夜间通风被认为是一种可有效降低夏季空调系统能耗的被动式冷却技术,其节能效益取决于围护结构表面与通风气流间的热湿交换过程。围护结构表面的热湿交换过程对夜间通风节能潜力有重要影响。本文针对通风气流与围护结构内表面的热湿耦合传递过程进行了实验和模拟研究。实测了通风系统条件下实验舱地面的冷却降温过程,根据温度实测数据演算得到了地面的对流换热量和对流换热系数,分析了换气次数、空气湿度、送风气流与地面间初始温差等因素对地面通风冷却过程的影响。结果表明,地面平均对流换热量和局部对流换热量均随通风时间逐渐减小,地面平均对流换热系数平缓下降,送风气流湿度对对流质交换的影响从根本上取决于空气含湿量;送风湿度或换气次数越大,地面降温越快,但换气次数较大时送风湿度对壁面冷却效果的影响较小。利用已有的围护结构热湿耦合传递模型分析对流换热系数对模型求解结果的敏感性,并由实验数据回归得到了表面换热系数的一般关系式,进而对模型边界条件进行了改进。利用改进模型分析了围护结构物性参数对模型求解结果的影响,模拟了夜间通风气流平行掠过墙体一侧表面的热湿耦合传递过程。结果显示,热湿耦合问题中材料导热系数宜取为分段函数,水蒸气渗透系数和比热容对热湿传递过程有一定影响;通风气流的速度或湿度越大,墙体内部和表面的温度均越低,通风前期墙体内表面的热通量越大,潜热比LHR也越大;通风过程中内表面热通量的显热占比逐渐减小,潜热占比逐渐增大,通风后期潜热比甚至可能超过显热比;通风气流速度对墙体表面水汽通量的影响较小。利用改进模型模拟了上海地区外墙的热湿传递过程,进而针对严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区典型城市(沈阳、郑州、上海)的典型气象日,分析了外墙保温层位置、内表面气流速度、气候条件等因素对夜间通风冷却潜力的影响。模拟结果表明,保温层位置对墙体内表面水汽通量的影响较小,对墙体外表面热通量的影响与墙体材料和通风阶段有关;三地区的内保温墙体对应的通风蓄冷量和内表面温降均略低于外保温墙体,但蓄冷率明显大于外保温墙体,且通风结束时的墙体内表面温度低于外保温墙体,因此外墙宜采用内保温方式;从墙体内表面温降、通风蓄冷量和蓄冷率的角度看,三地区中郑州的夜间通风降温潜力最大,其次是沈阳,上海最小。