本文關(guān)鍵詞：熱濕氣候地區(qū)多層墻體熱濕耦合遷移模型研究

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【摘要】：在我國的熱濕氣候地區(qū),溫度變化較為劇烈,夏季溫度高且較為潮濕,冬季陰冷。墻體的熱濕耦合遷移對建筑能耗、建筑物的使用壽命及人居環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響。因此,本文結(jié)合仿真模擬軟件對多孔介質(zhì)內(nèi)熱濕耦合遷移特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,利用實(shí)驗(yàn)測試,分析了實(shí)際室內(nèi)外條件下建筑墻體的熱濕遷移過程。本文首先通過對建筑墻體熱濕遷移過程分析,依據(jù)達(dá)西定律、菲克定律、傅里葉定律建立了熱濕耦合傳遞模型,運(yùn)用COMSOL Multiphysics數(shù)值仿真模擬軟件進(jìn)行模擬計(jì)算。研究了熱濕氣候地區(qū)墻體物性參數(shù)對墻體熱濕傳遞的影響。結(jié)果表明:液態(tài)水傳遞系數(shù)以及吸放濕曲線斜率隨溫濕度變化時(shí)對模型計(jì)算影響較大。針對已建立的熱濕耦合傳遞模型,考慮了建筑墻體參數(shù)與墻體溫濕度呈函數(shù)關(guān)系,模擬分析了三種墻體考慮傳濕時(shí)對建筑能耗的影響,并與不考慮傳濕作用對比�？紤]傳濕作用后墻體總熱通量隨時(shí)間變化曲線峰值較不考慮傳濕作用具有滯后性;內(nèi)置保溫材料有效的阻止了顯熱通量的傳遞,但不能減少潛熱通量的傳遞,在建筑能耗計(jì)算中不應(yīng)忽略潛熱通量。對模型的求解方法進(jìn)行了研究,完善了對熱濕耦合模型的數(shù)值解法�；贚uikov建立的方程,以溫度和濕度勢為驅(qū)動勢,利用時(shí)域遞歸展開算法進(jìn)行求解。計(jì)算結(jié)果與有限差分算法、解析解、實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好,表明該算法能夠用于求解多孔介質(zhì)熱濕耦合傳遞模型。時(shí)間步長的改變對計(jì)算結(jié)果影響較小,可通過增加時(shí)間步長來減少工作量。為了研究熱濕氣候地區(qū)常見外墻在實(shí)際氣候條件下的熱濕傳輸特性,驗(yàn)證模型的正確性,本實(shí)驗(yàn)利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及方法,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,測試了在實(shí)際氣候條件下建筑墻體內(nèi)的溫度及濕度情況。根據(jù)已經(jīng)建立的模型,分析了四種室內(nèi)外溫濕度條件下墻體內(nèi)表面冷凝情況,通過計(jì)算室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度,并與墻體內(nèi)表面的溫度對比,判斷墻體內(nèi)表面的冷凝情況。
【關(guān)鍵詞】：熱濕耦合 時(shí)域分析 參數(shù)分析 實(shí)驗(yàn)研究 冷凝
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU111.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-9
• 第1章 引言9-22
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.1.1 建筑能耗與節(jié)能10
• 1.1.2 建筑耐久性10-11
• 1.1.3 建筑物內(nèi)部空氣品質(zhì)11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展11-20
• 1.2.1 熱濕傳遞理論研究12-17
• 1.2.2 熱濕傳遞實(shí)驗(yàn)研究17-20
• 1.3 本文研究內(nèi)容20-22
• 第2章 熱濕氣候地區(qū)墻體熱濕耦合遷移模型參數(shù)分析22-37
• 2.1 墻體內(nèi)熱濕耦合傳遞模型的建立22-25
• 2.1.1 墻體濕傳遞過程22-24
• 2.1.2 墻體空氣傳遞過程24
• 2.1.3 墻體熱傳遞過程24-25
• 2.2 模型解法25-27
• 2.3 模型驗(yàn)證27-30
• 2.3.1 模型驗(yàn)證 1：與HAMSTAD基準(zhǔn)2對比27-28
• 2.3.2 模型驗(yàn)證 2：與HAMSTAD基準(zhǔn)5對比28-30
• 2.4 參數(shù)分析計(jì)算30-35
• 2.5 本章小結(jié)35-37
• 第3章 建筑墻體熱濕耦合傳熱分析37-43
• 3.1 模擬材料物性參數(shù)37-38
• 3.2 室內(nèi)外溫濕度條件38-39
• 3.3 冷負(fù)荷的計(jì)算39
• 3.4 計(jì)算結(jié)果與分析39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 熱濕耦合傳遞模型時(shí)域遞歸展開算法43-55
• 4.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱濕耦合模型常用解法43
• 4.2 熱濕耦合傳遞計(jì)算模型43-45
• 4.2.1 模型的假設(shè)43-44
• 4.2.2 控制微分方程44-45
• 4.2.3 邊界條件和初始條件45
• 4.3 時(shí)域遞歸展開算法45-49
• 4.3.1 在時(shí)域上的離散45-46
• 4.3.2 在空間域上的離散46-48
• 4.3.3 算法的實(shí)現(xiàn)48-49
• 4.4 算法驗(yàn)證49-51
• 4.5 實(shí)例分析與討論51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第5章 熱濕氣候地區(qū)多層墻體熱濕耦合遷移實(shí)驗(yàn)研究55-64
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>55
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方案及原理55-56
• 5.3 實(shí)驗(yàn)墻體構(gòu)造56-57
• 5.4 實(shí)驗(yàn)儀器選擇57-60
• 5.4.1 溫度傳感器57
• 5.4.2 濕度傳感器57-58
• 5.4.3 溫濕度變送器58
• 5.4.4 數(shù)據(jù)采集儀58
• 5.4.5 儀器安裝58-60
• 5.5 數(shù)據(jù)采集與處理60
• 5.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果對比60-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 第6章 建筑墻體內(nèi)表面冷凝分析64-69
• 6.1 室內(nèi)外溫濕度條件64-65
• 6.2 建筑外墻內(nèi)表面冷凝分析65-68
• 6.3 本章小結(jié)68-69
• 第7章 結(jié)論69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1016366