多孔地板吸湿的相关特性研究

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随着人们对建筑环境舒适度要求的提高,将建筑环境的温湿度参数控制在合理的区间内显得尤为重要,然而现有的建筑环境温湿度调控技术与达到这一目标还存在差距。针对在过渡季节、“回南天”普遍存在的地板凝露问题,本文以市场上现有的烧结陶瓷透水砖,混凝土透水砖和砂基透水砖为研究对象,选取五种不同厂家生产的多孔地板进行蒸发强度测试,整体浸泡实验,单面浸泡实验和恒温恒湿下的吸湿实验研究多孔地板的吸放湿性能。利用COMSOL软件建立了多孔介质热湿传递耦合模型,通过研究多孔地板内部在不同工况下的热湿传递,来补充实验部分难以测量的多孔地板内部热湿传递机理,研究多孔地板吸湿的相关特性,探讨在南方高湿地区门厅应用中的可行性,对建筑节能具有重要意义。本文主要研究工作和结论如下:(1)将选取的五种不同材料试件进行孔隙率和保水性测试。测试得到多孔地板的开口孔隙率均在5.2%15.9%,保水性均大于0.7,但单方面保水性与孔隙率的大小并无较大关联,主要与多孔地板所含材料成分有关。(2)通过实验测试表明多孔结构的蒸发强度与最大饱和质量的含水率呈负相关,蒸发强度越大,吸湿达到饱和时质量含水率越小,其中陶土烧结的陶瓷透水砖A最大的饱和质量含水率为14.78%,为混凝土材料制作透水砖的3.5倍,吸湿速率为2.99kg/(?),为混凝土材料制作透水砖的2.9倍,表明陶土材料吸湿性能最好。(3)对比吸水实验和吸湿实验,结果表明多孔地板的吸湿速率小于吸水速率,而且达到吸湿平衡需要消耗较久的时间,混凝土试件B在95%的高湿环境中,可以持续48h进行吸湿依然未达到平衡,说明混凝土、石英砂的吸湿能力较强,但保水能力较弱,通过改变材料配比,可以增加多孔地板的吸湿保水性能。(4)模拟多孔地板在不同温湿度环境下的热湿耦合传递,对比分析不同材料对热湿传递的影响,结果得出导热系数、蒸汽扩散系数和蒸汽渗透系数均随着外界温度的增加而增加,但是蒸汽扩散系数随着湿度的增大,增加的速率逐渐变慢,温度一定程度上可促进湿度的扩散;不同相对湿度的工况下,湿度变化随着外部湿度的增大而逐渐增大,湿度越大,初始时刻湿度扩散的速率越大,在95%湿度工况下,湿扩散速度呈线性增长;不同材料对热湿传递影响比较明显,材料的导热系数越大,温度传递越快,湿度传递也越快,石英砂材料的热湿传递明显比混凝土快很多。以上的研究结果表明多孔透水砖具有较好的吸放湿性能,在此基础上,在材料配比设计中能否减少有机物成分,通过添加氧化锌,二氧化钛等添加剂来抑制霉菌生长,对如何开发更好的吸湿材料,通过在多孔地板表面覆涂一层纳米涂层来增加其美观性能和吸湿性能具有重要的指导意义。
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