【摘要】：保溫墻體結露問題日漸突出,不但影響保溫層性能、墻體結構強度耐久性,還會提高內壁面霉變的風險。本文根據(jù)熱濕耦合傳遞思想,建立以溫度與相對濕度為計算驅動勢的一維墻體熱濕耦合傳遞模型,分別采用有限體積法、附加源項法對控制方程、邊界條件進行離散處理,并對兩者離散方程的形式進行統(tǒng)一。接著,使用python語言,采用numpy科學計算框架與TDMA迭代法提高計算效率,得到熱濕耦合傳遞模擬程序。根據(jù)文獻中解析解與實驗數(shù)據(jù)對程序與模型進行驗證,程序模擬結果的相對誤差小于5%。以南京地區(qū)為例,對夏熱冬冷地區(qū)保溫墻體進行穩(wěn)定邊界條件的熱濕耦合傳遞模擬,得到了保溫墻體的結露特性。在夏熱冬冷地區(qū),夏季工況外保溫墻體內部易發(fā)生結露,冬季工況內保溫墻體內部易發(fā)生濕累積;此外,保溫材料與基層材料之間的濕阻相差越大,保溫墻體發(fā)生濕累積現(xiàn)象時,濕累積速率越快。通過對典型氣象年條件下的保溫墻體的熱濕耦合傳遞模擬發(fā)現(xiàn),在動態(tài)條件下,內外保溫墻體保溫層及內壁面均具有不同的結露風險。隨后,根據(jù)保溫墻體的結露特性,分析得到空氣層、隔汽層適宜的設置部位,并分別對采用四種防結露措施的保溫墻體進行各工況的模擬分析,得到了對應的動態(tài)防結露效果。在主動防結露措施中,濕度控制防結露措施可對墻體內壁面進行濕度控制,將墻體內壁面相對濕度控制在50%~55%,有效防止內壁面霉變的現(xiàn)象;此外,濕度控制措施還可降低內保溫墻體保溫層內部相對濕度,防止保溫層結露情況的發(fā)生。在被動防結露措施中,采用濕阻較大的保溫材料、設置空氣層、設置隔汽層三種防結露措施均可對保溫層進行濕度調節(jié),降低全年內保溫層的結露時間。在六種模擬工況下,采用XPS保溫材料可分別降低外保溫墻體保溫層內側938h、584h、56h、44h、197h、81h的結露時間,設置空氣層可分別降低396h、179h、50h、38h、196h、77h的結露時間;設置隔汽層可將保溫層相對濕度控制在45%~60%范圍內。三種被動防結露措施中,設置隔汽層的動態(tài)防結露效果最佳,采用濕阻較大的保溫材料次之,設置空氣層效果最弱。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU111.4
【圖文】：

18]為提高空氣層的防結露效果，對空氣層進行了相關的改進，的方式強化了空氣層防結露效果。遞的理論研究方面，陳永成和陳啟高[19]在 Glaser 模型的基礎上為水蒸汽滲透階段、毛細擴散階段和液相水滲流階段三個階段液態(tài)水的濕遷移，分析提出了墻體潮濕區(qū)域的物理模型與濕度態(tài)模型并得到了固定邊界條件下單層墻體內部濕度分布的解析較于蒸汽滲透模型更為準確，可以計算出墻體內濕分布隨時間單層墻體內的熱濕分布情況。濕耦合傳遞遞模型中，大多學者都單純考慮水分在墻體的等溫擴散作用，布不受濕遷移影響，溫度在單一材料內呈線性分布，熱傳遞與傳遞過程。然而在實際情況中，濕遷移不僅會受熱遷移的影響響，并且墻體材料的熱濕參數(shù)受熱濕遷移共同影響，熱、空氣遞，過程十分復雜[20]。

第三章 模型求解及驗證第三章 模型求解及驗證到的墻體熱濕耦合傳遞方程可知，相對濕度梯度與溫度梯度的擴，導致控制方程具有極大的非線性與耦合性，難以得到方程的解值解法。本研究中，將采用較為常用有限體積法[58]的數(shù)值方法，進行編程運算。程的離散積法的節(jié)點、控制容積及尺寸的約定標識如圖 3-1 所示，其中 W點，Δx 為控制體積，w、e 分別是網格的左右界面。

度的模擬分布情況與解析解分布情況，其中 100 小時最大相對誤差為 4.30%，平均誤差為 0.73%；300 小時最大相對誤差為 1.98%，平均相對誤差為 0.49%；1000 小大相對誤差為 2.47%，平均相對誤差為 1.63%；整體平均相對誤差為 0.95%。表 3-1 模擬值與解析解相對誤差時刻 最大相對誤差 平均相對誤差 整體平均相對誤差100h 4.30% 0.73%300h 1.98% 0.49%0.95%1000h 2.47% 1.63%由上表數(shù)據(jù)可知，模型模擬的計算值與解析解的結果最大相對誤差小于 5%，在范圍內，能夠在一定程度上證明程序及模型的準確性。.4.2 實驗數(shù)據(jù)驗證為進一步驗證計算程序與模型的準確性，繼續(xù)將根據(jù)文獻[63][64]中云杉膠合板驗數(shù)據(jù)進行對比。圖 3-10 為云杉膠合板實驗的裝置圖，云杉膠合板尺寸為 600mm80mm×27mm（長×寬×厚），熱電偶及濕度傳感器測點的布置如圖 3-11、圖 3-12 所示

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本文編號：2790772