建筑结构湿过程对室内环境的影响及其分析方法的研究

摘要

人类居住环境是目前社会与技术发展极其关注的重大问题。建筑围护结构的热湿传递对于建筑结构的使用性能与人居环境的安全存在着巨大的威胁。此外，随着建筑能耗分析技术的发展，人们开始考虑一些从前未曾考虑的因素对空调负荷的影响。建筑围护结构和室内物体的吸放湿过程是十分重要的影响因素之一。室内表面材料可以吸收室内产湿量的三分之一左右，对室内空气湿度有很大的调节作用。潮湿的室内环境为霉菌的滋长提供了有利条件，高湿环境下的人体舒适性问题较以往更受关注。而在暖湿地区对吸放湿过程的研究显得尤为重要。 本文首先重点阐述了霉菌对建筑的影响与控制和湿度对人体舒适性的影响两个方面。霉菌生长使墙体表面装饰材料因霉变而损坏剥落，严重影响墙体的使用寿命和美观，霉菌的生长还导致室内空气品质变差，威胁到人体的健康。本文介绍了用数学模型预估霉菌生长的基本方法，并提出控制霉菌生长的基本措施，提出我国中南和南方地区进行霉菌对建筑影响方面研究的重要性；接着本文从热平衡、皮肤滋润感、皮肤对衣着的触摸感、以及从呼吸系统的局部热感觉、空气品质等角度讨论了空气湿度对人体舒适感的影响，给出了相应的数学模型以便从理论上对空气湿度与人体舒适感的关系做出量化评价。 建筑墙体的湿传导过程受到热传导过程、蒸汽扩散、液态扩散、表面扩散、Knudsen扩散、毛细流、纯水力流动等多种因素的影响，在数学上很难描述，求解就更困难了。有关学者提出了各种分析建筑湿传导过程的方法，但因过于复杂而难以付诸实用。本文提出建筑内表面吸放湿特性传递函数分析方法。用传递函数方法证明了当材料的Biot数极大(Bi→∞)时，其表面对空气环境的湿响应瞬时达到平衡状态；当材料的Biot数极小(Bi→0)时，可用集总参数模型分析其表面的吸放湿过程；在材料的Biot数介于两者之间(0《Bi《∞)时，通过与实验结果和数值解的比较表明：可用传递函数及其解法很准确地计算在吸放湿性范围内建筑内表面材料中任意处的吸放湿流量及水蒸气分压对室内空气相对湿度的复杂变化的响应。 文中最后用室内表面材料吸放湿过程传递函数的简化模型，提出了对室内空气湿度及空调负荷进行模拟的理论基础。论证了将此方法应用于模拟软件中的可行性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图索引

湖南大学学位论文原创性声明及学位论文版权使用授权书

第1章 绪论

第2章 墙体吸放湿研究应用的两个方面

第3章 传递函数法的数学基础

第4章 传递函数法研究墙体内表面吸放湿过程

第5章建筑墙体内表面对室内环境和空调负荷的影响

结论与展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