陳文昌李朝軍蔡玲玲趙福云，2王漢青寇廣孝

1湖南工業(yè)大學土木工程學院

2武漢大學動力與機械學院

建筑室內濕空氣流動輸運機理綜述

陳文昌1李朝軍1蔡玲玲1趙福云1，2王漢青1寇廣孝1

1湖南工業(yè)大學土木工程學院

2武漢大學動力與機械學院

長期以來，室內通風條件下熱濕耦合遷移機理沒有被清楚認識，導致了建筑能耗的提高和室內空氣品質的降低。建筑室內濕空氣遷移是外部環(huán)境與內部環(huán)境耦合產生的溫度場、濕度場等多場相互作用的結果；另外伴隨著室內濕空氣水分蒸發(fā)與冷凝過程的作用，其室內環(huán)境遷移機制更趨復雜。本文綜述了室內水分遷移、蒸發(fā)和結露等各類數學模型，并提出了未來需要重點研究的基礎問題；這些研究將對于南方熱濕地區(qū)充分利用自然通風、降低建筑能耗等具有重要意義。

水分遷移 蒸發(fā)與結露 建筑節(jié)能 自然通風

人的大部分時間都是在室內度過的，良好的室內環(huán)境對人的健康至關重要。室內熱濕傳遞對室內環(huán)境影響很大，要從機理上去探索室內熱濕耦合傳遞機理，必須通過理論分析、數值模擬和實驗研究相結合的方法，對溫度梯度和水分濃度梯度等多場相互作用下的室內熱濕傳遞進行分析研究，分析驅動力之間的相互作用以及對熱濕傳遞的影響。本文從室內濕空氣水分遷移的理論分析模型，數值模擬研究，自然通風或自然對流水分遷移研究，冷凝與蒸發(fā)相變過程研究等四個方面，綜述了溫度梯度和水分濃度梯度等多場作用下室內濕空氣流動輸運機理，提出了未來需要重點研究的基礎問題。

1　室內濕空氣水分遷移理論分析模型

室內相對濕度變化主要是由濕空氣遷移引起，同時建筑圍護結構熱濕物性、換氣次數、室內熱濕源的散發(fā)等作用也是不可忽略的。水分積累是影響圍護結構的絕熱性、絕濕性、耐久性等性質的一個重要因素，墻體間隙冷凝是對圍護結構影響最明顯的一種水分積累宏觀現象。1990年以前建筑圍護結構水分遷移研究大多停留在實驗經驗上，沒有一套理論方法驗證實驗的正確性，同時經驗性的解決方法衍生了許多不確定傳遞系數。從圍護結構和室內相對濕度來看, Trechsel[1]提出水分運輸的四種形式：水蒸氣運輸（比如由于水蒸氣壓力差引起的擴散，如圖1所示）、液體運輸、固體運輸、吸附物運輸，濕空氣吸收水蒸氣的量與濕空氣的溫度密切相關，當濕空氣溫度高時，其吸收的水蒸氣多；當濕空氣溫度低時，其吸收水蒸氣少。根據室內濕空氣發(fā)生冷凝結露與否，Cunningham[2，3]建立了由空氣滲透、水蒸氣擴散和材料非穩(wěn)態(tài)下吸放濕三者之間相互作用的水分平衡模型。將水蒸氣當作理想氣體，室內水分平衡方程：

式中：V是腔體體積，m3；C是空氣水分濃度，kg/m3；m是吸放濕材料中水分濃度，kg/m3；p是水蒸氣分壓力，Pa；Ai是水蒸氣從室外流向室內的有效表面積，m2；Am吸放濕材料的有效表面積，m2；F是空氣換氣次數；h是吸放濕材料平均蒸汽傳導率，kg/(N·s)；K是吸放濕曲線的平衡常數，m2/s2；i，o分別代表室外、室內。

