目前,我国建筑能耗占社会总能耗的27.6%,随着建筑业的快速发展,这一能耗的比例正持续上升,预计到2020年,建筑能耗将占社会总能耗的35%,建筑节能成为国家“十三五”能源规划的重点节能目标。作为建筑能耗的重要组成部分,围护结构耗热量约占建筑总能耗的60%,而通过墙体引起的热损失则占了围护结构耗热量的70-80%,因此提高建筑墙体的热工性能对于降低围护结构的耗热量,最终实现建筑节能具有非常重要的意义。夏热冬冷地区具有全年高湿的气候特征,长期以来人们都没有充分考虑湿度对建筑结构、建筑能耗的影响,导致该地区建筑热工设计无法满足要求或计算出的空调采暖负荷不准确,进而使得以此为基础的墙体保温优化不尽合理,不利于从根本上降低能耗。因此本文充分考虑夏热冬冷地区的气候实际,以最新的墙体热湿耦合传递理论为基础,对该地区建筑墙体的热湿迁移及保温优化进行了全面、系统的研究。首先,基于Kunzel热湿传递理论,根据质量守恒、能量守恒定律,以相对湿度和温度为驱动势,建立了建筑墙体非稳态热湿耦合传递数学模型,应用基于有限元方法的多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics求解热湿控制方程,并通过将模型模拟结果与国际公认的HAMSTAD验证实例进行比较,验证新建模型的合理性和正确性。基于已建立的热湿耦合模型得到墙体内的热湿分布及墙体能耗,结合经济性分析模型,提出并详细阐述了夏热冬冷地区墙体保温优化研究的理论方法,应用该方法以长沙地区居住建筑南向外墙为研究对象,分析了墙体保温位置(外保温,中间保温,内保温)及保温材料(膨胀聚苯乙烯EPS和挤塑聚苯乙烯XPS)对墙体热湿传递的影响。分析结果表明:保温层位置对墙体的得失热量及最佳保温层厚度几乎无影响,对时间延迟和衰减因子有明显影响;外墙外保温的室内表面温、湿度波动小,室内舒适度最高;外墙中间保温红砖-保温层界面冬季采暖期存在霉菌生长的可能,三种保温墙体结构室外侧分界面都存在冷凝的风险;保温材料对墙体的热工性能有较大影响,XPS比EPS的保温隔热性能好,但当达到相同的保温效果时,EPS比XPS经济效益更高。考虑不同朝向的外墙太阳辐射的差异性,根据寿命周期内经济性分析方法,优化夏热冬冷地区典型城市不同朝向外墙的保温层厚度,并分析太阳辐射对墙体的得失热量及经济效益的影响。研究结果表明:不同城市,墙体的得(失)热量不同;同一城市,不同朝向外墙最佳保温层厚度和收益净现值均不同。南向外墙的最佳保温层厚度最小,收益净现值最低,东、西向保温层厚度大,收益净现值高;采用主朝向外墙的最佳保温厚度对整栋建筑外墙的传热量和经济效益影响较小,即在夏热冬冷地区,为了避免保温材料购置及施工组织的繁杂,建筑外墙保温可以不考虑朝向,采用同一个保温厚度。