ｏ ０年第 期（总第 卷第 期） 建筑节能
Ｎｏ．１２ ｉｎ ２０１０（Ｔｏｔａｌ Ｎ０．２３８，Ｖｏ１．３８） ■新能源与绿色建筑
ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ＆ＧＲＥＥＮ ＢＵＩＬＤＩＮＧ
ｄｏｉ：１Ｏ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—７２３７．２０１０ １２．０１ １
被动式绿色调湿材料研究进展木
闰全智， 贾春霞， 冯寅烁， 张宇， 肖 凯， 于小龙
（北方Ｉ二业大学建筑工程学院，北京１００１４４）
摘要： 综述了被动式调湿材料的分类以及研究进展，分析了调湿材料的调湿机理，并总结了调湿材料的研发方向。完善调湿材料的吸
放湿理论，建立科学的评价体系是目前的研究重点。
关键词： 调湿材料； 被动式湿度调节； 调湿性能 中图分类号：ＴＵ８３１．５ 文献标志码： Ａ 文章编号： １６７３—７２３７（２０１０）１２—００４１—０２
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ
ＹＡＮ Ｑｕａｎ－ｚｈｉ，ＪＩＡ Ｃｈｕｎ－ｘｉａ，ＦＥＮＧ Ｙｉｎ－ｓｈｕｏ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕ，ＸＩＡ ０ Ｋａｉ，ＹＵ Ｘｉａｏ—ｌｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１４４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ＂ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｎｕｇｅｒｉａｌｓ ｉｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ
ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅ ｅｌｏｐｒｒ￣ｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｌ＇ｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｈｕｍｉｄ－
ｉｔｙ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｌ＂ｅ ｐｒｉｏｒｆｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｕｍｉｄｉｔｙ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ；ｐａｓｓｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
０ 引言
随着社会的进步和科技的发展，人们对居住环境
舒适性要求的不断提高，不仅仅对建筑物室内温度有
一个较高的要求，同时对室内的湿环境也有一定的要
求。有研究表明，在高温环境中，较高的相对湿度会进
一步加剧人的热感觉；在低温环境中，较低的相对湿
度会加剧人的冷感觉。与此同时，传统的空调系统，显
热负荷（排热）约占总负荷的５０％～７０％，潜热负荷
（排湿）约占总负荷的３０％￣５０％。占总负荷５０％以上
的显热负荷部分，本可以采用高温冷源排走的热量却
与除湿一起共用５～７℃的低温冷源进行处理，造成
了能量的浪费。所以精确调节室内湿度，对提高室内
舒适性，降低电制冷能耗，具有重要的意义。
湿度调节按照是否消耗能源可以分为主动式和 被动式。一般建筑中采用电空调调节湿度，是目前普
遍采用的主动调节湿度的方法，这种方法不仅耗能 大，而且会污染环境和破坏生态，不符合可持续发展
战略。而后者利用调湿材料的吸放湿特性控制调节湿
度，无需耗能，是一种绿色的控制、调节方法。 ｌ调湿材料的分类以及研究进展
“调湿材料”这一概念最早是由日本的西藤宫野
等人提出来的Ⅲ。是指不需要借助人工能源和机械设
收稿日期：２０１０－０９—２６；修回日期：２０１０－１１—０５
基金项目：北京市大学生科学研究与创业行动计划资助 备，依靠自身的吸放湿能力，感应所调空间空气温湿 度的变化，从而自动调节空气相对湿度的材料。近几