圖1　由于水蒸氣分壓力差引起的水分遷移

當室內外水蒸氣分壓力差、室內換氣、吸放濕材料三者引起的水分遷移達到穩(wěn)態(tài)時，通過理論分析解決三類模型問題：穩(wěn)定狀態(tài)模型，階梯函數模型，階段氣候驅動力模型，得出不同狀態(tài)的室內水分濃度函數。Rousseau[4]和Cunningham[5～6]在此基礎上通過分析提出引起室內墻體間隙冷凝的四大因素：驅動力（外界氣候）、溫度梯度、水蒸氣濃度、濕傳遞路徑，當墻體部件中某點的水分濃度由于水分的移動和擴散積累，大于該點溫度對應下的飽和水分濃度時，間隙冷凝開始形成；同時闡述了墻體發(fā)生間隙冷凝的條件以及預防有害冷凝發(fā)生的措施。墻體間隙冷凝對圍護結構有很大的危害，一般通過設置空氣阻滯層和絕熱層降低墻體間隙冷凝程度，減弱其對室內環(huán)境的影響。

后來，Cunningham[7]通過對上述模型[2～3]進一步改進，增添濕源作用，得腔體內水分平衡方程：

式中：g是濕源質量傳遞系數，kg/(N·s)；Pg是濕源蒸發(fā)表面水蒸氣分壓力，Pa；其他參數同式（1）。從理論上引入線性干燥速度和干燥時間常數，對水分濃度函數進行簡化得：

式中：co是腔體水蒸氣濃度，kg/m3；Co腔體最初水蒸氣濃度，kg/m3；是水蒸氣平均濃度，kg/m3；C、D是無量綱參數；t是時間，s；t1、t2是無量綱時間常數。

對新模型進行簡化時，有許多采取平均值以及電路循環(huán)類比的方法確定水分運動的阻力形式，這種簡化思想是很重要的。將這種數學模型運用推廣到其他環(huán)境下，也是很有意義的。雖然一些關鍵參數的簡化處理限制了模型的使用范圍，但是它為以后的研究者提供了一個良好的模型平臺。

2　室內濕空氣水分遷移數值模擬研究

隨著計算機科技的進步，計算流體力學的蓬勃發(fā)展，數值模擬計算成為研究流體流動規(guī)律的一個重要工具。結合理論分析，實驗測量與數值模擬計算三種方法，流體流動的探索研究更加具有可操作性，驗證性。陳友明等人[8]通過將圍護結構熱傳遞過程和建筑內表面吸放濕過程作為兩個獨立過程進行拉帕拉斯變換和相應函數變換，假設室內空氣混合充分和室內壁面及各物體間溫差較小，忽略它們之間的輻射，得單一常微分方程描述室內能量和水分的平衡方程：

式中：ρa為空氣密度，kg/m3；Ca為空氣比熱容，J/(kg·K)；Tin、Tout為室內外空氣溫度，K；P為空氣總壓，Pa；Xin、Xout為室內外空氣含濕量，kg/kg；Qin室內產熱量，W；Win為室內產濕量，kg/s；Q為空調設備供熱量，W；Wc為空調設備除濕量，kg/s；Vv為換氣量體積，m3/s；Vin為室內空氣體積，m3；Pin為室內空氣水蒸氣分壓力，Pa；S為室內放濕表面面積，m2；J為室內傳熱面總數；Qr為室內表面吸放濕過程吸收或釋放的熱量，W。

以傳遞函數形式描述圍護結構傳熱和吸放濕過程，建立模擬室內條件及其相關負荷的動態(tài)模型，并用該模型對一個內貼石膏板房間進行熱濕耦合傳遞模擬分析，結果表明：建筑內表面吸放濕過程對室內濕度具有非常明顯的調節(jié)作用，可減小室內濕度的變化幅度，對空調潛熱負荷有較大的影響。

