调湿建材调节室内湿度的可行性分析.doc

1 调湿建材调节室内湿度的可行性分析 Feasibility analysis of the hygroscopic building material for controlling indoor humidity 摘要探讨了调湿建材作为一种室内湿度调节方式的可行性, 计算了北京地区气候条件下某办公室全年的湿负荷, 估算了所需调湿建材的蓄湿量, 介绍了一种以高分子树脂凝胶为主要材料的调湿建材。关键词: 调湿建材湿度调节可行性 Abstract Discusses the feasibility of the hygroscopic building 2 material as an indoor humidity controlling method. Calculates the humid load of an office in BEijing, estimates the accordingly required moisture storage capability of the hygroscopic building material. Presents a hygroscopic building material made from a super absorbent polymer gel with high molecular wEIght. Keywords : hygroscopic building material humidity controlling feasibility 1 调湿建材-- 一种新型的湿度调节方式调湿建材是一种利用调湿材料对水蒸气的自动吸放作用调节室内空气湿度的建筑墙体材料, 主要成分是调湿材料+ 胶结料。调湿建材对水蒸气的吸收与释放取决于于其表面的水蒸气分压力及周围环境空气的水蒸气分压力。其调湿原理如图1 。其中 pspa 时,水蒸气被释放;当 ps< pa 时,水蒸气被吸收;当 ps=pa 时, 二者达到平衡。由此可见, 只要将调湿建材应用于围护结构内表面,它便能自动调节室内湿度,调湿过程连续、无能耗。 3 图1 调湿建材调湿原理 2 调湿建材的适用场合对于一些夏季要求除湿,冬季要求加湿的房间,传统的空调湿处理方式是在除湿阶段将室内余湿排出; 而在加湿阶段, 再向室内补充所需的湿量。事实上, 对于那些全年需除湿量与加湿量相当的房间, 如果房间内部能把除湿阶段的余湿储存起来, 到需要加湿时再释放出去, 那么该房间将不需要其它的除湿、加湿设备。调湿建筑能起到这种蓄放湿的作用。对于室外空气含水量湿量较低的地区,调湿建材可用于产湿量较大的建筑, 相反, 在气候较潮湿的地区, 调湿建材只能用于室内无产湿或产湿量很小的建筑。 3 调湿建材应具备的蓄湿量估算从以上分析可知,调湿建材是通过储存与释放湿的方式调节室内湿度, 那么其蓄湿量要达到多少才能满足室内的调湿要求?现在一室内尺寸为 5m × 5m × 3m (长×宽×高)的办公室为例, 计算其在北京气候条件下的全年湿负荷, 并由此估算出调湿建材应具备的蓄湿量, 所涉及的计算条件见表 4 1 。室外气象参数由供热空调能耗分析用逐时气象数据生成系统 Medpha 提供。表1计算条件房间基本情况房间体积 5m × 5m × 3m 门 2m × 1m 窗 2m × 2m 5 室内温湿度设置 4,5 月( 春季)24 ℃ 40% ~ 65% 6,7,8 月( 春季)27 ℃ 40% ~ 65% 9,10 月( 秋季)24 ℃ 40% ~ 65% 11,12,1,2,3 月( 冬季)20 ℃ 40% ~ 65% 室内产湿( 人员产湿) 人数 3 6 产湿时间 8:00 ~ 18:00 ( 周一周五) 产湿量( 极轻劳动)[1] 20℃:19g/h; 24℃:96g/h; 27℃:115g/h 新风量* 8:00 ~ 18:00( 周一周五) 30 m3/ (h·人) ** 其它时间 0* 认为室外空气只通过新风通道进入室内,无渗入; ** 办公室( 三级) 的新风量设计标准为: 30 m3/ (h·人) [2] 计算方法房间湿平衡方程: (1) 7 式中: V-- 房间体积, m3 ; dr(n) --n 时刻室内空气含湿量, kg/ kg; dr( n-1 ) --( n-1 )时刻室内空气含湿量, kg/ kg; dO (n) --n 时刻室外空气含湿量, kg/ kg; G(n) --n 时刻的新风量, m3/h W(n) --n 时刻房间的内扰散湿量; kg/ h Q(n) --n 时刻房间空调系统的湿负荷, kg/ h Q(n)0 为除湿负荷,Q(n)0 为加湿负荷; ρ a-- 空气密度, kg/ m3 ; Δτ-- 时间