ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.
сфера применения
ВВЕДЕНИЕ По мере увеличения вычислительной мощности и развития численных моделей переноса тепла @ воздуха и влаги (HAM) во всем здании @ сохраняется общая потребность в большем количестве экспериментальных данных, позволяющих количественно оценить перенос HAM в пористых строительных материалах. Например, недавние контрольные данные для проверки одномерных имитационных моделей HAM, полученные в рамках крупного международного проекта (Hagentoft et al., 2004), основаны исключительно на числовых и аналитических данных, поскольку хорошо документированных и точных одномерных данных недостаточно. Важная часть исследований в Приложении 41 МЭА/ECBCS была посвящена передаче тепла и влаги между воздухом в помещении и гигроскопическими материалами во время временных изменений влажности в помещении, поскольку исследования показали, что буферизация влаги может улучшить комфорт, качество воздуха и потребление энергии в зданиях ( Rode et al.@ 2004@ Holm et al@ 2004@ Simonson et al.@ 2002@ 2004a@ 2004b и Осаньинтола и Саймонсон@ 2004). Для проверки моделей, моделирующих буферизацию влаги в гигроскопических материалах, необходимы новые экспериментальные данные, которые точно количественно определяют перенос тепла и влаги между влажным воздухом и гигроскопичными материалами во время переходных изменений влажности воздуха. Экспериментальные данные доступны в литературе@, но большинство данных не очень подходят для сравнительного анализа детальных численных моделей, поскольку тщательно спланированные лабораторные эксперименты лучше всего подходят для проверки модели (Holm et al.@ 2004@ Simonson et al.@ 2004b@ Tariku and Kumaran@ 2006@ Свеннберг и др.@ 2007@ Каламиес и Винха@ 2006@ Йенссен и др.@ 2002@ @ Хенс@ 2004@ @ Цинь и др.@ 2005 и @ Талукдар и др.@ 2007a и b). Кроме того, многие эксперименты, описанные в литературе, проводятся на негигроскопичных материалах, где большая часть накопления влаги происходит за счет конденсации и инея вблизи холодной поверхности. Более того, во многих случаях проблему доминируют тепловые переходные процессы. Для сравнительного анализа моделей, которые намереваются учитывать буферизацию влаги гигроскопическими материалами, контактирующими с воздухом помещения, необходимы экспериментальные данные, в которых влажность воздуха изменяется временным образом, как представлено в этой статье. Целью данной статьи является сравнение экспериментальных и численных данных по одномерному переносу тепла и влаги в слое гипсокартона@, которое было проведено в рамках подзадачи 2 Приложения 41 МЭА/ECBCS (Roels@ 2008). Сравнение численных и экспериментальных данных служит двойной цели: проверке численных моделей и подтверждению экспериментальных данных. Однако@, поскольку предыдущие исследования (например, BCR 1992@Time and Uvslokk 2003@Roels et al. 2004) показали, что, помимо отсутствия хороших эталонных моделей@, достижение единообразия при измерении свойств материалов остается трудным; поэтому было решено сначала провести межлабораторное сравнение измерений гигроскопических свойств пористых материалов посредством кругового испытания. Не все свойства материала были измерены@, но циклический анализ был сосредоточен на тех свойствах, которые важны для буферизации влаги в помещении: свойства пропускания водяного пара и изотерма сорбции. Всего в циклическом тестировании приняли участие четырнадцать лабораторий. Сначала представляются результаты кругового теста. Затем объясняется экспериментальная установка и представлены различные тестовые примеры и прикладные численные модели. Наконец, проводится сравнение экспериментальных и численных результатов. Большое число участников круговых испытаний@ также позволило изучить чувствительность численного моделирования@, в ходе которого исследовалось влияние неопределенности в свойствах материала и граничных условиях.