圍護結構的吸放濕特性與室內熱濕環(huán)境是相互影響的。圍護結構的吸放濕功能能夠緩和室內相對濕度變化，起到調節(jié)室內熱濕環(huán)境的作用；室內熱濕環(huán)境又影響圍護結構的吸放濕特性，兩者之間是密不可分的。蘇向輝和昂海松[9]通過建立沿墻厚度水蒸氣壓力和相對濕度分布、水蒸氣流量及濕積累量的數學模型，研究發(fā)現墻內相對濕度最大值點隨空氣滲透率變化，墻內外表面的相對濕度、室內溫度、滲透率以及空氣的滲流速度是影響墻內濕遷移的主要因素。Lu[10]從理論上采用有限元法分析室內濕空氣遷移問題，發(fā)現建筑室內水分流動主要由換氣、壁面水分擴散、濕源散發(fā)等引起。Tenwolde等人[11]通過實驗方法和理論分析的方法，研究室內熱濕源對水分散發(fā)的影響。結果表明濕源的水分散發(fā)速度一般不是常數而是隨著室內濕度變化的（如圖2所示[11]）。王軍等人[12]采用不可逆熱力學分析，結合室內溫度水平和污染物氣體濃度水平，分析了濕度影響下的交叉擴散特征與水平。Qin等人[13]對以熱濕氣候為代表的中國香港和溫和氣候為代表的法國巴黎進行研究，建立整個建筑熱濕傳遞平衡方程：

式中：ρ為材料密度，kg/m3；CP為材料比熱，J/(kg·K)；A為表面面積，m2；αj是熱傳遞系數，W/(m2·K)；T0是外部空氣溫度，K；Ti是室內溫度，K；Qsol為由于太陽輻射的熱流量，W；n是換氣速度，1/h；Qin是室內的熱源（人、照明、設備），W；Qvent由于通風引起的熱流量，W；Vo是外部空氣的水氣汽濃度，kg/m3；gin,j是從內表面進入房間的水分流量，kg/(s·m2)；Mprod、MHVAC、Mven分別是代表水分產生量，kg/h；由于通風和空調引起的水分流量，kg/h。

圖2　室內濕源的散發(fā)

研究表明建筑墻體內的水分傳遞和墻體內外表面的水蒸氣吸收和釋放作用對室內濕度影響很大。建筑材料對水分吸收可以緩解室內相對濕度變化，預熱和預冷對建筑供冷供熱有很大的節(jié)能效果。付傳清[14]根據Fick定律和質量守恒定律，研究提出圍護結構混凝土中濕度場的分布對氯離子的分布影響顯著。閆幼鋒等人[15]以三種常用圍護結構材料（土壤、竹子、砌筑體）為研究對象，發(fā)現圍護結構材料層恰當布置，對防止其內部冷凝和表面結露有重大意義。劉京等人[16]利用日本教授松本衛(wèi)等提出的熱水分同時傳遞理論，建立考慮建筑材料吸放濕狀態(tài)計算模型，對建筑室內相對濕度場變化進行模擬。研究結果表明環(huán)境溫濕度變化時，由于建材吸放濕功能，能夠自動緩和室內濕度變動，起到調節(jié)室內濕環(huán)境的作用，室內溫濕度的變化對建材的吸放濕特性也有很大影響。

