引言近年来，人们对建筑室内环境舒适性的需求愈发提高，节约能源是建筑节能的更高目标。被动式能源等先进技术为近零能耗建筑提供能源。热湿耦合传递对建筑能耗、室内环境热舒适性等方面都会产生很大影响，因此深入的研究有助于探究建筑舒适性，为创造更加舒适的生活环境提供理论支持。近零能耗建筑围护结构通常采用多孔介质材料[1]。在室外环境的影响下，建筑围护结构与室内环境进行水分与能量的交换。热湿耦合传递对室内环境的影响不容忽视[2-3]，应考虑水分传递对墙体和热湿耦合对室内环境的影响，以达到适宜的室内热舒适度。严寒地区建筑物围护结构的平均温度随室外温度变化较大，传热系数随之变化，从而影响室温变化和墙体内表面对人体的辐射温度[4]。室内环境湿度主要由人体和家具表面的水分散失、门窗的渗透以及通风组成。由于墙体具有吸放湿的特性，因此墙体是重要的水分传递介质[5]。通过墙体的热量和水分会直接影响室内热舒适性，例如空气温度、空气相对湿度、辐射温度等，热湿传递过程对建筑围护结构的性能和室内舒适性有着重要的影响。1数值模拟理论基础WUFI-Plus能够进行热湿耦合传递、室内热湿环境及建筑的整体能耗，建筑构件的热湿情况的仿真计算，可用于评价人员舒适性[6]的一款软件。WUFI-Plus可以对暴露在自然环境中的复合建筑构件进行一维传热和传湿计算，对围护结构水分传递问题和材料含湿量引起建筑构件参数变化造成的热损失进行分析[7]。能量平衡方程：ρ⋅CP⋅V∂T∂t=∑jAjαj(Tj-Ti)+Qsol+Qin+n⋅V⋅ρ⋅CP⋅(TO-TI)+Qvent (1)式中：ρ—空气的密度，kg/m3；αj—传热系数，W/(m2⋅K)；TO—外部空气温度，K；Tj—表面温度，K； TI—室内空气温度，K；t—时间，s；Aj—表面积，m2；C—空气的热容量，J/(kg⋅K)；n—换气次数，h-1；Qsol—太阳能进入量，W；Qin—人员、灯光和设备内部产热量，W；Qvent—通风获得或损失的热量，W；V—体积，m3。水分平衡方程式：V⋅∂vi∂t=∑jAjgin,j+Mprod+MHVAC+n⋅V⋅vo-vi+Mvent (2)式中：vo—外部空气的蒸汽含量，kg/m3；vi—内部空气的蒸汽含量，kg/m3；gin,j—从内表面进入房间的湿气通量，kg/(s⋅m2)；Mprod—水分的产生量，kg/h；Mvent—通风产生的水分增加或减少的量，kg/h；MHVAC—暖通空调系统导致的湿度增加或减少的量，kg/h。2模拟条件2.1建筑模型建筑模型选取沈阳市的某近零能耗建筑示范建筑，参照此建筑建立模型，该近零能耗建筑的结构为钢框架和现浇EPS混凝土墙体（18.6 m×9 m×6. 9 m），一、二层层高分别为3.3 m、 3.6 m。通过WUFI-Plus软件中的格式转换将模型转换为WUFI-Plus能够读取的XML文件格式。物理模型如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.F001图1物理模型2.2围护结构形式及材料特性围护结构构造及传热系数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.T001表1围护结构构造及传热系数墙体序号围护结构构造（从外到内）传热系数/[W/(m2·K)]墙体15 mm抗裂砂浆+260 mm EPS+120 mm保温墙体+10 mm硅钙板0.099屋顶15 mm防水卷材+20 mm水泥砂浆+300 mm挤塑板+120 mm ALC板0.089地面20 mm抹面层+100 mm混泥土地暖+240 mm挤塑板+80 mm混凝土垫层0.1132.3边界条件文中选取沈阳市某建筑，根据房间的功能以及室内环境舒适性要求、考虑人员作息情况依照Fanger 热舒适模型、建筑节能目标和人员活动，对室内的温度、相对湿度等参数进行设定。假设房间7：00～18：00有人使用，HVAC系统仅在使用期间工作，周末系统不运行。空调工况为：温度16 ℃～26 ℃，相对湿度70%，换气次数为0 ACH。模拟的初始条件为20 ℃、湿度50%。室外条件为沈阳地区全年逐时气象参数。3模拟结果分析3.1围护结构热湿传递对室内温湿度影响分析通过CTF 算法（只考虑围护结构热传递）和HAM 算法（动态传热系数下考虑围护结构热湿耦合传递）对本建筑的室内温湿度进行模拟。