新型竹材结构建筑热湿耦合迁移模型及实验研究

竹材具有生长快、产量高、强度大、弹性好和环保及可再生等特点，作为现代建筑材料而越来越受到人们的重视。针对目前竹材结构建筑研究与应用中存在的有关热湿传递过程的需急待研究解决的基础性问题，本项目基于非稳态多孔介质热湿传输理论，主要研究和分析新型竹材结构建筑的热湿耦合作用下的传热传湿迁移机理与模型。研究内容主要包括：（1）竹材组合墙板及构件的热迁移模型；（2）竹材组合墙板及构件的湿迁移模型；（3）竹材组合墙板及构件热湿耦合迁移理论模型及数值计算模型；（4）竹结构实验用楼房围护结构的传热传湿特性及保温隔热性能的分析与实测。 .通过理论分析与实验及实测研究，建立新型竹材结构建筑的热湿耦合作用下的传热传湿迁移理论模型及其数值计算与分析方法，为发展我国的建筑技术学科、进一步开发和利用竹材为新型建筑材料将具有十分重要的经济、社会和环境效应。 2100433B

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。 2100433B

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。

根据对几种典型复合墙体多年的实测结果，提出了用复合法研究复合墙体热湿迁移的方法，编写了相应的计算程序，计算结果与实验结果比较吻合；对含湿墙体在第三类热湿边界条件下的传热过程进行了理论研究，并提出了一种含湿墙体空调得热计算方法，为更准确地计算空调负荷打下了理论基础；通过实测温度场、热流以及所提出了理论模型，利用反问题法获得了建筑墙体动态湿分布；对TIM复合墙体合TIM复合双层窗的传热特性进行了理论研究，得到了一些具有良好应用价值的结果，为TIM在我国建筑中的推广应用建立了理论基础。另外，为研究需要，采用热针法测试含湿保温材料的导热系数，获得了更为准确的实验结果，同时筹建“建筑热工综合实验台”。 2100433B