温吸放湿实验、反问题法求解导热系数实验研究改性生土材料的热湿物性参数。研究结果表明,改性生土材料的蓄热量大、衰减大、热稳定性强。由等温吸放湿实验得到改性生土材料的等温吸放湿曲线和拟合公式,同时对比平衡湿度曲线,改性生土材料的吸放湿性能优于石膏板、水泥砂浆、混凝土。利用反问题法求解导热系数与温度、含湿量的关系得到相对湿度在98%时,改性生土材料吸湿平衡后的导热系数比同温度下干燥材料增长了75. 6%。     

建筑调湿材料吸放湿速度变化规律

实验测得了4种建筑材料样品在不同相对湿度条件下的平衡含湿量.将4种样品置于环境参数不同的恒温恒湿环境中进行12h吸湿12h放湿的吸放湿周期试验,测得了样品在各个环境条件下吸(放)湿过程中每小时的吸(放)湿量.实验结果表明,在样品所处环境相对湿度相同时,各实验样品的量纲为一的吸放湿速度是时间的同一幂函数.数值拟合得到了环境相对湿度分别为95%和75%时样品的量纲为一的吸放湿速度的表达式.给出了样品在恒温恒湿环境(风速在2.0m·s-1以下)中材料每小时吸放湿量计算值的相对误差.     

内抹调湿砂浆外墙吸放湿特性及对负荷影响分析

本文从建筑围护结构节能出发，以内抹WSE（木质纤维Wood fibre、海泡石Sepiolite、膨胀珍珠岩Expanded perlite）基复合调湿保温砂浆外墙为研究对象，将其与内抹普通砂浆外墙对比，分析吸放湿特性及其对负荷的影响. 研究使用COMSOL Multiphysics有限元软件的建筑材料热湿耦合模型，分析环境湿度变化与外墙之间的湿迁移变化，以及与外墙的传热传质. 以夏热冬冷典型气候地区长沙为例，分析内抹WSE基复合调湿保温砂浆外墙的负荷及潜热负荷占比，同时选取夏热冬暖地区广州和寒冷地区北京对比分析外墙的全年能耗. 研究发现，内抹WSE基复合调湿保温砂浆外墙的吸放湿速率远大于内抹普通砂浆的外墙，并能长时间保持高速的吸放湿状态，同时比内抹普通砂浆墙体节省22.31%~23.85%的全年负荷. 墙体在吸湿过程中，温升与吸湿速率能力体现出一致性，表明墙体内表面湿迁移对温度有着重要影响，并且湿迁移越大对温度影响越大. 墙体在放湿过程中，温度迅速下降是放湿速率快的表现. 内抹WSE基复合调湿保温砂浆墙体具有优良的吸放湿特性和节能潜力，可用于建筑围护结构节能.     

几种常用建材的等温吸放湿线试验研究

设计建造了恒温恒湿试验台,用盐水饱和溶液保持小室恒定的湿度,通过对３种常用建材的平衡湿容量研究,试验得到其等温吸放湿曲线,为围护结构动态湿特性研究提供了基本数据。     

纤维素基湿度控制材料的制备与表征

以甲基纤维素作为接枝共聚的原料合成纤维素基湿度控制材料,并加入CaCl2和异丙基丙烯酰胺改善其吸放湿性能;通过间歇式吸附/脱附进行吸、放湿动力学实验与恒温脱附实验,采用热重分析(TG-DTA)和红外光谱(FTIR)表征改性复合材料的热稳定性及其结构。研究结果表明:该类材料具有吸湿量较大、易再生和稳定性高的特性,CaCl2改性材料在相对湿度为100%的最大湿容量为1.45 g/g,吸湿平衡时间约160 h;而相对湿度为90%达到湿平衡的样品放湿需约60 h,在80℃恒温烘箱中脱附40%仅需10 min。加入异丙基丙烯酰胺后材料的放湿速率明显增大,且所有材料在300℃以下具有较强的热稳定性。     

多孔体围护结构热湿同时传导基本方程及其线性化

基于等温吸放湿曲线以水蒸汽分压和温度作为驱动力，建立了在吸放湿范围内多孔体建筑围护结构的热湿同时传导方程，讨论了该方程的线性化条件．结果表明：在通常的室内外温度和相对湿度变化范围内该方程是线性的．     

考虑毛细滞后的未饱和多孔介质传热传质模型

本文从热湿迁移机理出发，通过在液相渗流中引入毛细滞后的影响，采用液相运动的最小梯度假设，建立了未饱和含湿多孔介质在考虑毛细滞后效应时传热传质的较普遍的模型理论．并对方程中的热湿迁移特性系数进行了分析，为进一步发展确定热湿迁移特性的有效实验方法提供了依据。     

考虑毛细滞后的末饱和多孔介质传热传质模型

本文从热湿迁移机理出发，通过在液相渗流中引入毛细滞后的影响，彩用液相运动的最小梯度假设，建立了未饱和含湿多孔介质在考虑毛细滞后效应时传热传质的较普遍的模型理论，并对方程中的热湿迁移特性系数进分析，为进一步发展确定热迁移特性的有效实验方法提供了依据。     

吸湿相变材料在建筑围护结构中的应用

吸湿相变材料在建筑围护结构中的应用是近年来世界各国研究中的新热点,其开发应用对节约能源,可再生能源的利用,维持生态环境的可持续发展有极其重要的意义。介绍了氯化钙作为吸湿相变材料在建筑围护结构中的应用,有利于节约能源、改善建筑物室内热环境、提高室内舒适度。     

