夏热冬冷地区外保温墙体凝露特性及防结露措施分析

为降低墙体内部结露的危害,建立以温度和相对湿度为计算驱动势的一维热湿耦合传递模型,对夏热冬冷地区常见的EPS外保温墙体进行凝露特性及相关防结露措施效果的分析.通过模拟,对比分析了南京、南昌、长沙及重庆地区EPS外保温墙体冬夏季工况条件下的热湿分布情况.在夏季工况下,4个地区墙体的保温层与基层材料界面处相对湿度分别高达86.43%,82.45%,86.07%,82.61%,具有较高的结露风险.以南京地区为例,对采用空气层、隔汽层2种防结露措施的EPS外保温墙体进行防结露效果分析.结果表明,在保温层与基层材料界面处设置15 mm空气层,可降低保温层最大相对湿度2.31%;而在室外保温层外侧设置隔汽层,虽然降低了夏季工况下的相对湿度,但将保温层冬季相对湿度提高至91.26%,具有不利影响.因此夏热冬冷地区冬夏季工况下,外保温墙体采取空气层防结露措施比隔汽层更有利.     

冬冷干燥地区整体建筑热湿耦合传递对室内温湿度的影响

为准确预测冬冷干燥地区多层墙体保护下室内温湿度分布和动态变化,研究整体建筑的热湿耦合瞬态传递规律。本文基于Dancy定律,傅里叶定律,Fick定律等基础传递理论,采用热湿空气在墙体内部的非稳态耦合传递控制方程,以温度和相对湿度为驱动势,建立了整体建筑多孔介质墙体热湿耦合传递非稳态模型。通过重点研究两种保温建筑材料：石墨聚苯板和EPS保温板,对分别采用两种墙体下整体建筑的热湿耦合传递和对室内温湿度的调节进行模拟分析。结果表明,在冬冷干燥地区EPS的保温性能优于石墨聚苯板;经过24h的封闭模拟,两种情况下的室内的平均相对湿度分别为38.00%和36.50%,室内的平均温度分别为3.75℃和4.20℃;靠近墙壁处的相对湿度与室中央的温度之间的变化存在非线性关系。研究结果可以为冬冷干燥地区建筑外围护结构的设计提供参考。     

粉煤灰加气混凝土砌块墙体裂缝成因及其解决措施

粉煤灰加气混凝土砌块是一种轻质墙体材料，具有良好的隔热性能，施工较为简便，价格低廉。是我国夏热冬冷地区唯一能以单一材料方式满足建筑节能要求的墙体材料。本文分析了粉煤灰加气混凝土砌块墙体裂缝形成原因，提出了解决墙体裂缝的各种技术措施。     

吸湿性墙体霉菌滋生风险室内温湿度临界值对比研究

建立吸湿性墙体热湿耦合迁移瞬态数学模型,通过与典型案例对比验证数学模型;为了评价霉菌滋生风险,提出了霉菌滋生风险室内湿度临界值及温湿度临界线等概念。研究我国南方主要城市两种典型墙体(红砖墙体与加气混凝土墙体)霉菌滋生风险室内温湿度临界值。研究结果发现:1)随着室内温度逐步升高,各地市两种墙体的霉菌滋生风险湿度临界值均逐步降低; 2)各地市霉菌滋生风险室内湿度临界值相差较大; 3)不同墙体的室内温湿度临界值各不相同,加气混凝土墙体温湿度临界线均高于红砖墙体。     

建筑围护结构热湿耦合传递特性实验研究与分析

建立了多层墙体热湿耦合传递的实验测试方法,测试了长沙地区1月份和7月份空调房间外墙体内的温湿度分布情况.分析了热湿气候地区墙体内湿传递和积累的情况,以及不同内表面情况对墙体热湿性能的影响.实验结果表明:靠近室外侧水泥砂浆与红砖界面处的温度、湿度严重受室外温、湿度变化的影响,且此界面处的湿度长期高于80%,易引发霉菌的生长;靠近室内侧红砖与水泥抹灰界面处的温度、湿度主要受室内温、湿度的影响,变化较小;在夏季,内表面贴发泡塑料墙纸的墙体内各界面处的温、湿度普遍比没贴墙纸的墙体内相应位置处的要高;在冬季,两墙体内界面处的温度基本相同,但没贴墙纸的墙体内各界面处的湿度比内表面贴有发泡塑料墙纸的墙体要略高.同时,墙体内的温、湿度变化存在着很强的耦合作用,并且太阳辐射强度对墙体内的温、湿度分布有很大的影响.     

