被动式太阳能集热蓄热墙对室内湿环境调节作用的研究

1、.：.；被动式太阳能集热蓄热墙对室内湿环境调理作用的研讨摘要：本 HYPERLINK bbs.studa/ 研讨在两间分别采用被动式集热蓄热墙体和普通保温节能墙体的同实体大的实验房屋中，利用多点温湿度及风速的 HYPERLINK 计算机巡回监测系统等，对室内外温湿度、风速、太阳辐射强度及墙体内温度等参数在采暖期进展了长期实测，并经过对大量测试数据的 HYPERLINK 分析，对被动式太阳能集热蓄热墙体对室内湿环境的调理作用进展了深化地实验研讨，同时对由于采用集热蓄热墙体所带来的湿环境的明显改善进展了机理分析。关键词：湿迁移 被动式采暖降温 湿环境 建筑节能 引言在冰冷地域，由于建筑外围护构造湿

2、传送所带来的建筑热性能和寿命降低、 HYPERLINK 影响人体安康或温馨性等方面的 HYPERLINK studa/ 问题是非常严重的，为此，通常采用的 HYPERLINK studa/ 方法是加强外围护构造的绝热保温性能或适时地进展通风换气。随着建筑节能相关的规范规范的公布实施，外墙的结露问题得到了较好的处理，但外窗的结露景象依然普遍存在。国内外针对由于湿传送所产生的问题进展了大量的研讨，如：利用A.B.Luikov热湿迁移 HYPERLINK job.studa/ 实际分析墙体迁移对其隔热性能的影响、各种外围护构造湿传送过程的实际和实验研讨、湿传送对导热负荷的影响等。在进展多孔介质中湿传

3、送过程的实际分析时，由于存在着过程的非线性特征、滞后景象、非等温等难点，多采用简化计算方法；而在实验研讨中，由于测定含湿多孔体中部分含湿量的变化非常困难，难以对墙体内湿传送过程进展准确的分析。有研讨提出了利用测定温度分布来丈量瞬时湿分布的方法，但其实际根据没有思索相变的影响。本研讨在两间南外墙分别采用被动式集热蓄热墙体和普通保温节能墙体的同实体大的实验房屋中，利用多点温湿度巡回监测系统，对室内外温湿度、太阳辐射强度、外围护构造外表温度及集热蓄热墙体内温度等参数进展了实测，并经过对大量测试数据的对比分析，对被动式太阳能集热蓄热墙体对室内湿环境的调理作用进展了深化地实验研讨。 实验方法. 实验房实

4、验房图建造在大连理工大学校园内、两间房屋南墙分别采用新型被动式集热蓄热墙体和普通保温墙体，其他墙面均采用mm的苯板外保温加mm厚煤渣混凝土空心砌块、屋顶mm苯板外保温，门窗均采用绝热性能优良的单框双层中空玻璃门窗。图的右侧为被动式太阳能实验房以下简称太阳房，左侧为对比房。集热蓄热墙体的外侧采用的是透光性和绝热性能好的玻璃幕墙，玻璃幕墙与集热蓄热墙之间的空气间层内安装有遮阳帘，集热蓄热墙体和对比房南外墙构造及相关的物性参数如下图。图 实验房外景图 (a) 对比房南外墙 (b) 太阳房南外墙图 墙体构造及物性参数表示图. 测试方法温湿度测点布置如下图。室内的壁面温度及墙体内的温度丈量均采用多通道计

5、算机巡回检测系统自动记录、室内中心点和空气间层内的温湿度丈量采用日本产数字式温湿度测试仪TR-S、室外的温湿度数据采用美国产微型气候站延续自动记录，数据记录时间间隔均为分钟。图中的EDPT和RDPT分别表示实验房和对比房中心点的露点温度、RHE和RHR分别表示其相应位置的相对湿度、其他符号表示其相应测试点的温度，测点均布置在房间的中心高度。图 温湿度测点布置图 实验结果分析. 不同墙体作用下室内含湿量的变化a月刚开工(b) 月(c) 月图 不同墙体对室内含湿量影响的逐时迁移变化图实验房于年月底开工，墙体内含水量较高，尤其是太阳房在混凝土浇注过程中掺入了大量的水分，图表示了开工后不同时间段，不同

6、的墙体构造和室外气候条件对室内含湿量的影响。由图a可知，阴天时，太阳房室内含湿量比对比房高；晴天时，由于太阳光直接照射到集热蓄热墙体上，集热蓄热墙向室外侧空气间层的水分蒸发较快，使太阳房室内的含湿量明显低于对比房；随着时间的推移，太阳房和对比房的室内含湿量均坚持在一个相对平稳的形状，但对比房的含湿量明显地高于太阳房，图(b), (c)。另外，由图b、c可知，:至:左右，阴天时的室内含湿量高于晴天，:以后，结果相反，同时还可以了解到室外气候变化对对比房含湿量的影响逐渐减弱。. 外表结露分析在测试期间，由于室外气温较低，实验房门窗几乎处于全封锁形状，空气间层和室内外相对湿度随时间的变化如下图。由图

7、可知，对比房的室内相对湿度在/的时间段里高达%，最低也在%左右，比实验房约高%。被动式太阳能墙体的空气间层，受太阳辐射的作用，相对湿度RHAL、RHAR远低于室内侧的相对湿度RHE，使集热蓄热墙体的湿传送为从向室内和空气间层的双向传送过程过渡到向空气间层的单向传送，太阳房内的相对湿度由于被动式太阳能墙体吸放湿特性而坚持一个适宜的湿度形状。图表示的是在同样的实验条件下，太阳房和对比房室内侧门窗、南外墙壁面温度以及室内露点温度的随时间变化情况，图中符号参见图。由图可知，由于集热蓄热墙的作用，太阳房南外墙室内侧壁面温度EWL、EWR比对比房RWR、RWL高约，太阳的日出日落运转 HYPERLINK