两种建筑围护结构动态热湿耦合 传递模型对比与验证

对以相对湿度为湿驱动势的两种热湿耦合传递模型（Künzel模型和Liu & Chen模型）进行了对比与全面验证，包括理论验证、模型间验证和实验验证. 使用Fortran程序和COMSOL软件同时进行模拟，模拟结果分别与解析解、其他模型模拟解和单/双侧受控边界条件下的实验数据进行对比，模拟结果与对比值之间有良好的一致性. 将两模型模拟结果进行对比后发现，在吸湿区内低相对湿度段，两模型差异不大；而在吸湿区末段（相对湿度逐渐增大至接近95%），Künzel模型不再能够准确模拟湿分布. 此研究在吸湿范围内充分验证了两个模型，并为将来的热湿耦合模型验证提供参考.     

湿热环境下丛生竹与毛竹地板的尺寸稳定性

模拟冬季和夏季室内湿热环境条件,对国产毛竹地板和印度丛生竹地板进行湿热处理,测试了丛生竹地板和毛竹地板湿热处理期间的含水率变化和尺寸稳定性。结果表明：夏季高温湿热环境对竹地板吸湿及尺寸稳定性影响较明显,丛生竹地板和毛竹地板的吸湿性能变化规律基本符合菲克定律,且两者变化规律相似;但冬季湿热环境对竹地板影响较小。总体看丛生竹地板的吸湿平衡含水率和吸湿速率较毛竹地板的高。两者总体上的尺寸变化率和吸湿性均与美国的红橡地板相近,满足地板的使用要求。     

湿热环境下复合材料冲击损伤的近场动力学模拟

研究在湿热条件下复合材料的冲击损伤特征,是复合材料应用在舰船壳体的一个重要基础。现有的有限元方法在分析损伤及裂纹扩展问题中遇到了一定困难,需引入近场动力学(PD)理论,用于分析复合材料湿热冲击损伤。在复合材料近场动力学模型中,定义层内和层间共4种不同作用键;在本构方程中引入湿热伸长率项,改进键伸长率判定和键常数为湿热环境下的形式,建立了湿热环境下复合材料层合板PD模型。基于上述模型,模拟了不同湿热环境下复合材料层合板冲击损伤,并分析冲击速度对湿热处理复合材料层合板吸能性能的影响。结果表明:在冲击速度较低情况下,湿热因素对层合板冲击损伤影响较大;当温度与湿度共同作用时,层合板抵抗冲击能力更强。     

地下建筑热湿行为模拟研究：模型、计算工具和边界条件

多孔建筑材料热湿耦合模拟已被广泛的应用于建筑模拟。地下建筑随着城市土地的稀缺而愈发受到关注的同时,相关的湿热研究却很少被关注,主要是因为地下建筑内部复杂的湿热负荷和模拟中的大面积土壤。为准确的预测和优化地下建筑的湿热性能,指导地下建筑相关的湿热模拟,本文通过范围界定论文综述的方法,介绍了热湿传递的理论方法,并从数值模型、计算工具以及边界条件的角度,总结了现阶段地下建筑热湿模拟中的成果和不足。结果表明,地下建筑热湿模拟的挑战在于土壤成分和水分的不确定性、土壤表面的雨水沉淀和水分迁移以及较大土壤域带来的巨大计算成本。两步法虽然简化了模拟,但不足以用于热湿模拟,需要确定一种公认的程序、方法来直接确定地下建筑外边界条件以降低模拟复杂性。     

基于COMSOL软件的深埋地下工程围护结构热湿耦合传递模拟

围护结构内的热湿耦合传递是影响地下工程热湿负荷的重要因素,为了研究深埋地下工程中围护结构的热湿行为,通过建立热湿耦合传递模型,以两种衬砌结构为研究对象。在进行热湿传递模拟时,为体现含湿量对材料导热性能和传湿性能的影响,模型中将建筑材料的各项参数均表示为含湿量的函数。利用COMSOL Multiphysics的偏微分方程接口,模拟围护结构的热湿吸放过程,并比较两种衬砌结构的热湿传递规律。模拟结果表明:围护结构的热湿负荷变化略滞后于工程内部空气的温湿度的变化过程;离壁式衬砌结构的热负荷远小于贴壁式衬砌结构;离壁式衬砌中的空气夹层能有效增加围护结构的热阻,但是会降低围护结构的传湿阻力;离壁式衬砌结构和室内空气的传湿量略小于贴壁式衬砌结构,两者相差大约30%;离壁式衬砌更能够减小深埋地下工程的热湿负荷,降低工程能耗水平。     

竹束单板层积材的吸湿性能

采用慈竹经帚化后的竹束单板,制备了不同密度的竹束单板层积材(BLVL); 对板材进行不同温度的水浸处理,利用菲克定律分析了水浸泡温度及板材密度对竹束单板层积材吸湿行为的影响。结果表明:采用菲克第二定律扩散模型预测竹束单板层积材的长期吸湿行为具有一定的可行性,但在高温条件下(63 ℃以上)模型预测结果存在一定的偏差; 温度对竹束单板层积材的吸湿行为影响显著,随着水浸泡温度的升高,板材的吸湿速率加快,平衡时的吸湿质量增加率及厚度膨胀率增大; 密度对竹束单板层积材的吸湿行为影响较大,竹束单板层积材密度较大时,吸湿膨胀变形较小,板材的尺寸稳定性较好。