非统一界面半无限大热湿耦合迁移过程及对房间湿环境影响研究

基本信息
批准号:51508443
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:王莹莹
学科分类:
依托单位:西安建筑科技大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙婷婷,马超,周晓骏,李净,陈耀文
关键词:
热湿耦合传递湿相态非绝湿地面湿环境
结项摘要

The heat and moisture distribution features and coupled transfer process of soil layer of buildings without impermeable construction is to determine the surface wet condition and the main way to affect indoor wet environment. The wall heat and moisture migration belongs to limited thickness transfer process. However, the building ground without impermeable construction belongs to a half infinite heat and moisture coupling migration process. The soil thermal boundary has related to constant temperature layer position, and the wet boundary is determined by the underground water level. Therefore, thermal boundary and wet boundary are not unified and wet components exist with variety state, such as gas, liquid, gas and liquid mixed. The existing analysis method of heat and moisture transfer is difficult to directly applied to the ground. This project will use the following methods to study, investigation, theoretical research, numerical calculation and experimental test. Grasping the underground hydrogeological conditions, thermal and moisture physical properties of the ground cushion and soil in the typical hot wet area. The wet existence form of each underground structural layer is analyzed and the moisture transfer driving potential under the condition of the different wet phase combination is determined. The ground half infinite heat and moisture coupling migration control equation is set up. Analyzing the soil heat and moisture distribution characteristics and dealing with non-uniform thermal wet interface based on the most unfavorable principles. The coupled heat and moisture control equation and the room hot wet environment control equations are set up, and the simplified calculation method of the surface moisture transfer amount is proposed. The mutual influence relationship of soil heat and moisture transfer quantity, room hot and wet parameters and the surface wet state is obtained. The research results provide theory basis for indoor ground moisture proof and wet environment control in hot wet areas.

非绝湿建筑地下土壤层热湿分布特性与热湿耦合迁移过程是决定地表面湿状态,进而影响室内湿环境的主要途径。区别于墙体的有限厚度热湿传递,非绝湿建筑地面属于半无限大热湿耦合迁移,其土壤深处热边界与恒温层位置有关,而湿边界决定于地下水位,热湿界面不统一,且湿组分以气、液、气液混合等多种相态存在,现有热湿传递分析方法难以直接应用于此类地面。项目拟通过调查分析、理论研究、数值计算和实验测试,掌握典型热湿地区地下水文地质条件、地面垫层及土壤热湿物性;分析地下各结构层湿存在形态,确定不同湿相态组合条件下湿迁移驱动势,建立地面半无限大热湿耦合迁移控制方程;分析土壤热湿分布特性,基于最不利原则对非统一热湿界面进行处理;联立热湿耦合控制方程及房间热湿环境控制方程组,提出地表面湿迁移量的简化计算方法,研究获得土壤热湿迁移量、房间热湿参数及地表面湿状态的相互影响关系。为热湿地区室内地面防潮和湿环境控制提供理论依据。

项目摘要

未设防潮层的建筑非绝湿地面湿积累现象导致地面泛潮、细菌滋生、建材寿命缩短等问题,进而影响室内湿环境及建筑能耗。针对建筑非绝湿地面属于半无限大热湿耦合迁移、热湿界面不统一、且湿组分以多种相态存在的特殊性,本项目揭示了建筑非绝湿地面半无限大热湿耦合传递机理,获得了地表面热湿迁移过程对房间湿环境的定量影响关系。. 项目通过对含湿建材导热系数进行理论研究,获得了静态湿分布和湿传递引起的附加导热系数计算方法;通过对非绝湿地面土壤基层进行实地测试,掌握了其热湿分布状况;利用相似理论对非绝湿地面构建了缩尺模型,通过实验研究了非绝湿地面热湿耦合传递过程,获得了地面构造、土壤类型、地下水温度及深度、室内热湿环境等因素与地表面热湿状态之间的影响关系;对非绝湿地面热湿界面不统一问题进行处理,建立热湿耦合控制方程,通过数值计算分析了不同工况下考虑与未考虑湿迁移时,非绝湿地面热湿传递过程对地表面温度及热流的影响特性;提出了地表面湿迁移量的简化计算方法;通过对整体建筑热湿传递过程进行计算,获得了地面热湿交换过程对房间湿环境的影响关系;针对非绝湿地面潮湿问题,分析了地下水位、地下水温、土壤类型、地面构造对地面结露的影响,并提出缓解措施。研究结果为热湿地区室内地面防潮和湿环境控制提供理论依据。. 研究成果发表期刊论文14篇,其中SCI检索论文7篇,EI检索论文3篇;授权发明专利1项,申请发明专利4项;主编出版专著《建筑热质传递理论与应用》1部,协助培养博士研究生1名,毕业硕士研究生2名;研究成果获陕西省科技进步二等奖1项,陕西高等学校科学技术一等奖2项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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