日光温室是中国独有的一种温室类型,其通过后墙吸收太阳能实现蓄放热,维持棚内温度以满足果蔬作物生长,能有效解决中国北方地区冬季果蔬供应问题。为解决传统土墙厚度大、易坍塌、土地利用效率低等问题,本文研发了日光温室装配式土质夹芯复合墙体,该墙体内外两侧墙板分别采用预制普通钢筋混凝土板和轻质节能保温板,土质夹芯层厚度可根据不同作物对温度的不同需求灵活调整,内外墙板之间用土回填并采用FRP筋拉结或立柱连接,外侧保温板可有效阻隔热量传递。为深入系统地研究日光温室装配式土质夹芯复合墙体的热湿迁移及蓄放热性能,揭示墙内填土对温度变化响应存在的滞后效应,作者综合运用室内模型试验、理论推导和数值分析相结合的方法,围绕墙体温度、相对湿度、蓄放热量等方面开展了部分研究工作。取得如下成果:(1)探明了日光温室装配式土质夹芯复合墙体的热湿性能综合考虑日光温室室内外冬季热湿环境和自主研发的可控式热湿耦合试验台技术参数,通过日间周期性循环试验和外界稳态试验研究发现:日光温室装配式土质夹芯复合墙体内部热湿耦合作用不明显,墙内温度可随蓄放热快速升降、相对湿度较高且较稳定;该层状异质复合墙体对室外湿度变化不敏感,利于日光温室热环境营造;墙内填土相对湿度保持在99%左右,使墙体具有稳定高效的蓄热和放热能力,是墙体的主要蓄热体,所占蓄热比值为75.81%;外侧轻质节能保温板所占蓄热比值为2.27%,主要起保温隔热作用,基本实现了墙体与室内环境的单向传热;靠近室内一侧280 mm厚的墙体对室内温度变化响应迅速,墙体内温度场对外界温度变化响应存在时间和空间上的滞后效应,墙体两侧温差越小该效应越明显。(2)修正建立了土质夹芯复合墙体的蓄放热量理论计算与数值分析方法以试验数据为基础,基于高等传热学对墙体采取离散差分,修正建立了日光温室装配式土质夹芯复合墙体的蓄放热量理论计算方法,并用于热湿性能试验及数值拓展分析所涉及各工况墙体蓄放热量的定量分析;基于ANSYS和APDL参数化语言,采用2维4节点热分析单元PLANE 55修正建立了装配式土质夹芯复合墙体的数值模型,并通过实测数据验证了数值分析结果的可靠性,为开展不同外保温方式、不同夹芯土层厚度墙体的蓄放热性能分析提供了简便方法。(3)探明了外保温方式及土质夹芯层对墙体热湿性能的影响对采取不同外保温方式墙体的热湿性能及蓄放热能力进行对比分析表明:增加室外侧聚苯保温板(EPS板),可减小墙体内温度场对外界温度变化响应存在的滞后效应,缩短放热时间,提升放热效率;墙体外侧增设50、100 mm EPS板时,墙体填土蓄热量分别增加19.63%、24.95%,向室内放热量分别增加25.74%、41.72%,放热过程时均放热量分别增加1.59、3.08倍;EPS板还提高了墙体对外界温湿度环境的抵抗能力,有效阻止了墙体与外界环境间的热量交换。对土质夹芯层厚度对墙体蓄放热性能的影响研究表明:土质夹芯层对提升墙体蓄放热能力明显,室外侧采取同厚度EPS板的墙体,总蓄热量及向室内释放的热量均随土质夹芯层厚度的增加而增加。通过对比外保温方式及土质夹芯层对墙体蓄放热性能的影响,得到提高墙体蓄放热的有效方法:墙体厚度较薄时,增设墙体室外侧EPS板更有效;墙体室外侧不设EPS板或EPS板较薄时,增加墙内夹芯土层厚度更有效。综上可知,装配式土质夹芯复合墙体设计理念先进,外侧墙体为保温隔热层、内侧为蓄放热层,与传统土墙相比,蓄放热性能优越,土地占用少,且能够快速装配、重复利用、就地还田,适于在中国冬季寒冷地区推广应用。