【摘要】：輕型木結(jié)構(gòu)建筑溫濕度的有效控制,既是人群居住舒適度的重要考量標(biāo)準(zhǔn),亦是建筑物理學(xué)的客觀要求。室內(nèi)溫濕度在房屋施工建造及投入使用時(shí)均處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)。室內(nèi)水分太高會(huì)導(dǎo)致建筑本身易滋生細(xì)菌螨蟲,產(chǎn)生霉菌,并且會(huì)引發(fā)居住者胸悶氣短等健康問題;室內(nèi)水分太低則會(huì)造成木材收縮翹曲、開裂,并且會(huì)引發(fā)居住者皮膚刺激和呼吸問題。為了動(dòng)態(tài)了解輕型木結(jié)構(gòu)建筑墻體的保溫效果及熱濕耦合性能,筆者對(duì)輕型木結(jié)構(gòu)圍護(hù)墻體在夏熱冬冷區(qū)的適用性作出分析,預(yù)測(cè)其未來熱濕變化趨勢(shì),并在墻體設(shè)計(jì)初期找到新的突破點(diǎn)。本文以A幢(軟木輕型木結(jié)構(gòu)建筑)、B幢(防腐木輕型木結(jié)構(gòu)建筑)兩幢輕型木結(jié)構(gòu)建筑,a墻體(軟木SPF)、b墻體(軟木佳殿保溫棉)、c墻體(防腐木SPF)、d墻體(防腐木佳殿保溫棉)四種圍護(hù)墻體為測(cè)試及研究對(duì)象,以理論計(jì)算為研究支撐,對(duì)輕型木結(jié)構(gòu)建筑墻體保溫及熱濕耦合性能做出了如下研究。首先,實(shí)驗(yàn)測(cè)試了墻體材料的基礎(chǔ)材性(密度、厚度)、熱物性參數(shù)(導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容)、濕物性參數(shù)(不同相對(duì)濕度下的水分儲(chǔ)存含量、溫度相關(guān)的導(dǎo)熱系數(shù),含水率相關(guān)的導(dǎo)熱系數(shù));之后,分兩個(gè)時(shí)期測(cè)試A、B幢的a、b、c、d墻體的傳熱系數(shù)。同時(shí),在1月至3月實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩幢輕型木結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)外溫濕度及含水率;最后,使用WUFI 6.0模擬四種墻體的熱濕性能,預(yù)測(cè)2018年—2019年,一年中墻體溫濕度及含水率變化曲線。在此基礎(chǔ)上分析了兩幢輕型木結(jié)構(gòu)建筑保溫性能、居住舒適度、凝結(jié)及霉菌風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)印證了軟件模擬的準(zhǔn)確性與可信度。主要結(jié)論如下:(1)建筑被測(cè)材料中:軟木,佳殿保溫棉屬于高效保溫材料;OSB,SPF均屬于保溫材料;防腐木掛板,防水卷材均屬于絕熱材料。等溫吸濕能力排序?yàn)?佳殿保溫棉軟木OSB防腐木SPF;吸水能力排序?yàn)?OSB軟木防腐木SPF佳殿保溫棉;(2)2017年12月的傳熱系數(shù)測(cè)試值與2018年3月相比,相對(duì)誤差更小(2017年12月A幢:2.06%,B幢7.08%;2018年3月A幢3.51%,B幢11.40%),表明最冷月測(cè)試效果更好。同時(shí),A幢及a、b墻體的傳熱系數(shù)測(cè)試值均小于B幢及c、d墻體傳熱系數(shù),這表明前者的保溫性能優(yōu)于后者;A、B幢建筑及a、b、c、d墻體傳熱系數(shù)測(cè)試值遠(yuǎn)小于夏熱冬冷熱工分區(qū)傳熱系數(shù)(≤1.0W/(m~22K)),甚至達(dá)到了嚴(yán)寒區(qū)熱分區(qū)的傳熱系數(shù)要求值(≤0.4W/(m~22K)),因此A、B幢建筑及a、b、c、d墻體均適用于夏熱冬冷區(qū);(3)由A、B幢建筑的溫度、熱流值數(shù)據(jù)及測(cè)試曲線分析熱穩(wěn)定性、熱惰性、蓄熱系數(shù)及延遲時(shí)間。