建筑总能耗约占全国能耗总量的百分之二十，发展绿色建筑刻不容缓。开发高耐久、低能耗、高防火的保温隔热建筑材料是实现绿色建筑保温节能、降低建筑能耗和碳排放的社会急需。泡沫混凝土作为一种高耐火无机保温隔热材料，广泛应用于建筑物屋面保温、地暖绝热层和外墙外保温等；研究泡沫混凝土热性能的影响因素、获得其在湿热耦合作用下的热传递过程是实现泡沫混凝土性能优化、定量评价建筑物热性能的重要依据。本文利用硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，开发不同干密度的泡沫混凝土；提出了泡沫混凝土导热系数计算分析模型；建立泡沫混凝土参数化孔隙数值模型以及真实泡沫混凝土两相的二维和三维细观模型；利用COMSOL软件平台模拟获得其瞬态、稳态传热，及在湿热耦合作用下的热传递过程。主要研究如下：
　　(1)利用普通硅酸盐水泥和高贝利特硫铝酸盐水泥制备了干密度为300～1200kg/m3的泡沫混凝土，分析研究了干密度、孔隙率及其他因素对两种类型泡沫混凝土抗压强度和导热系数的定量影响。结果表明：随着干密度的增加，泡沫混凝土强度线性增加、孔隙率下降，导热系数指数增加。相比硅酸盐水泥泡沫混凝土，高贝利特硫铝酸盐水泥泡沫混凝土早期强度发展快，后期强度与其相近；在干密度较小时，硫铝酸盐水泥泡沫混凝土强度增加较快，当干密度大于1200kg/m3时，两类泡沫混凝土强度增加大致相同。
　　(2)提出了建立泡沫混凝土二维参数化孔隙模型的新方法；通过智能算法及图像处理方法对泡沫混凝土断面真实图像进行识别与处理，建立了真实泡沫混凝土两相细观模型并能实现其COMSOL有限元软件的导入；基于泡沫混凝土的XCT图像，建立了真实的三维固相和气相模型，并提出一种可以将其用于有限元计算的新方法。
　　(3)通过泡沫混凝土瞬态传热模拟，研究其保温隔热机理；通过泡沫混凝土稳态传热模拟，根据傅里叶定律计算其有效导热系数，并与实验结果和其他导热系数计算的分析模型进行对比。结果表明：通过数值模拟计算获得的结果与试验结果吻合度高。
　　(4)基于分形理论，计算泡沫混凝土孔结构计盒法分形维数和SandBox法的分形维数，获得不同干密度泡沫混凝土的孔结构分形维数，证明了泡沫混凝土孔结构具有较好分形特点；选取了固相和气相的并列结构计算模型，提出了考虑泡沫混凝土面积分形维数、迂曲度分形维数、孔隙率等微观参数的导热系数计算模型。
　　(5)通过Fick定律和Darcy定律等基本传热传质理论，建立了以温度、相对湿度为驱动势的温湿度耦合模型；利用COMSOL软件模拟了湿热耦合作用下泡沫混凝土单层墙体和组合墙体的湿热传递过程，对比文献数据表明提出的湿热耦合传递模型具有较高的准确性。