墙体热、湿及空气耦合传递非稳态模型及验证

为了更准确地预测墙体内的温湿度分布,研究多孔介质墙体内的热、湿及空气耦合非稳态传递规律,以温度、相对湿度和空气压力为驱动势,考虑热传递、湿传递、空气渗透及其相互作用,建立了建筑多孔介质墙体热、湿及空气耦合传递非稳态模型,并采用有限元方法设计了相应的模拟计算程序.通过对比新建模型模拟结果与国际公认的HAMSTAD标准验证实例,验证了模型的正确性.     

建筑垃圾轻质混凝土的热工性能试验研究

基于一维稳态传热原理,对用建筑垃圾轻质混凝土制作的3个试件进行了保温性能测试。其中用粉煤灰粘土陶粒混凝土制作了1个试件,按照40%的取代率分别用加气混凝土、废弃混凝土作为粗骨料代替陶粒制作了2个试件。通过建筑维护结构测试系统,得到了3种墙体材料的传热系数和热阻,计算出了导热系数。同时制作立方体试件测得了7 d和28 d立方体抗压强度。计算结果表明:7 d立方体抗压强度为28 d的80%左右,两种建筑垃圾轻质混凝土的强度相对陶粒混凝土降低了;陶粒加气混凝土的导热系数和陶粒混凝土接近,均小于陶粒废弃混凝土;陶粒废弃混凝土的导热系数小于普通混凝土。采用200 mm厚的陶粒废弃混凝土按常用复合墙体做法,经过传热系数和蓄热系数计算,均能满足夏热冬冷地区的节能指标要求。     

寒冷地区外保温墙体热湿耦合特性

为了研究外保温墙体非稳态热湿耦合传递规律,降低墙体内部受潮的危害,以寒冷地区保定市典型的外保温墙体为研究对象,针对以现浇混凝土为基层和以轻质砌块为基层的外墙外保温系统,通过模拟对它们的热湿传递特性进行横向对比研究。同时从隔汽层的设置与空气层安装这两方面,分析其对墙体热湿性能的影响。模拟结果表明：在寒冷地区冬季工况下,现浇混凝土墙体保温层受潮位置在靠近室外一侧,轻质砌块墙体保温层受潮位置主要在保温层中间及靠近基层墙体一侧,其中轻质砌块墙体的保温层受潮程度较为严重,保温层的最大相对湿度达到71.5%且长期高于室外环境相对湿度,容易发生湿积累。安装隔汽层后,轻质砌块系统保温层含水量下降了17.3%,保温层相对湿度下降到50%以下。安装空气层后,现浇混凝土系统的热阻提高,采暖期最冷日墙体平均温度上升了2.88 ℃,采暖期保温层最高相对湿度下降到了34%,但会增加夏季保温层的相对湿度,综合效果不佳。     

夏热冬冷地区太阳辐射对墙体内 热湿耦合迁移的影响

本文首先根据多孔介质热质传递机理,建立以温度和相对湿度作为驱动势的多层墙体热湿耦合传递模型并对其进行验证。基于验证后的模型研究夏热冬冷地区太阳辐射对墙体内热湿分布的影响。以上海为例,分析了该地区夏季和冬季墙体内热湿传递分布情况。结果表明:考虑太阳辐射时,墙体各处的平均温度均比不考虑时更高,相对湿度均比不考虑时更低。不同朝向墙体由于所受太阳辐射强度不同,温度和相对湿度分布也有差异。在夏季,墙体各界面平均温度差和最大温度差从大到小分别为西>东>南>北,平均相对湿度差和最大相对湿度差则相反;冬季,墙体各界面平均温度差和最大温度差从大到小分别为南>东>西>北,平均相对湿度差和最大相对湿度差同样相反。     

一种新型木结构墙体的热湿性能分析

以多孔介质传热传质学为基础,以墙体内的空气含湿率和温度为驱动势建立了多层墙体中的一维瞬态热湿耦合传递方程.以长沙地区为例,分析了我国南方热湿气候地区一种新型木结构墙体的热湿分布规律.分析结果表明,在热湿气候地区推广应用该墙体需要注意玻璃纤维内部冷凝问题,并提出了解决办法.     

Selection of Heat Recovery Ventilators in Different Climate Zones of China

Considering four different climate zones in China, an investigation on the choice of heat recovery ventilator for the buildings with little moisture emissions is carried out. The annual composition of energy consumption of air intake for per unitary air ventilation flow rate is evaluated by employing the testing data of climatic parameters in eight selected cities. The analysis shows that the total heat recovery is suitable in a controlled ventilation system with air humidity controlled during heating period of all the climates. For the building without air humidity controlled in winter, the sensible heat recovery ventilators can be used in severe cold and cold regions, and total heat recovery systems are more suitable for energy saving in hot summer and cold winter and hot summer and warm winter regions.     

