【摘 要】
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随着城市化进程的推进,高层建筑不断增加,风压、热压等因素引起的室内外压差较大,考虑空气渗透的影响,对建筑节能、防潮及防霉工作有着重要作用,因此亟需研究建筑墙体热、湿及空气渗透耦合传递特性。通过理论分析,建立了建筑墙体热、湿及空气渗透耦合传递数学模型,利用COMSOL Multiphysics?多物理场仿真软件对所建模型进行了求解,采用理论分析和数值模拟计算,研究了建筑墙体的热、湿及空气渗透耦合传递
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随着城市化进程的推进,高层建筑不断增加,风压、热压等因素引起的室内外压差较大,考虑空气渗透的影响,对建筑节能、防潮及防霉工作有着重要作用,因此亟需研究建筑墙体热、湿及空气渗透耦合传递特性。通过理论分析,建立了建筑墙体热、湿及空气渗透耦合传递数学模型,利用COMSOL Multiphysics~?多物理场仿真软件对所建模型进行了求解,采用理论分析和数值模拟计算,研究了建筑墙体的热、湿及空气渗透耦合传递特性,并进行了建筑墙体内部冷凝风险评价。主要研究结论如下:(1)考虑空气渗透、气液相变以及水分传递因素,以相对湿度和温度为驱动势,根据能量守恒和质量守恒定律,建立了建筑墙体热、湿及空气渗透耦合传递数学模型。建立的模型系数简单易于确定,便于求解。(2)利用COMSOL Multiphysics~?多物理场仿真软件中偏微分方程接口即泊松方程模块和系数型偏微分方程模块对热、湿及空气渗透耦合传递模型进行了求解,模型求解结果与物理试验结果经对比具有良好的一致性,验证了所建模型的可靠性以及求解方法的正确性。(3)利用模型对迎风面和背风面墙体的热、湿及空气渗透耦合传递规律进行为期5年的数值求解,揭示了不同室内外压差作用下墙体的热湿特性。结果显示:寒冷地区徐州冬季,当墙体处于背风面时墙体更潮湿;夏季,当墙体处于迎风面时墙体更潮湿。迎风面和背风面对建筑墙体热湿传递进入正常情况阶段的时间也有影响,处于迎风面的墙体,达到正常情况阶段的时间较短。(4)对寒冷地区徐州的建筑墙体内部的不同位置进行了冷凝风险评价。考虑了不同空气渗透情况,空气渗透对墙体内部冷凝风险影响较大,相比正常情况阶段,墙体使用初期空气渗透影响更明显。不同位置霉菌滋生的风险不同,墙体内部冷凝风险与所处位置材料的热湿传递性能参数有关,而且高层建筑中空气渗透作用会增加墙体内部冷凝风险。本论文有图80幅,表16个,参考文献113篇。
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