3　自然對流或自然通風室內濕空氣水分遷移研究

在建筑通風模式中，自然通風是一種既普遍又經濟的通風模式。自然對流的兩大驅動力：熱煙羽和濕煙羽。熱煙羽是室內溫度差引起，濕煙羽是室內水分濃度差引起。Wee等人[17]通過模擬二維封閉矩形腔體自然對流作用下的熱濕傳遞，發(fā)現溫度梯度引起的對流較水分濃度梯度引起的擴散效果強，溫度梯度增加對濕傳遞有很大的增強作用，而水分濃度梯度增加對熱傳遞沒有顯著增強作用。當溫度梯度和水分濃度梯度方向一致時，流體流動增強，熱濕傳遞速率加快；當兩者相反時，流體流動減弱，但是溫度梯度起主導作用。Costa[18,19]也進行了相似的研究工作，在正方形和平行四邊形腔體中，耦合了墻體熱質傳遞，模擬發(fā)現腔體內流場結構基本相似。當腔體幾何比例小于1時，隨著傾斜角度增大，努塞爾數Nu和舍伍德數Sh先增大再減小，有最大值。努塞爾數Nu和舍伍德數Sh的最大值與傾斜角θ、幾何比例H/L具體的函數關系，是一個很有意義的研究方向，因為努塞爾數Nu和舍伍德數Sh直接代表腔體熱濕傳遞速率。溫度梯度與水分濃度梯度的相互作用是緊密聯系的，彭昊[20]通過研究發(fā)現熱遷移和質遷移是相互影響的，水分不僅在質遷移勢梯度作用下發(fā)生遷移，而且在溫度梯度影響下同樣發(fā)生遷移，這稱為水分的熱擴散。汲水[21]認為濕度梯度和溫度梯度對室內揮發(fā)性有機化合物(VOCs)遷移和擴散過程有顯著影響（如圖3所示[21]），由于溫度梯度差產生自然對流，靠近壁面的流體被加熱，密度減小，產生浮升力，向上運動；靠近冷壁面的流體被冷卻，密度增大，向下運動，在整個腔體內形成環(huán)流。當熱浮升力和濕浮升力與污染物濃度浮升力方向一致時，相互加強；反之，相互消弱。

圖3　熱浮升力與濕浮升力的相互作用

自然對流下溫度梯度和水分濃度梯度的相互作用，在封閉腔體與非封閉腔體模型中呈現相似的規(guī)律。趙福云等人[22]通過模擬研究當周圍環(huán)境與室內溫濕度呈四種不同工況（熱濕、熱干、冷干、冷濕）時的濕空氣流動，發(fā)現當濕浮升力與熱浮升力比值N遠小于1時，自然對流強度在外界環(huán)境溫度低時較強，在外界環(huán)境溫度高時較弱。當N接近于1，外界環(huán)境為熱干、冷濕時，兩種驅動力方向相反，相互抑制，降低了腔體內的熱濕傳遞強度；當外界環(huán)境為熱濕、冷干時，兩種驅動力方向相同，相互促進，增強了熱質傳遞強度。在我國南方濕熱地區(qū)，夏季高溫高濕，對應模型中熱濕工況，雖然熱浮升力與濕浮升力方向相同，流體流動有促進作用，但自然對流強度較小，且在腔體垂直方向溫度梯度和水分濃度梯度都很大，對室內熱舒適度有不利影響。上述研究[22]對研究我國南方夏季悶熱潮濕地區(qū)的水分遷移機理有很大的幫助。劉娣等人[23]結合墻體與非封閉腔內流體熱濕擴散系數比值模擬研究發(fā)現：當熱浮升力與濕浮升力方向相同時，腔體內流動強度和體積流動速率都隨著墻體厚度的增加而減小，體積流動速率隨著瑞利數Ra的增大而增加，然后達到最大值。

自然對流熱濕傳遞模型是實際生活中最常見的一種模型，無論是封閉還是非封閉腔體研究對提高室內熱舒適度都有重大的意義。結合主導驅動力和建筑結構的熱濕物理性質，研究建筑室內濕空氣自然對流傳遞規(guī)律，對提高室內舒適度、降低建筑能耗有著十分重大的意義。

4　室內濕空氣冷凝與蒸發(fā)相變過程研究

目前許多研究只是針對水分遷移規(guī)律進行探索，而忽略了水分最重要的物理性質——相變。水分相變最常見的兩種形式：蒸發(fā)與冷凝。當水分遷移未考慮冷凝結露時，計算出該點水分濃度超過該點溫度對應的飽和濃度，則認為模擬計算不合理，須重新調整邊界條件。這種方法不僅在實際工程中有很強的可行性，而且同樣適應模擬中水分結露的判斷。