其結(jié)果表明:A幢建筑抵抗外界波動(dòng)的能力更強(qiáng),熱穩(wěn)定性更好,且其蓄熱能力也更強(qiáng)。A幢建筑墻體的衰減倍數(shù)小于B幢墻體。(4)在溫濕度及含水率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中,A幢建筑的溫濕度調(diào)節(jié)性能優(yōu)于B幢建筑。但從標(biāo)準(zhǔn)差來看,B幢建筑的室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)差均小于A幢建筑,這表明B幢木建筑的室內(nèi)溫濕度變化更穩(wěn)定;B幢建筑的含水率遠(yuǎn)大于A幢建筑的含水率。A、B幢建筑內(nèi)SPF處的含水率均隨時(shí)間的推移,表現(xiàn)出其含水率下降趨勢(shì),且c墻體的含水率下降速率快;A幢、B幢建筑內(nèi)側(cè)OSB處的含水率均隨時(shí)間的推移表現(xiàn)出下降趨勢(shì),其中A幢內(nèi)側(cè)OSB的含水率大于B幢內(nèi)充OSB的含水率,這表明A幢建筑室內(nèi)溫濕度波動(dòng)大,印證了A幢建筑室內(nèi)溫濕度波動(dòng)大于B幢建筑。(5)A、B幢建筑在空調(diào)條件下全年平均溫度及冬季相對(duì)濕度均在適宜的濕度區(qū)間內(nèi)。夏季的溫濕度均高于其它季節(jié)濕度,需安裝除濕氣空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度;四種輕型木結(jié)構(gòu)建筑墻體,全年的室內(nèi)溫度均大于露點(diǎn)溫度,不易發(fā)生冷凝,墻體設(shè)計(jì)適用于南京夏熱冬冷氣候區(qū)。四種輕型木結(jié)構(gòu)建筑墻體室內(nèi)墻面霉菌孢子實(shí)際含水量小于臨界水分含量,這表明在2018年—2019年中,四種墻體室內(nèi)墻面霉菌孢子萌發(fā)可能性較小,不易產(chǎn)生霉菌。本研究對(duì)輕型木結(jié)構(gòu)建筑墻體乃至其它木結(jié)構(gòu)建筑墻體的健康設(shè)計(jì)與未來室內(nèi)環(huán)境預(yù)測(cè)提供了新的研究方向,以便準(zhǔn)確的識(shí)別建筑構(gòu)件及墻體結(jié)構(gòu)中熱濕耦合傳遞風(fēng)險(xiǎn),有效避免損害發(fā)生,最大化地發(fā)揮輕型木結(jié)構(gòu)建筑本身的優(yōu)勢(shì)。本研究致力于為居住者創(chuàng)造更舒適與健康的輕型木結(jié)構(gòu)住房環(huán)境,并且對(duì)提高熱力學(xué)及熱濕及空氣耦合傳遞成果在我國(guó)輕型木結(jié)構(gòu)建筑的工程應(yīng)用提供技術(shù)支撐,具有較高的指導(dǎo)意義及工程應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU111.41
【圖文】：

墻體的傳熱原理

圖 1-2 輕型木結(jié)構(gòu)建筑墻體保溫及熱濕耦合性能研究技術(shù)路線Fig.1-2 Technical roadmap for thermal insulation and heat and moisture coupling performance of light woodstructure building walls1.4.3 創(chuàng)新點(diǎn)研究成果預(yù)測(cè)輕型木結(jié)構(gòu)建筑墻體保溫及熱濕性能的未來變化趨勢(shì)

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本文編號(hào)：2725534