《建築熱濕環境營造過程的熱力學基礎研究》是依託清華大學，由江億擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：建築熱濕環境營造過程的熱力學基礎研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：江億
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題從建築室內的熱濕擾量排出到室外的傳遞過程而非熱功轉換這一視角出發，重新審視建築熱濕環境營造過程。此過程所涉及的自然能源利用、熱濕傳遞網路統一最佳化、熱濕參數互相轉換等問題是營造適宜建築環境的核心問題。本課題將建立一套建築熱濕環境營造過程的熱學分析體系，闡明建築熱濕環境營造過程的基礎物理模型，包括從室內熱濕源到外界不同自然源匯的熱濕搬運過程中自然能源品位的評價和利用、傳熱傳濕驅動力的分布、圍護結構被動式傳輸通道和主動式空調系統傳輸通道的區別和聯繫。該理論體系能對熱濕耦合處理過程的熱濕驅動力轉換關係進行解釋，能對傳熱傳質過程、混合過程、熱濕轉換過程進行定量科學描述，實現對熱泵系統、輸配系統和傳熱傳質設備的統一分析，提供系統內部最佳化準則。利用該理論體系，加深對熱濕環境營造系統的深刻認識，給出評價不同系統設備流程性能優劣的方法，指導新設備的設計開發，啟發新的建築熱濕環境營造系統的解決方案。
結題摘要
在國家自然科學基金的大力支持下，本項目針對建築熱濕環境營造熱學基礎理論的若干科學問題展開了為期五年的深入研究，如期完成預定研究內容，取得了以下主要結論和重要發現： 1、建立了建築熱濕環境營造過程的基礎物理模型，從室內熱濕擾量排除到室外的傳遞過程而非熱功轉換這一視角出發，清晰描述了室內熱濕源、傳熱傳濕驅動力、不同自然源（匯）及建築圍護結構被動式傳輸通道和主動式採暖空調系統傳輸通道的聯繫，釐清了火用、火積等熱學參數的適用性及套用範圍，形成了定量描述室內產熱、產濕非均勻場以及末端熱濕採集過程損失的方法。 2、建立了濕空氣熱濕處理過程的熱學分析基本理論，指明了熱濕傳遞過程及熱濕轉換中傳熱傳濕驅動力之間的相互轉換關係，對熱濕處理過程中流量、流型、入口參數、傳遞能力等不同因素的影響作用進行了區分，對比分析了各種除濕裝置、加濕裝置在熱濕轉換過程的損失情況，提出了濕空氣處理流程的結構以及內部參數設計提供最佳化指導原則，有效指導了新型傳熱傳質流程設備的開發和設計。 3、形成了描述建築熱濕環境營造過程中室內末端採集過程、熱量傳遞過程、熱濕處理網路的統一分析方法，在對系統關鍵環節熱學損失特性進行量化分析的基礎上提出了相應的改善措施，從降低系統損失出發，初步實現了對建築熱濕環境營造過程中熱泵系統、輸配系統、傳熱傳質面積的統一最佳化分析，提出了系統內部最佳化的關鍵原則，為評價各類空調系統、各類處理流程的性能優劣提供了有效指導，啟發了新型熱濕環境營造方案的提出。 4、套用建築熱濕環境營造過程的熱學分析理論指導了固體除濕裝置、溶液除濕裝置、空氣與水熱濕傳遞裝置等實際空氣處理裝置的最佳化設計，通過改善處理過程的匹配特性等措施有效減少了處理過程的損失，使得傳熱傳質裝置的性能提高20%以上。針對數據息機房、高大空間等典型套用環境，從其熱濕環境營造過程的根本任務出發分別提出了適宜的高效營造系統解決方案，實際套用效果表明新型解決方案可比傳統方式降低30%以上的運行能耗。 項目研究期間共發表SCI檢索論文30餘篇，出版《建築熱濕環境營造過程的熱學原理》等學術專著。項目構建了建築熱濕環境營造過程的熱學分析基本理論體系，研究成果有助於啟發新的熱濕環境營造方式，探索新的高效營造途徑，為各類新型關鍵設備的開發指明了方向，並為合理構建不同類型建築的熱濕環境營造系統、切實降低該過程的能耗奠定了理論基礎。
