基于参数辨识法的多孔建筑材料湿传递参数研究

摘要

多孔建筑材料的热湿物性参数是分析建筑围护结构热湿性能的重要参数，是解决大量工程问题所必需的重要基础数据。本文基于多孔介质热湿迁移理论，在局部含湿量和温度测量的基础上，利用参数辨识法，对多孔墙体材料湿传递系数的确定方法进行了研究。主要工作如下：
　　首先，以Fourier定律、Fick定律、Darcy定律为基础，根据能量守恒定律、质量守恒定律，建立了以温度和相对湿度为驱动势的热湿耦合传递方程。利用参数辨识方法对热湿耦合方程中随温度与相对湿度变化的湿传递系数进行辨识，给出了液态水扩散系数、水蒸气渗透系数的表达式。以南方常用多孔墙体材料加气混凝土为例，通过建筑墙体热湿传递测试实验台，测量了墙体中温度场，湿度场的变化情况。利用全局优化法根据—维热湿迁移反问题的解得到其液态水扩散系数、水蒸气渗透系数与温度和相对湿度的计算关系式。
　　然后，为了验证参数辨识法的准确性，应用毛细吸水实验与蒸汽渗透实验对加气混凝土的湿传递系数进行了研究。结果表明，参数辨识法求解结果与实验测定的加气混凝土湿传递系数有一定偏差，但两者变化规律及数量级基本一致。
　　最后，以南昌地区的加气混凝土墙作为研究对象，利用仿真模拟软件COMSOL，分析了实际气候条件下湿传递系数的偏差对墙体内温湿度分布与室内负荷的影响。结果表明，在夏热冬冷地区，液态水扩散系数在10-9-10-7内变化时对墙体内温度、湿度分布以及传热量影响不大。水蒸气渗透系数在10-13-10-11内变化时对墙体内温度、湿度分布影响较大，水蒸气渗透系数值越大，墙体内温度、湿度分布波动越剧烈；同时墙体瞬时传热量随之产生较大波动，给室内负荷带来更大影响。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状及发展概况

1.3本文主要研究内容

第2章 围护结构热湿迁移反问题的参数辨识法

2.1热湿耦合传递模型方程

2.2求解热湿参数反问题的全参数辨识法

2.3 实例研究与讨论

2.4测试结果及分析

2.5本章小结

第3章 围护结构热湿迁移反问题的参数辨识法验证

3.1毛细吸水实验

3.2蒸气渗透实验

3.3热湿参数实验测试值与参数辨识法计算值对比

3.4 本章小结

第4章 湿传递系数偏差对墙体传热传质的影响分析

4.1 热湿耦合传递模型

4.2 模型求解

4.3 典型城市与墙体构造选取

4.4墙体材料热湿物性参数对热湿耦合方程的影响

4.5本章小结

第5章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果