寒冷地区复合自保温砌块墙体热湿耦合迁移特性研究

为了研究自保温砌块墙体的热湿耦合传递规律,将当前主流构造型式的复合自保温砌块墙体与同等厚度的外保温墙体进行对比。以寒冷地区保定市为例,通过数值软件进行模拟计算,分析自然环境下墙体内部的热湿耦合传递过程。模拟结果表明:自保温砌块墙体的保温隔热效果优于外保温墙体。在夏季工况下,墙体湿风险较低,不存在霉菌滋生与冷凝风险。在冬季工况下,自保温砌块墙体内部湿风险均高于外保温墙体。填芯自保温砌块墙体、夹芯自保温砌块墙体、外保温墙体内部相对湿度最大值分别为73.9%、92.1%、68.6%。其中,夹芯自保温砌块由于空腔的存在降低了墙体的传湿阻力,相对湿度超过80%,湿积累明显且霉变风险较大,使得墙体长期使用稳定性与保温性能受到影响。因此,填芯自保温砌块具有更好的适用性,有利于减小建筑热湿负荷,降低建筑能耗水平。     

三种墙体保温隔热性能的数值分析

利用计算流体力学和计算传热学的方法,建立数值仿真的物理模型和数学模型,对比较适合"夏热冬冷"地区的三种外墙进行了传热计算,并用相关资料进行验证.通过数值仿真计算了由墙体传入室内的热量(夏季)或由室内通过墙体传到室外的热量(冬季 ),并对三种墙体的热工性能进行了比较.研究结果表明外挂式封闭间层墙体的夏季隔热性能及冬季保温性能都较好,可以在"夏热冬冷"地区推广使用.     

墙体节能效果的影响因素研究

在夹芯墙节能检测试验中,分析养护周期对墙体传热系数的影响,发现含水率是最重要的影响因素,通过对夹芯墙体传热系数试验结果和理论计算结果的对比分析后发现,两者之间存在差别的原因是试验操作误差和理论计算的简化,据此提出夹芯墙体传热系数试验中减小影响因素的3种改进措施,为夹芯墙体在夏热冬冷地区的研究提供参考.     

加气混凝土墙体的热桥效应及局部保温措施

加气混凝土砌块作为一种能满足寒冷地区65%节能要求的自保温墙体材料,在严寒地区应用时,局部易产生热桥效应,且热桥部位极易产生发霉、冻胀和墙体抹灰层空鼓等问题.本文针对加气混凝土砌块墙体中的外转角及丁字墙部位进行实测,确定了这些部位热桥的影响范围,并分别建立了传热计算模型对温度场进行模拟.同时根据模拟结果设计了热桥部位的局部保温形式,分析了局部保温层厚度和保温层位置对温度场的影响.结果证明,局部保温措施能够提高热桥部位温度,减弱甚至消除热桥的影响,有效抑制墙体内部冷凝及其引发的冻胀冻融现象.研究结果可为加气混凝土砌块自保温墙体在寒区的应用和推广提供理论依据.     

双层定型相变墙体的优化组合

与单层定型相变墙体相比,双层定型相变墙体依靠两层相变材料的潜热吸收和释放,可实现对室外冷热量的有效控制,发挥更加显著的改善室内热环境的作用。本文基于相变传热特性数值模拟的显热容法,以课题组近年来新制备的四种不同相变温度和潜热的定形相变材料为保温基材,构建具有两种不同相变保温层的双层相变蓄热墙体,建立双层定型相变墙体传热数值模型并利用COMSOL Multiphysics数值分析软件求解,针对夏热冬冷与严寒地区使用双层相变墙体的温度控制效果进行模拟,对双层定型相变墙体的传热过程及控温效果的影响因素进行分析,为优化双层定型相变墙体的组合形式提供参考。     

卫生热水蓄热方式对地埋管换热性能的影响分析

竖埋管地源热泵系统为室内环境控制提供冷热量。在空调工况下,热回收机组可以提供卫生热水。卫生热水的供应在冬夏不同的运行模式下,对地埋管的换热性能影响不同。通过某地源热泵工程设计,分析了冬夏季卫生热水系统在蓄热方式下对地源热泵系统地埋管换热性能的影响。利用卫生热水的蓄热能力,对地埋管换热器在不同工况下的动态换热性能进行了对比分析,并通过数值计算得到了不同运行模式下地埋管的换热性能参数。根据计算结果提出了在该工程负荷特性下的系统调节方式。