论文部分内容阅读
墙体内部的湿积累会降低其热工性能,认识其内部的热湿传递规律是正确进行建筑节能计算的基础。目前墙体热湿传递研究大多针对无室内外压差下进行,有室内外压差下墙体热湿传递研究相对较少,需要进一步的展开相关研究。本文以外保温墙体为对象,基于传热传质理论,建立了热湿及空气耦合传递模型,用有限差分法对模型进行了离散化,编制了方程求解程序,采用物理模型试验和数值模拟计算研究了外保温墙体热湿及空气耦合传递规律,分析了热湿及空气耦合传递效应对自然环境下外保温墙体热湿特性的影响,主要结论如下:综合考虑液态水传递、水蒸气传递、空气渗透和气液相变因素,以空气含湿量和温度为驱动势,运用能量与质量守恒定律建立了外保温墙体热湿及空气耦合传递模型,该模型方程系数物理意义明确,易于确定,便于模型求解。对所建立的热湿及空气耦合传递模型采用有限差分法进行了离散化,网格划分采用外节点法,非稳态项采用后向差分法离散,扩散项采用一阶中心差分法离散,材料分界面传递系数采用调和平均法计算,并编制了离散方程组求解的MATLAB程序。建立了外保温墙体热湿及空气耦合传递规律试验装置,试验测试了室内外压差△P=0和△P>0两种工况下墙体内部的热湿传递规律,结果表明:空气渗透和水蒸气扩散同向时,湿传递增强,墙体材料偏潮湿,反之,湿传递减弱,墙体材料偏干燥;空气渗透对湿传递的影响较大,对温度影响较小。对试验条件下室内外压差△P=0和△P>0两种工况墙体内部热湿及空气耦合传递规律进行了数值模拟计算,并与物理模型试验结果进行对比,两者具有很好的一致性,数值模拟具有较高的计算精度,验证了模型的可行性和求解程序的可靠性。利用本文所建立的热湿及空气耦合传递模型和编制MATLAB程序,对寒冷地区和夏热冬冷地区室内外压差△P>0、△P=0和△P<0三种工况下墙体内部热湿特性进行了为期5年的数值模拟计算,结果表明:寒冷地区太原,冬季室内外压差△P<0和夏季室内外压差△P>0时,墙体偏潮湿;夏热冬冷地区深圳,夏季室内外压差△P>0时比△P=0时,墙体更偏于潮湿。