呂琳等人[24]針對香港某體育館出現的滴水問題，進行了理論研究和實測數據采集分析，發(fā)現濕熱地區(qū)夏季濕空氣在屋頂多孔保溫材料層中遷移會導致冷凝結露，冷凝水長期積聚會腐蝕和破壞圍護結構，增大空調負荷。Gorelik等人[25]根據平均自由路線法和直接統(tǒng)計模擬法，從理論上研究水分穿過多孔板到真空環(huán)境的蒸發(fā)與冷凝熱濕傳遞過程，發(fā)現冷凝系數減小時，氣體蒸發(fā)速率受到抑制，潮濕面積減小，但是冷凝強度增加。因為水分子在一個更加狹小區(qū)域內被吸收。多孔固體表面厚度越薄，水分的蒸發(fā)過程與敞開面蒸發(fā)越相近。當多孔固體板與熱濕源溫差增大時，氣體蒸發(fā)增加，反之，氣體蒸發(fā)減弱。后來，Bouddour等人[26]將氣體看成干空氣和水蒸氣的組成，假定氣液兩相接觸面的蒸發(fā)速度為蒸氣的質量分數乘以蒸氣相流動速度，根據準則數級數，和多孔介質的孔徑大小以及均化方法的適應范圍，從理論上提出了多孔介質熱濕傳遞冷凝-蒸發(fā)模型方程：

式中：ng為氣態(tài)相的多孔率（無量綱）；ρg0為氣體密度，kg/m3；wv為蒸氣質量分數（無量綱）；vgioeff為氣相宏觀速度，m/s；x為空間變量（無量綱）；Dij*為有效擴散張力，m2/s；qvΓgL是單位體積的蒸汽源項，kg/(m3·s)。這對多孔介質中水分傳遞理論計算和數值計算以及蒸發(fā)-冷凝模型簡化都有巨大的指導意義。

水面的蒸發(fā)-冷凝產生的熱濕傳遞對腔體內的熱濕分布有著直接的影響。Yan等人[27]發(fā)現自然對流下濕墻表面的熱傳遞主要依靠水膜表面蒸發(fā)和冷凝產生的潛熱，蒸發(fā)和冷凝潛熱交換對整體熱量交換影響很大，從而影響壁面含濕量的變化。劉京等人[28]通過假設水面向周圍環(huán)境的熱流量和水分流量為常數，發(fā)現水分相變引起的熱量變化遠大于對流以及傳導等作用引起的熱傳遞，水面熱濕傳遞速率與水面面積無關，而與換氣次數和壓力梯度差有關。水面溫度的增加或者周圍空氣溫度的降低都會增加水面上的熱濕傳遞強度。

水分蒸發(fā)-冷凝與室內通風模式同樣也是相互聯系的。Asbik等人[29]以一個充滿飽和多空介質，左邊壁面設置水分滲透速度，考慮頂面熱輻射和蒸發(fā)熱流量作用的二維腔體模型為研究對象，數值模擬腔體頂面的蒸發(fā)速度，以格拉曉夫數Gr與雷諾數Re的比值（0.1，1，100）來判定腔體內流動狀態(tài)（強制、混合、自然對流），發(fā)現輻射熱與傳導熱比值的增加會增大腔體頂面水分的蒸發(fā)速度，且自然通風情況下水分蒸發(fā)速度最快。由濕源表面水分的蒸發(fā)作用引起熱量和水分濃度的變化，對室內熱濕耦合傳遞模型的計算帶來了很大的影響，同時影響到室內的熱濕分布。

