【摘 要】
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对新建建筑开展湿环境设计,对既有建筑进行湿性能评估和湿环境改造,充分发挥建筑材料和房间自身的调湿性能调节室内湿度,是解决湿问题的有效途径。材料和房间调湿性能的测试与计算是上述工作的基础,但由于材料湿热物性参数难获取、模型计算复杂等原因使其难以在建筑工程中应用。与此同时,既有测试环境与实际环境不一致,如何利用标准工况测试结果预测评价实际多变环境中的材料吸放湿表现等问题尚缺乏深入、充分的研究。基于此,
【基金项目】
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国家建设高水平大学公派研究生项目（201906150064）；
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对新建建筑开展湿环境设计,对既有建筑进行湿性能评估和湿环境改造,充分发挥建筑材料和房间自身的调湿性能调节室内湿度,是解决湿问题的有效途径。材料和房间调湿性能的测试与计算是上述工作的基础,但由于材料湿热物性参数难获取、模型计算复杂等原因使其难以在建筑工程中应用。与此同时,既有测试环境与实际环境不一致,如何利用标准工况测试结果预测评价实际多变环境中的材料吸放湿表现等问题尚缺乏深入、充分的研究。基于此,本文综合运用理论分析、数值模拟、实验室测试和现场测试方法,改进既有吸放湿计算模型和求解方法,系统提出了材料和房间调湿性能的测试与计算新方法。先后开展工作并取得新的认识如下:（1）通过广泛调研,从种类和吸放湿性能两方面综合确定石膏板、水泥砂浆、中密度纤维板和聚酯纤维板4种典型材料作为本文关注对象。通过文献和标准规范调研,明确散湿量、材料气积比、环境湿度、环境温度、湿变模式、材料厚度和环境风速为7个与材料吸放湿作用密切相关的实际环境条件,据此提出简化和典型实际环境条件。（2）针对既有有效湿渗透厚度模型（Effective Moisture Penetration Depth Model,EMPD模型）和传统计算方法的局限,基于反问题法,通过精准划分计算区域、修正有效湿渗透厚度表达式和构建材料物性参数动态变化关系式提出改进EMPD模型,经数值模拟、实验室测试和现场测试综合检验,证明改进EMPD模型对各实际情况下材料和房间调湿性能的预测精度相比既有EMPD模型显著提升,预测空气湿度相对偏差平均0.9%RH,相对偏差偏离比平均2.4%,决定系数平均0.992。（3）面向建筑工程实际提出成套材料吸放湿性能的测试和计算新方法,经自主设计研发的测试平台检验,确认新方法可精确预测4种常见建筑材料在7方面常见环境条件参数变化及多种材料协同作用情况下的吸放湿性能,预测环境湿度相对偏差平均0.7%RH,相对偏差偏离比平均3.1%,决定系数平均0.995,同时相比既有方法新方法还具有测试条件合理、应用范围广、工程可行性强的突出优点,能够为新建建筑的材料吸放湿性能评价、选用与优化设计提供有力支撑。（4）结合工程实际需求提出成套房间湿缓冲性能的测试和计算新方法,经自主搭建的现场测试系统检验,确认新方法可精确预测实际房间在多环境条件参数变化情况下的湿缓冲性能,预测室内空气湿度相对偏差1.4%RH,相对偏差偏离比2.4%,决定系数0.984,同时相比既有方法新方法还具有工程可行性强的优点,能够为既有建筑湿缓冲性能现状评估和湿环境改造设计提供有力支撑。本文取得的研究成果有助于扩大调湿材料在建筑中的应用范围,提升应用效果,在营造优质人居空间的同时降低建筑能耗,为我国建筑湿性能的评价、设计与改善提供理论基础和技术支撑。
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