翟志文 王曉歡 費本華
建筑圍護結構熱濕性能是建筑物理研究的重要內容。水分對于古建筑以及新建建筑構成的影響不容忽視[1]:不適宜的水分狀態,可能導致建筑部件乃至結構的破壞[2-3];熱濕性能影響著整體建筑的能耗水平[4-5]。此外,熱濕也與健康密切相關,一定溫度條件下,較高的相對濕度會增加霉菌生長的可能性,可能會導致居住者出現過敏癥狀,某些菌類甚至含有毒素,更會對健康產生嚴重影響[6-7]。
為了減少由于熱濕帶來的負面影響,需要一種可靠、方便的計算分析工具,在設計階段重點考慮避免問題產生,或對已有建筑進行分析維護以降低危害。在過去的幾十年里,多種模擬軟件被開發出來,如DELPHIN、 MOIST 、hygIRC及WUFI等[8-12]。WUFI(瞬態熱濕傳送)作為建筑領域有關熱濕模擬的專業軟件,在國外廣泛用于科研及實踐,但國內因技術原因研究人員目前對該軟件研究較少,尚未進行實際應用。
WUFI(瞬態熱濕傳送模型)是由德國弗朗恩霍夫建筑物理研究所(FIBP)開發的,在一定的蒸汽壓力或含水率梯度下,基于Fick(菲克定律)建立水蒸氣傳遞模型,基于Darcy(達西定律)建立液態水傳送模型,已被證實可以用于廣泛的建筑材料,包括工程木質材料如膠合板、刨花板等[13-16]。WUFI家族可以分為兩大類,四種產品。WUFI Pro應用于建筑單一或多層復合結構如墻體、屋頂等的一維熱濕模擬;WUFI2D在WUFI Pro的基礎上進行了另一維的擴展,適用于評估具有更為復雜幾何形狀的結構,如建筑拐角,窗戶連接,基礎界面等;……