不同气候区环境长波辐射对建筑围护结构耦合湿热传输及霉变风险的影响

《Buildings》：Climate-Dependent Effects of Environmental Longwave Radiation on the Hygrothermal Performance and Mold Risk of Building Envelopes

　　环境长波辐射（ELR）可改变外表面温度，从而修改建筑围护结构中的湿气传输，但其耦合湿热效应通常被简化处理，且在气候差异下仍缺乏充分量化。本研究采用温度和毛细压力为主变量，开发了一个瞬态耦合热湿传输（HAMT）模型，将风驱雨（WDR）、太阳短波辐射和动态天空长波辐射纳入外部边界。通过与HAMSTAD基准测试及长期现场测量的验证，表明该模型能够重现接近饱和的湿气行为及多层墙体主导的瞬态湿热响应。因此，后续哈尔滨和广州的ELR分析采用了毛细压力公式，分别代表中国严寒气候和夏热冬暖气候。在哈尔滨，ELR引起的辐射冷却使外表面平均相对湿度升高9.1个百分点，峰值从91.4%升至99.7%；年显热和潜热传输分别增加7.88%和3.33%。在广州，瞬态表面响应明显较弱，但年显热传输减少11.99%而潜热传输增加7.54%，表明热量和湿气传输存在气候依赖性重分配。外表面最大霉变指数在哈尔滨从2.20升至3.89，在广州从3.69升至4.27。这些结果揭示了一条耦合路径，即ELR引起的辐射冷却通过改变表面湿度、内部湿气重分配、能量分配和长期霉变风险来影响围护结构性能。因此，明确表征动态ELR对于特定气候下围护结构湿热性能和湿气耐久性的评估至关重要。