8、规律，使太阳房南外墙室内侧壁面温度产生一定的动摇，而对比房那么变化不大。虽然两个房间室内温度相差不大.左右，但由于对比房的高湿环境使露点温度比太阳房高约，从：，门内侧外表温度几乎等于露点温度，窗内侧外表温度那么低于露点温度，出现结露景象，当室外气温低于-时，结露景象非常严重，而相比之下太阳房从未出现过结露。图 空气间层和室内外相对湿度的逐时变化图(a) 太阳房 (b) 对比房图 室内壁面温度和露点温度的逐时变化图. 墙体内部水蒸气分压力分布多孔介质的传湿过程是包含了气液两相流动、相变、热湿耦合传送等景象的复杂过程。前节曾经对外表结露景象进展了 HYPERLINK 分析，本文中为了简化对墙体内部

9、传湿过程的分析，根据 HYPERLINK book.studa/ 文献引见的稳态下纯蒸汽浸透过程的 HYPERLINK 计算 HYPERLINK studa/ 方法对太阳房的集热蓄热墙和对比房的南外墙内部水蒸气分压力进展了计算，详细计算方法如下：根据墙体两侧空气的温度和集热蓄热墙体内三个测点的温度见图，做出相应的饱和水蒸汽分压力Ps的分布线。 根据墙体两侧空气的温度和相对湿度，确定两侧空气的水蒸汽分压力Pi、Pe，并计算各层的水蒸汽分压力： m=,n式中： H墙体的总蒸汽浸透阻， H=H+ H+ H+= 任一分层的厚度，m； 任一分层的资料的蒸汽浸透系数, g/(mhPa)i室内；e室外； 从

10、室内一侧算起，由第一层至第m-层的蒸汽浸透阻之和。墙体构造见图，计算结果如图、图所示。由图可知，由于集热蓄热墙外侧空气层良好的吸湿作用及墙体本身的集热蓄热特性，墙体处于枯燥形状，内部未出现凝结景象；而对比房的南外墙内部水蒸气分压力在:、:和:都比较接近饱和水蒸气分压力，计算结果显示也未产生内部凝结见图。图 太阳房东西两侧集热蓄热墙体的水蒸气分压力分布图 对比房南外墙水蒸气分压力分布图以上的计算仅仅是近似的分析，而实践上，在含湿多孔资料的含湿量中液态水所占的比例远大于气相，需求 HYPERLINK soft.studa/ 运用水蒸气和液态水同时传送的湿迁移混合模型进展求解。在该模型中，由于涉及到

11、相变系数，该系数确实定完全依赖于湿迁移过程中水蒸汽和液态水各自的传送速率，所以确定它很困难。. 与室外的关系图表示太阳房和对比房年月年月的室内外相对湿度的相关变化图。由图可知，当室外相对湿度添加时，室内相对湿度几乎没有明显的变化，这可以以为是由于实验房均采用外保温，外保温资料聚苯板的蒸汽浸透系数很小，湿气很难经过围护构造向室内传送，另外由于实验过程中门窗几乎都呈封锁形状，所以室内的相对湿度受室外的 HYPERLINK 影响很小。. 室内温馨性比较由于实验房是刚刚开工的房屋，虽然室内没有产湿源，但墙体内含水率很高，太阳房和对比房室内相对湿度比一样地点的采暖房间高%。年春节前后，大连遇到了稀有的继

12、续低温天气，室外气温达-，在未采取任何采暖措施的情况下，实验房两间房间的室内温度仍坚持在左右。虽然太阳房和对比房室内温度相差不大.，但由于壁面温度和室内相对湿度存在较大差别，室内热温馨觉得明显不同。对比房一直给人一种气闷的觉得，而太阳房觉得比较温馨。.结论年月年月，对被动式采暖降温实验房进展了长期延续的温湿度测试，经过对太阳房和对比房察看和测试的结果阐明，被动式太阳能集热蓄热墙体构造对室内湿图 室内相对湿度与室外相对湿度的相关变化图环境具有很好的调理作用，能有效地防止室内外表结露景象的发生，同时室内温馨性也得到了明显改善。另外，经过实验了解到由于在玻璃幕墙内侧会出现凝结景象，所以需求思索凝结水

13、的排放措施。 HYPERLINK book.studa/ 参考文献.季杰，许文发，严寒地域建筑墙体湿迁移对其隔热性能影响的 HYPERLINK bbs.studa/ 研讨， HYPERLINK 中国 HYPERLINK 科学技术大学学报，Vol.，No.,，-。.赵立华，董重成，贾春霞，外保温墙体传湿研讨，哈尔滨建筑大学学报，p.。.贾春霞，赵立华，董重成， 严寒地域外贴聚苯板复合墙体传湿研讨，保温资料与建筑节能，p.。.苏向辉,昂海松,许锋, 建筑构件内瞬态热湿分析中的多层求解方法, 计算物理，p-.陈永成，陈启高，建筑墙体潮湿区湿度计算方法研讨，重庆建筑大学学报，Vol.，No.,，-。.

14、陈永成，陈启高，围护构造吸湿区湿分布的分析解，重庆建筑大学学报，Vol.，No.,，-。.唐鸣放，陈启高，王进，空气浸透对房屋围护构造多孔资料层湿度的影响，重庆建筑大学学报，Vol.，No.,，-。.lu xiaoshu, Estimation of indoor moisture generation rate from measurement in buildings, Building and Environment, (), -.Franck Lucas, Laetitia Adelard, Franois Garde and Harry Boyer, Study of moisture in buildings for hot humid climates, Energy