新型开放式创新测试平台(BEE Lab)的设计构建与多层建筑围护结构真实性能评估

为解决建筑围护结构性能评估缺乏真实环境测试的问题，意大利米兰理工大学团队设计开发了开放式创新测试平台BEE Lab，通过双测试舱与生活实验室空间结合，实现了对干式组装多层围护结构的湿热性能、能源效率及室内健康影响的综合评估。研究验证了智能蒸汽控制膜在极端温湿度条件下的动态响应特性，为加速建筑脱碳技术创新提供了标准化测试平台。

　　

随着全球建筑能耗占比达40%且温室气体排放超三分之一，工业化建造技术尤其是干式组装多层围护结构因施工快捷、节能高效等优势备受关注。然而，这类技术在实际应用中面临湿热性能不稳定、安装精度要求高等挑战，传统实验室测试难以反映真实环境下的性能表现。更棘手的是，木材基构件在潮湿环境下易滋生霉菌，而现有测试设施多聚焦传统建材，缺乏针对新型多层结构的专用评估平台。

为突破这些局限，米兰理工大学Graziano Salvalai团队在欧盟"MEZeroE Horizon 2020"项目支持下，创新性地构建了建筑围护性能实验室(BEE Lab)。该平台通过可360°旋转的双测试舱设计，结合生活实验室空间，首次实现了对全尺寸多层围护结构在真实气候条件下的综合性能测试。研究团队采用模块化钢结构与可替换墙体系统，集成了高精度温湿度传感器阵列（测量范围-50至100°C，精度±0.1°C）和红外热像仪等设备，建立了覆盖材料界面、室内外环境的立体监测网络。特别值得注意的是，平台创新性地引入了芬兰VTT霉菌生长模型，通过RH_crit = -0.00267×t³+0.16×t²-3.13×t+100的算法，实现了对墙体内部霉菌风险的动态预测。

在关键技术应用方面，研究主要采用：1) 基于EN 1928标准的动态湿热循环测试系统；2) 配备CONDAIR 505加湿器（功率0.50 kg/h）的受控环境模拟；3) 分布式传感器网络（105,243组数据/10分钟间隔）；4) 符合ISO 12572规范的透气性膜性能评估；5) 整合欧洲5国测试设施的MEZeroE虚拟市场平台。

BEE Lab设计构造特征

平台采用"测试舱+生活实验室"双模式设计，测试舱配备Rothoblaas公司提供的Clima Control 80（可变蒸汽阻隔膜）和Traspir Evo 160（高透气防水膜）两种新型膜材料。通过钢轨旋转系统，可实现建筑构件在真实气候条件下的多方位测试。监测数据显示，在夏季极端条件（室外>30°C，室内20°C/80%RH）下，内层膜能有效将隔热层湿度控制在73%以下，较内表面降低20-25%。

性能验证与初步监测

为期24个月的跟踪显示：冬季当室内RH人为提升至80%时，智能蒸汽控制膜使墙体干燥速度提升30%，隔热层RH始终低于VTT模型临界值。而外层膜在直接暴露于-5°C环境时，虽局部出现RH>80%情况，但通过附加保温层可有效规避霉菌风险。这验证了平台捕捉材料动态响应的能力。

讨论与结论

该研究首次构建了专门针对干式多层围护结构的测试生态系统，其创新性体现在：1) 通过双舱对照设计解决了真实环境测试的重复性问题；2) 建立的欧洲OITB网络已整合意大利、西班牙等5国测试资源；3) 验证了可变蒸汽阻隔膜在极端湿度下的自适应特性。特别重要的是，研究发现木材基墙体在正确安装膜材料时，即便在70-86%RH的夏季高湿环境下，隔热层仍能保持安全湿度水平（<73%RH），这为相关产品标准制定提供了实验依据。

这项发表于《Journal of Choice Modelling》的成果，不仅填补了工业化建造技术性能评估的方法空白，其创建的MEZeroE生态系统更推动了欧盟建筑创新技术的快速商业化。未来，该平台将持续优化测试协议，并扩展至光伏一体化围护结构等新兴领域的研究。