[發明專利]一種建筑材料導熱系數計算方法

有效

• 申請號: 201710963949.5
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN108009309B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王瑩瑩;馬超;姜超;劉艷峰;王登甲
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06F17/12;G06F17/13;G06F119/08
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;周春霞

1.一種建筑材料導熱系數計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)若多孔建筑材料內部濕分變化僅有濕遷移、無濕相變，則構建濕遷移引起的附加導熱系數方程：

其中，h_v和h_l分別為水蒸氣和液態水的焓，J/kg；k_v為水蒸氣滲透系數，kg/(Pa·m·s)；k_l為液態水傳導系數，kg/(Pa·m·s)；ρ_l為液態水密度，kg/m³；R為通用氣體常數，J/(mol·K)；M為水的摩爾質量，kg/mol；T_k為熱力學溫度，K；R_v為水蒸氣氣體常數，J/(kg·K)；P_v為水蒸氣分壓力分布，Pa；T為溫度分布，℃；P_v,sat為飽和水蒸氣分壓力，Pa；Δh_v為水蒸氣或液態水相變潛熱量，J/kg；

求解濕遷移引起的附加導熱系數方程，得到濕遷移引起附加導熱系數λ_mig：

則僅有濕遷移、無濕相變時的導熱系數λ_real：

λ_real＝λ_e+λ_mig

其中，λ_e為多孔介質有效導熱系數，W/(m·K)；

(2)若多孔建筑材料內部濕分變化包括濕遷移和濕相變，則構建濕相變引起的附加導熱系數方程：

其中，α為蒸發/凝結系數；P_v為水蒸氣分壓力分布，Pa；T為溫度分布，℃；

求解濕相變引起的附加導熱系數方程，得到濕相變引起的附加導熱系數λ_pha；

則有濕遷移和濕相變時的導熱系數λ_real：

λ_real＝λ_e+λ_pha

其中，λ_e為多孔介質有效導熱系數，W/(m·K)。

2.如權利要求1所述的建筑材料導熱系數計算方法，其特征在于，所述的濕遷移引起的附加導熱系數方程中的水蒸氣分壓力分布P_v和溫度分布T的求取方法如下：

構建僅有濕遷移、無濕相變下的濕平衡方程和熱平衡方程，添加求解條件，求解所述的濕平衡方程和熱平衡方程，得到水蒸氣分壓力分布P_v和溫度分布T；

其中，濕平衡方程為：

其中，ρ為多孔建筑材料密度，kg/m³；ξ為多孔建筑材料的等溫吸附曲線斜率；P_v,sat為飽和水蒸氣分壓力，Pa；P_v為水蒸氣分壓力，Pa；k_v為水蒸氣滲透系數，kg/(Pa·m·s)；k_l為液態水傳導系數，kg/(Pa·m·s)；ρ_l為液態水密度，kg/m³；R為通用氣體常數，J/(mol·K)；M為水的摩爾質量，kg/mol；T_k為熱力學溫度，K；Δh_v為水蒸氣或液態水相變潛熱量，J/kg；R_v為水蒸氣氣體常數，J/(kg·K)；T為溫度，℃；x為多孔建筑材料厚度方向的尺寸；t為時間；

熱平衡方程為：

其中，c_p為材料的定壓比熱容，J/(kg·K)，h_v和h_l分別為水蒸氣和液態水的焓，J/kg，λ_e為多孔介質有效導熱系數，W/(m·K)。

3.如權利要求1所述的建筑材料導熱系數計算方法，其特征在于，所述的濕相變引起的附加導熱系數方程中的水蒸氣分壓力分布P_v和溫度分布T的求取方法如下：

構建有濕遷移和濕相變下的濕平衡方程和熱平衡方程，添加求解條件，求解所述的濕平衡方程和熱平衡方程，得到水蒸氣分壓力分布P_v和溫度分布T；

其中，濕平衡方程為：

其中，α為蒸發或者凝結系數；ρ為多孔建筑材料密度，kg/m³；ξ為多孔建筑材料的等溫吸附曲線斜率；P_v,sat為飽和水蒸氣分壓力，Pa；P_v為水蒸氣分壓力，Pa；t為時間；x為多孔建筑材料厚度方向的尺寸；k_v為水蒸氣滲透系數，kg/(Pa·m·s)；k_l為液態水傳導系數，kg/(Pa·m·s)；ρ_l為液態水密度，kg/m³；R為通用氣體常數，J/(mol·K)；M為水的摩爾質量，kg/mol；T_k為熱力學溫度，K；Δh_v為水蒸氣或液態水相變潛熱量，J/kg；R_v為水蒸氣氣體常數，J/(kg·K)；T為溫度，℃；

熱平衡方程為：

其中，c_p為材料的定壓比熱容，J/(kg·K)，h_v和h_l分別為水蒸氣和液態水的焓，J/kg，λ_e為多孔介質有效導熱系數，W/(m·K)。