相变材料 (PCM - Phase Change Material) 是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。相变材料与建筑围护结构的结合，可形成具有高比热容的相变蓄能多层墙体，这种墙体相变蓄能的特性可以极大地提高建筑的热惰性，并通过双向传递降低室内温度峰值，提高人体舒适性，推迟峰值温度出现的时间，从而实现节能的目的。与传统围护结构相比，由于其具有很大的比热容，还可以大幅减少建筑材料、水电的消耗，并减少80%以上的建筑垃圾，同时可以提高建筑综合质量和性能、减少建筑后期维修维护费用、延长建筑使用寿命等。当前，我国建筑业的粗放发展方式迄今未完全转变，带来的资源能源过度消耗和浪费仍然突出。所以，发展相变蓄能墙体是建筑节能的重要方向，也是促进节能减排降耗的重要途径，从而有助于实现建筑节能和可持续发展。

      在目前相变材料的封装技术条件下，相变材料的加入可能会引起建筑围护结构强度的减弱，所以必须采取一定的措施增强墙体的强度。事实表明，在墙体结构内设置连接件可以在一定程度上提高墙体的强度，但同时势必会引起多热桥问题，导致墙体双向热流量、湿传递出现复杂变化。因此，本项目以相变蓄能多层多热桥墙体为对象，研究其双向（动态）、四维（空间与时间）、全周期内的热湿耦合传递机理问题，对于把握墙体与建筑热湿耦合传递规律，充分发挥墙体蓄能能力，降低建筑围护结构的整体能耗、保障建筑可持续发展具有重要的理论意义与应用价值，同时，研究成果也将可以用于指导和规范节能型建筑围护结构的开发，在我国大力发展装配式建筑的背景下，必将产生非常可观的经济效益和社会效益。
 

     
      本团队以相变蓄能多层多热桥墙体为研究对象，研究其热湿耦合传递机理。主要的研究内容包括以下几点：

(1) 研究不同环境（气候）下相变蓄能墙体的合理构造形式和热工特性

      根据我国南北气候差别大的特点，基于传热学理论分析相变蓄能多层多热桥墙体中各层材料（内外墙、保温层以及相变层材料等）的热导率、孔隙率、渗透系数等物性参数与多层墙体的总热流密度的函数关系，并分析多种环境条件下墙体各层的厚度、位置、材质等因素对墙体综合热流密度、总体热损失的影响，确定对应的相变蓄能墙体合理结构形式，得出不同环境条件下墙体各层的合适材质、厚度、位置、布局等参数，并进行经济性分析。在此基础上，研究不同构造形式的蓄能墙体在不同室内外温湿度条件下的热流密度分布、含湿量变化，以及综合传热、传湿系数的变化规律，研究墙体热工特性受室内外环境影响的规律。

(2) 研究全周期不同环境（气候）下相变蓄能墙体的双向热湿传递过程

      在多层不同墙体材料构造的情况下，分冬夏季节研究随室外温度周期性变化墙体双向传热的规律：结合“焓-多孔介质”相变传热理论，分析室内外温差与墙体热流密度的大小、方向转换规律的关系，并分析墙体自身含水的相变与相变材料相变的综合作用对相变蓄能多层多热桥墙体的双向热传递的影响规律。结合（1）的研究结果，研究如何或尽量减少夏季的室外向室内的传热，冬天如何尽量能获得更多室外的热量的不同墙体构造形式。在此基础上研究不同相变蓄能方式、不同地域，以及蓄能性能变化与墙体双向传热形态的关系。

(3) 研究全周期不同环境（气候）下热湿桥对墙体蓄能和传热的影响

      在研究双向热湿传递的基础上，提出“热湿桥”的假设。研究相变蓄能多层多热桥墙体热流密度、含湿量的变化规律，分析热湿桥的形成原因及规律。在此基础上，研究热、湿桥之间的相互作用与影响：分析墙体湿迁移对热桥的响应规律，确定墙体湿分布的特征；与此同时分析湿桥的产生对墙体热传递过程的影响。

      在以上研究的基础上，采用实验和数值方法分析相变蓄能多层多热桥墙体在不同环境条件下的热流量的大小和方向随时间变化的规律；研究热湿桥效应对相变蓄能多层多热桥墙体吸热、放热的影响，确定热湿桥对蓄能墙体性能的影响规律。

      最后，结合环境温湿度的时变特征，模拟不同季节温湿度的日变化特征，同时考虑连接墙体各层的连接件—热桥的数量、位置、排列方式等对墙体热流密度的大小、方向、时变特征的影响，以及含湿量的迁移方向与时变特征，用实验和数值模拟的方法分析相变蓄能多层多热桥墙体的四维热湿耦合传递的规律。