不进行自然和机械通风，只考虑门窗的自然渗透作用。为了清晰地对比考虑传湿与不考虑传湿这两种情况之间的差异，夏季1个星期和冬季1个星期的模拟室内温度和室内相对湿度如图2～图5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.F002图2室内温度（8月1日-8月7日）10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.F003图3室内相对湿度（8月1日-8月7日）10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.F004图4室内温度（12月1日-12月7日）10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.F005图5室内相对湿度（12月1日-12月7日）结果表明，水分通过建筑物围护结构的传递对室内相对湿度有很大影响。在考虑围护结构湿传递时，室内相对湿度维持在70％以下。相反，在不考虑水分传递的情况下，夏季的空调在关闭期间，室内的最大相对湿度在70%～80%之间（见图3）。在冬季，室内相对湿度在40%～70%之间（见图5）。由图2可以看出，考虑传湿与不考虑传湿下的室内空气温度几乎相同。可见建筑结构中的水分传递对潜热负荷有很大的影响，而显热负荷受到的影响很小。3.2围护结构热湿传递对舒适度的影响沈阳市典型房间内全年温湿度分布情况如图6所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.F006图6沈阳市典型房间内全年温湿度分布情况图6中，有颜色填充区域表示PMV 位于 -1～1之间的室内温湿度分布范围，当室内温湿度分布在这个区域时，表示室内的舒适度能满足人员需求。当空调系统启动时，能更好地将室内温湿度控制在舒适区内。由于不同的人员活动方式，此建筑不需要全天的调节室内温湿度在舒适区内，所以房间在无人员使用时只需要维持空调的基本运行。图6中部分不舒适区域内的状态点位于空调基本运行控制的时间内。由图6可知，使用HAM 模型进行计算时，模拟得到的室内相对湿度高于采用CTF模型的计算结果，温湿度主要分布在空调系统控制温湿度范围的上部，此时室内状态点大部分位于CTF 模型计算点分布区域的上部；相对湿度的平均值约为70%。由于围护结构的吸放湿特性，HAM 模型计算得到的结果的分布相较于CTF 模型得到的结果的分布范围较窄。对比CTF模型，HAM模型状态点更多地位于人体感觉舒适区域，更能满足舒适性指标要求。由此可知，室内的空气温度和相对湿度受建筑围护结构热湿传递的影响较大，在进行室内环境设计计算时，应该加以考虑。3.3围护结构热湿传递对房间内表面温度影响室内空气温湿度和人体的热对流过程会对热舒适产生一定的影响。另外房间表面温度也是影响室内环境的因素，当人体温度与房间内表面温度之间的差异较大时，人体与周围环境的辐射强度随之增强，产生不舒适感[8]。在考虑建筑围护结构水分传递之后，围护结构的内表面温度会产生一定变化，影响室内的热舒适性。图7～图8为夏季1个星期和冬季1个星期的平均内表面温度。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.F007图7平均内表面温度（8月1日-8月7日）10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.001.F008图8平均内表面温度（12月1日-12月7日）由图7可知，在夏季考虑围护结构水分传递得到的平均内表面温度与不考虑围护结构水分传递相差0.05 ℃～0.1 ℃，冬季时，考虑水分传递与不考虑相比，内表面平均温度几乎相同。可见热湿耦合传递对的温湿度的影响大于对内表面温度的影响。4结语（1）建筑围护结构的热湿耦合传递对室内相对湿度的影响很大。考虑与不考虑水分传递时室内温度大致相同。围护结构中的水分传递对潜热负荷的影响很大，相反显热负荷受到的影响很小。（2）考虑到围护结构热湿传递，室内相对湿度的波动幅度更小，更容易满足舒适性的指标要求。（3）考虑围护结构水分传递得到的墙体内表面温度与不考虑水分传递相差0.05 ℃～0.1 ℃。由此可知围护结构水分传递对内表面温度影响较小，可以忽略。