周期性边界条件下多层墙体内热湿耦合迁移.docx

第37卷第6期

2009年6月

同济大学学报(自然科学版)

JOURNALOFTONGJIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)

Vol.37No.6

?Jun.2009

文章编号:0253-374X(2009)06-0814-05

周期性边界条件下多层墙体内热湿耦合迁移

李魁山,张?旭,高?军

(同济大学暖通空调研究所,上海200092)

摘要:为了研究墙体在室外热湿气候下内部温度和水蒸汽密均气温27～30℃,最高气温达40℃以上,空气相对湿

度变化,建立以温度梯度和水蒸汽密度为推动势的多层墙体

度在70%～80%之间,甚至更高;而冬天室外气温较

内一维热湿耦合传递方程.在室外温度、水蒸汽密度周期性

变化作用下,利用Fluent软件修改标量方程求解该耦合方

程,将对数值结果同文献实验结果对比,两者较好吻合.以室

外典型年参数计算冬、夏季墙体内水蒸汽分压力及热流密度

分布.计算结果表明,在冬季内保温和墙体接触面发生冷凝

低,最冷月的日平均温度为-4℃.在冬季供暖室外温

度低和相对湿度大时,以及夏季空调长期运行蓄冷后

的间歇时段,墙体内水蒸汽在室内外综合条件作用

下,在墙体内发生迁移、冷凝,容易出现结露、发霉等

现象.有文献指出,当建筑墙脚、窗框等热桥含湿气平并结露,外保温在冬、夏季均不会出现结露.

关键词:热湿耦合传递;围护结构;周期性条件

中图分类号:TK529?文献标识码:A

衡达到80%以上,材料内部将会形成霉菌[1],导致室

[1],导致室

内空气环境恶化,危害人体健康.在计算围护结构热

传递时,往往简化数学模型,忽略了围护结构传湿对

CoupledHeatandMoistureTransferinMulti-

wallUnderPeriodicBoundaryConditions

能耗及室内环境的影响,因此研究不同保温材料对围

护结构、保温、隔热、防潮设计更加重要.

1?多孔介质内热湿传递机理

LIKuishan,ZHANGXu,GAOJun

(InstitutionofHeating,VentilationandAirConditioning,Tongji

University,Shanghai200092,China)多孔介质内热湿迁移是由“推动势”推动,根据

选择的推动势不同,建立的数学模型也不同.多孔介

Abstract:Withthetemperatureandwatervaporgradient

质理论研究近50年,国内外学者根据不同迁移势提

beingchosenasthedrivenpotential,thecoupledheatand

出了不同的数学模型,1934年Luikov提出了热湿耦

moistureequationswereestablishedinmult-iwall.Underthe

合模型,但方程中包含参数过多,所以先后于1966

periodicconditions,thecoupledequationsweresolvedbya

年和1975年对方程做了改进,但仍包含四个物性参

numericalmethod,andtheFluentwasusedtomodifythe

scalarequation.Thenumericalresultswerealsocompared数;1939年Henry根据蒸发冷凝理论提出了数学模

withtheexperimentallymeasureddatareportedinthe

型;1957年Philip和DeVries以温度梯度和含湿量

literature.Watervaporpressureandheatfluxdistribution

度为驱动势建立了热湿耦合模型;Berger和Per于

werecomputed.Theresultsshowthatinwinter,condensation

1973年以及Whitaker于1977年根据不同的驱动势

occursintheinterfacebetweentheinteriori