結合通風模式和水面蒸發(fā)作用的熱濕耦合傳遞的模型提高了研究的應用性和準確性。劉京等人[30，31]通過建立計算結露量動態(tài)形成過程的CFD數學物理模型，演示了壁面水分結露非穩(wěn)態(tài)的全過程。研究結果發(fā)現，室內通風量以及通風方式的改變都會對室內水分冷凝的程度產生很大的影響。通風量增加或通風方向與濕煙羽方向相反時，室內結露面積減小，結露程度降低。通風口的合理布置對減小冷凝的風險，意義重大。劉京等人以非封閉腔體為研究對象，考慮熱濕耦合傳遞作用，分析了通風模式對水分蒸發(fā)-冷凝作用的影響。雖然主體思想易懂，但要編輯模擬計算程序，這需要非常深的編程功底。因為傳統(tǒng)的CFD不能或者很難模擬壁動態(tài)結露現象，必須修改計算程序和邊界條件，這是一項任重而道遠的課題。

目前許多研究者都是通過數值模擬結果被動地去探尋壁面發(fā)生冷凝的過程，很少能從理論上推導出壁面冷凝結露發(fā)生的時刻和程度。馬曉鈞[32，33]通過提出可及度概念，采用集總參數方法，以標準辦公室為例，從正面推導出壁面發(fā)生結露的初始時刻。當房間流場固定時，通過分析各個因素的作用強度，將各個邊界及初始條件等因素對室內某一時刻含濕量的影響程度定義為該時刻的可及度，并提出了室內含濕量瞬時分布規(guī)律的代數表達式：

式中：D是含濕量，g/kg；a是可及度（無量綱）；N，n是總數量，計數（無量綱）；J是質量通量，kg/s；Q是房間通風量，m3/s；τ是時刻，s；Y是響應系數（無量綱），并以暖通空調領域中最為常見的防結露問題進行分析，發(fā)現水蒸氣由于壁面凝結放出的熱量以及水分濃度場的變化對流場影響很小，可忽略不計。

壁面凝結不會引起壁面溫度的變化，同時固體表面水蒸氣分壓力和露點溫度對應的飽和含濕量保持不變。根據對結露發(fā)生機理的透徹理解，馬曉鈞改進模型邊界條件和設置可及度，可以準確地尋找到開始出現結露的位置和時刻，這對研究壁面結露問題具有深遠的意義。

從蒸發(fā)-冷凝理論模型推導到實際模型的數值模擬，從單一考慮傳導和對流作用，到考慮輻射、傳導、對流等多種傳遞方式作用，從單一自然對流到多種通風模式模擬，從被動尋找結露點到主動發(fā)現結露發(fā)生時刻，從模擬穩(wěn)態(tài)結露量到非穩(wěn)態(tài)結露積累量，室內熱濕耦合模型的研究得到不斷完善。探索室內濕空氣遷移機理，對解釋空間冷凝的發(fā)生原因和確定開始發(fā)生冷凝的時間，有著十分重大的意義。

5　結論與展望

1）室內空氣溫度梯度直接影響和作用空氣的濕傳遞性能；當溫度梯度和水分濃度梯度的方向相同時，流體流動強度增加，空氣濕傳遞性能增強；反之，流體流動強度減弱，傳濕性能得到抑制。當室內熱瑞利數Ra較低時，對流作用較弱。

2）水分蒸發(fā)與結露的潛熱和顯熱對壁面的熱傳遞有很大的影響；水分相變攜帶的熱量遠高于空氣對流和傳導的作用，其會影響到室內空氣溫度分布，從而影響到水分遷移的驅動力。

3）室內通風量和通風方式都會直接影響到室內壁面濕空氣冷凝的強度。通風量增加或者通風方向與濕煙羽方向相反時，室內的結露面積減小，結露程度減弱。通風口合理布置對降低壁面冷凝風險，意義重大。

4）目前已有的關于室內熱濕環(huán)境的研究，大多沒有考慮濕空氣蒸發(fā)或結露過程，這也限制了目前既有的室內熱濕耦合傳遞模型的適用范圍。通過探討建立蒸發(fā)-冷凝耦合模型，擴大室內熱濕耦合傳遞模型的適用范圍，將有助于深入理解南方熱濕地區(qū)濕空氣調節(jié)機制。另外，探討自然通風狀態(tài)下室內熱濕耦合機理、探討如何利用自然通風滿足人們熱舒適需求等都是現在急需研究的重要課題。

