置换通风系统作为一种高效节能的系统形式,与传统的混合通风系统相比,能够保证室内较高的空气品质,同时有效降低空调系统能耗。置换通风独特的气流组织能够在室内形成显著的温度分层和污染物分层;同温度分层类似,置换通风房间内同样存在湿度分层现象,这一特性意味着置换通风具有更强的除湿能力,同时也为系统节能提供了新的空间。本文通过数值模拟的方法对置换通风房间内的湿度分布进行研究:以办公室和教室两种不同建筑类型的室内湿度分布作为模拟研究对象,建立了预测室内湿度分布的三节点模型;对影响室内湿度分布的因素进行了分析;以长沙地区的建筑工程项目为例,运用该模型对置换通风系统的设计方法进行优化,并通过能耗模拟软件EnergyPlus对优化前后系统的节能潜力进行分析。研究获得如下结论:(1)根据室内水蒸气输运过程的质量守恒建立了预测室内湿度分布的三节点模型,通过模型计算值与模拟值的偏差分析得到模型参数I_o(室内散湿量进入工作区的比例)的最优取值为0.8;(2)对热源散热量对室内湿度分布的影响进行研究,结果表明随着热源散热量的增大,同一高度上对应的空气含湿量均有不同程度的增加;同时随着热源散热量的增大,较强的上升热羽流动量冲击天花板形成的回流,对室内热力分层高度有重要影响;(3)对冷辐射板温度分别为26℃、22℃、18℃三个案例进行对比分析发现:随着冷辐射板温度的降低,室内垂直方向上的温度梯度和湿度梯度逐渐减小,室内温湿度分布趋于均匀分布;(4)通过湿度分层模型对系统设计进行优化,研究结果表明忽略室内的湿度分层进行系统设计会导致系统的设计容量偏大,优化后系统制冷机组的设计容量可以减小约6%;对比优化前后系统在供冷期内的动态能耗,结果显示优化后的系统相比于优化前制冷机组能耗、再热能耗以及水泵能耗均有显著降低,节能率分别为12.4%,17.8%,19.4%,系统总体实现节能约11.6%,节能效果显著。这对于进一步推广置换通风系统在我国的应用,具有十分重要的意义。