蓄热体（热质量）效应
理论：传热系数说明不了的墙体性质
概述
墙体保温性能用传热系数（U值）比较吧，蓄热效果和它是两回事吗？
是两回事。U值表示温差恒定时热量流动的难易，表示不了温度随时间变化时的行为。墙体对一天温度变化的响应，取决于把室外变化延迟多少（时间延迟）、减小多少（衰减系数）以及在室内侧能吞吐多少热量（导纳）。这些随热容量和层的排列顺序变化很大。我们用传递矩阵法比较混凝土墙与轻质墙、内保温与外保温。
传递矩阵
把各层矩阵从室内侧表面热阻（0.13 m²K/W）到室外侧表面热阻（0.04 m²K/W）依次相乘。δ为周期P（24小时）的穿透深度。
时间延迟与衰减系数
$Y_{12}$ 为周期传热系数，表示室外温度波动1 K时室内侧进出热量的振幅；衰减系数f为其除以稳态U值。
厚墙的智慧
沙漠和地中海地区的传统住宅用厚石墙或土墙，把白天的热延迟到夜里，把夜晚的凉爽保留到白天。把这种经验智慧变成公式的是1960～70年代在英国等地发展起来的导纳法，它延续到今天国际标准ISO 13786的传递矩阵法。即使在保温良好的现代建筑中，为抑制夏季日照和室内发热引起的升温，蓄热体的布置也在重新受到重视。
算例：一日周期
混凝土（1.8 W/mK，2,400 kg/m³，1,000 J/kgK），EPS保温100 mm（0.035 W/mK），轻质墙为12.5 mm石膏板＋100 mm玻璃棉＋12.5 mm石膏板。
不同墙体比较
| 墙体 | U值 | 衰减系数 | 时间延迟 | 室内侧导纳 |
|---|---|---|---|---|
| 混凝土200 mm | 3.56 | 0.51 | 5.7 小时 | 5.70 |
| 混凝土＋外保温 | 0.32 | 0.17 | 7.9 小时 | 5.94 |
| 内保温＋混凝土 | 0.32 | 0.33 | 7.0 小时 | 0.34 |
| 轻质墙（石膏＋玻璃棉） | 0.36 | 0.99 | 1.0 小时 | 0.90 |
U值与导纳单位为W/m²K。
混凝土厚度
| 厚度 | 衰减系数 | 时间延迟 |
|---|---|---|
| 100 mm | 0.83 | 2.8 小时 |
| 200 mm | 0.51 | 5.7 小时 |
| 300 mm | 0.30 | 8.3 小时 |
| 400 mm | 0.18 | 11.0 小时 |
内保温和外保温U值相同，室内侧导纳却相差17倍。
U值与层的排列顺序无关，但温度变化时的响应取决于哪一层面向室内。外保温时混凝土面向室内，室温升高时混凝土吸热，降低时放热，表示这种作用的是室内侧导纳，高达5.9 W/m²K。内保温时保温材料把混凝土与房间隔开，只有0.34 W/m²K，从房间看与轻质墙没什么两样，日照和人员发热会使室温很快上升。在室外热量的延迟和衰减上外保温也更有利，衰减系数为0.17，是内保温的一半。
设计要点
- 除U值外，还要比较衰减系数、时间延迟和室内侧导纳。
- 要发挥蓄热作用，把热容大的层放在室内侧，保温放在外侧。
- 与夜间通风结合，把蓄积的热在夜里排出。
- 用饰面材料（地毯、吊顶板）覆盖蓄热体会减弱效果。
- 全年热负荷用逐时动态模拟评估。
“加强保温后夏天更热了”
某办公室改造时在混凝土外墙内侧贴了保温材料，又加装了吊顶，冬天变暖了，夏天下午的室温上升却比以前更大。混凝土蓄热体被保温材料和吊顶与房间隔开，无法再吸收日照和人员、设备的发热。加入夜间通风并打开部分吊顶让混凝土外露后，夏季温升得到了抑制。
常见错误
错误与对策
| 错误 | 后果 | 对策 |
|---|---|---|
| 只比较U值 | 漏掉夏季过热 | 也看动态指标 |
| 忽略层序 | 蓄热效果算错 | 用传递矩阵计算 |
| 省略饰面材料 | 高估蓄热 | 实际构造层 |
| 用稳态计算负荷 | 峰值负荷算错 | 动态模拟 |
| 不考虑夜间通风 | 热量持续积累 | 确保散热途径 |
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