[1]Trechsel Heinz R.Moisture Control in Building[M].Philadelphia: ASTM International,1994

[2]Cunningham M J.A new analytical approach to the long term behaviour of moisture concentrations in Building cavities-I.Non -condensing cavity[J].Building and Environment,1983,18(3): 109-116

[3]Cunningham M J.A new analytical approach to the long term behaviour of moisture concentrations in Building cavities II.Condensing cavity[J].Building and Environment,1983,18(3):117-124

[4]Rousseau Madeleine Z.Heat,air and moisture control strategies for managing condensation in walls[A].In:BSI 2003 Proceedings[C].Canada,2003:1-11

[5]Cunningham M J.Further Analytical Studies of Building Cavity Moisture Concentrations[J].Building and Environment,1984,19 (1):21-29

[6]Cunningham M J.Effective Penetration Depth and Effective Resi -stance in Moisture Transfer[J].Building and Environment,1992, 27(3):379-386

[7]Cunningham M J.The moisture performance of framed structures-a mathematical model[J].Building and Environment,1988,23: 123-135

[8]陳友明,陳在康,陳曉暉.建筑內表面吸放濕過程對室內環(huán)境和空調負荷影響的仿真研究[J].暖通空調,1999,5(29):5-9

[9]蘇向輝,昂海松.墻體內濕遷移特性研究[J].哈爾濱建筑大學學報,2002,35(5):73-76

[10]Lu Xiaoshu.Modelling of heat and moisture transfer in buildings model program[J].Energy and Buildings,2002,34(10):1033-1043

[11]Tenwolde Anton,Pilon Crystal L.The effect of indoor humidity on water vapor release in homes[J].ASHRAE,Building X,2007: 1-9

[12]王軍,張旭.建筑空間濕度分布特性對交叉擴散水平的影響[J].土木環(huán)境與建筑工程,2009,31(4):93-97

[13]Qin Menghao,Belarbi Rafik,Ait Mokhtar Abdelkarim,et al.Sim -ulation of coupled heat and moisture transfer in air-conditioned buildings[J].Automation in Construction,2009,18(5):624-631

[14]付傳清,金賢玉,田野,等.多場耦合作用下氯離子分布場的數值模型[J].東南大學學報,2010,40:119-122

[15]閆幼鋒,孫路倩.濕度在傳統(tǒng)民居圍護結構中的影響分析[J].蘭州理工大學學報,2011,37:231-235

[16] 劉京,姜安璽,李振海.建材吸放濕條件下室內環(huán)境的實驗及數值研究[J].同濟大學學報,2005,33(10):1362-1366

[17]Wee H K,Keey R B,Cunningham M J.Heat and moisture transfe -r by natural convection in a rectangular cavity[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,1989,32(9):1765-1778

[18]Costa V A F.Double diffusive natural convection in a square encl -osure with heat and mass diffusive walls[J].International Journal of Heat and Mass transfer,1997,40(17):4061-4071

[19]Costa V A F.Double diffusive natural convection in parallelogrammic enclosure filled with fluid-saturated porous media[J]. International Journal of Heat and Mass transfer,2004,47(12): 2699-2714

[20]彭昊.建筑圍護結構調濕材料理論和實驗的基礎研究[D].上海:同濟大學,2006

[21]汲水.室內空氣溫度梯度和濕度梯度對有機污染物擴散的耦合影響[D].山東:山東建筑大學,2008

[22]Zhao Fuyun,Rank Ernst,Liu Di,et al.Dual steady transports of heat and moisture in a vent enclosure with all round states of amb -ient air[J].International Journal of Heat and Mass Transfer, 2012,55:6979-6993

[23]Liu Di,Zhao Fuyun,Wang Hanqing.Passive heat and moisture removal from a natural vented enclosure with a massive wall[J]. Energy,2011,36:2867-2682

[24]呂琳,韓俊,楊洪興.濕熱地區(qū)濕空氣遷移導致大空間建筑屋頂結露的分析[J].暖通空調,2012,42(12):109-113

[25]Gorelik G,Paylyukevich N,Zalenskiy S.Kinetics of intense evaporation mass transfer through a porous layer[J].Heat and Mass Transfer,1993,36(13):3369-3374

[26]Bouddour A,Auriault J L,Alaoui M Mhamdi,et al.Heat and mas -s transfer in wet porous media in presence of evaporation-conden -sation[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,1998, 41(15):2263-2277

[27]Yan Weimon,Lin David.Natural convection heat and mass transfer in vertical annuli with film evaporation and condensation[J]. Heat and Mss Transfer,2001,44(6):1143-1151

[28]Liu Jing,Aizawa Hiryoshi,Yoshino Hiroshi.CFD prediction of surface condensation on walls and its experimental validation[J]. Building and Environment,2004,39(8):905-911

[29]Asbik M,Sadki H,Hajar M,et al.Numerical Study of Laminar Mixed Convection in a Vertical Saturated Porous Enclosure:The combined Effect of Double Diffusion and Evaporation[J].Numeri -cal Heat Transfer(A),2002,41:403-420

[30]Liu Jing,Yoshihiro Aizawa,Yoshino Hiroshi.Experimental and numerical study on indoor temperature and humidity with free water surface[J].Energy and Buildings,2005,37(4):383-388

[31]劉京.利用CFD方法研究室內濕度和結露分布[J].建筑科學, 2004,20:105-110

[32]馬曉鈞.通風空調房間溫濕度和污染物分布規(guī)律及其應用研究[D].北京:清華大學,2012

[33]Ma Xiaojun,Li Xianting,Shao Xiaoliang,et al.An algorithm to predict the transient moisture distribution for wall condensation under a steady flow field[J].Building and Environment,2013, 67:56-68

[34]湯廣發(fā),呂文瑚,王漢青.室內氣流數值計算及模型試驗[M].長沙:湖南大學出版社,1989

[35]楊世銘,陶文銓.傳熱學(第四版)[M].北京:高等教育出版社, 2006

Literature Review on the Moist Air Transports Inside Indoor

CHEN Wen-chang1,LI Chao-jun1,CAI Ling-ling1,ZHAO Fu-yun1,2,WANG Han-qing1,KOU Guang-xiao1
1 School of Civil Engineering,Hunan University of Technology
2 School of Power and Mechanical Engineering,Wuhan University

Indoor air,thermal and moisture transport under the situation of building ventilated flows have not been well understood in the long time,which has resulted in the increase of the building energy consumptions and the deterioration of the indoor air quality.Indoor air moist air transport was due to the combined temperature and moisture differences of indoor and surrounding environment,accompanying with more complicated moisture evaporation and condensation. This manuscript has conducted a detailed literature review regarding the mathematical models of indoor air moisture transport,evaporation and condensation.Finally,several important research highlights and development have been presented for the future research.Thermal and moisture transport inside the natural ventilated enclosures should be investigated in the future,aiming to enhance the utilization of building natural ventilation and reduce the building energy consumptions in the southern regions of high temperature and high moisture.

moisture transport,evaporation and condensation，building energy conservation,natural ventilation

1003-0344（2015）06-037-6

2014-05-03

陳文昌（1989～），男，碩士研究生；湖南省株洲市天元區(qū)湖南工業(yè)大學土木工程學院（412007）；E-mail:CHENWENCHANG1234@163.com

湖南省杰出青年基金（No.14JJ1002）；國家自然科學基金（No.51208192）；國家自然科學基金（No.51304233）；中組部青年千人計劃專項；科技部十二五科技支撐計劃子課題（2011BAJ03B07）