年国内外开发的调湿材料品种繁多，分类方法各异。 调湿材料主要包括无机调湿材料、有机高分子调湿材
料、生物质调湿材料和复合调湿材料４类。无机非金
属调湿材料的调湿能力主要取决于材料孔结构与比
表面积。有机高分子主要取决于在聚合物内是否有合
适的孔径以及渗透分子与高分子之间的作用力。理论
上分子结构中含有羧基、氨基、羟基等亲水基团的高
分子材料都可以作为调湿剂，亲水基团越多，吸湿量
就越大＿２ｊ。生物质调湿材料依靠自身天然的纤维结构，
能够在一定程度上起到调节和稳定湿度的作用。复合
调湿材料将不同类型的调湿材料进行复合，可以同时
实现高湿量、高吸放湿速度的优点。
调湿材料首先是在日本发展和应用起来的，日本
在博物馆、寺庙、图书馆、美术馆以及书库等建筑中，
大量使用了调湿材料，积累了许多有价值的研究成
果。研发的调湿材料主要集中在四大类：第一类是硅
酸钙水合物系的调湿材料，如ＡＬＣ板、硅酸钙板；第
二类是以天然沸石为原料开发出来的板状吸湿板，如
沸石板、灰浆护墙板：第三类是硅藻土系调湿材料；第
四类是纸质调湿材料，调湿效果尤为显著的是１９９０年
开发的著名的超级调湿纸。近几年日本的调湿材料研
究专利呈上升趋势，主要集中在无机材料方面［ 。日本
１ 的ＩＮＡＸ公司（２００２）用 灰、铝英矾土、砂等通过混 炼制成湿度控制抹面材料；同立产业综合技术研究所
前田雅喜将水玻璃和氢氧化铝与ｉ每岭土经８００～
１ １５０℃共同烧结成型，制成具有湿度调节功能的铝
基凋湿材料；ＪＡＮＩＳ公司（２００２）利用海泡石、硅藻土、
沸石和轻质混凝十的一种或几种和无机黏结剂为原
料，经过成型干燥制成湿度控制材料。
国内研究调湿材料起步比较晚，还处于初级阶
段，研究主要集中在硅胶、海泡石、蒙脱土、沸石等，但
都没有形成较为成熟的产品一 ：海交通大学的郑晓红
等人做了硅胶用于调节室内湿度的可行性研究，详细
分析了复合硅胶作为调湿材料的可行性，研究认为缺
乏有利的脱附条件，限制了硅胶在调湿领域的应用＿４ｌ。
吕荣超、冀志江［５１等人的研究发现，海泡石与白水泥复
合是 种非常好的墙体调湿材料，可以将小环境湿度
维持在４０％￣５０％之内。田一光［卅等人研究了无机矿
物／有机高分子复合调湿材料的制备和调湿性能，研
究发现通过改变复合材料的配比可以非常有效地控
制材料的吸放湿性能。此外，华侨大学的冉茂宇对调
湿材料的调湿特性及调湿机理作了大量的基础研究
丁作Ｉ７Ｊｏ ２调湿材料的调湿机理
调湿材料由于具有丰富的多孔结构，可以吸附大
量水蒸气分子，同时在一定条件下水蒸气分子也可以
脱附离开材料，从而到达调湿目的，在整个过程【１］，由
于伴随有热量传递，也可以对温度起到一定程度地调
节网。调湿材料的调湿原理［９】可用图１所示的材料的吸
放湿曲线来形象地说明，当调节空问内的空气相对湿
度超过某一值 时，材料的吸湿量快速增加，传质能
力加强，材料吸收空气中水分，空气中的相对湿度变
小；相反当空气相对湿度低于某一一值 时，材料含湿
如 ＊ 萎 Ｕ２
Ｕ
０ 】 巾！ ｝－￣ｘ４湿度中／％
图１ 调湿材料的平衡吸放湿曲线
Ｆｉｇ．】Ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ＣＵｒｖｅｓ ｏｆｔｈｅ
ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ 浓度高于空气中水蒸气含量，因此，放出自身吸附的
水蒸气，对空气进行加湿，使空气保持一一定地相对湿
度。大量对调湿材料的吸放湿进行试验发现，吸放湿
曲线存在 定滞后，调湿材料的调湿能力存在一个范
围而不是可逆的。
调湿材料的调湿机理为新型调湿材料的研发指
明了方向。调湿材料不仪要吸放湿容量大，吸放湿速
度快，同时滞后环越窄，材料的吸放湿性能越接近，调
湿范围可控性越强。此外，调湿材料逐渐向多功能方
向发展，不仅要有良好的调湿功能，还需要调湿材料
具有空气净化、杀菌等多种功能。 ３调湿材料存在问题与未来发展
目前，国内在研究调湿材料方面主要存在以下问
题。首先开发出的调湿材料虽然较多，但是对于各种
材料的吸放湿机理和理论的研究还不够完整和深入，
对调湿材料理论的研究大都停留在定性研究上，并没
有得到影响因素与调试性能之问定量关系。其次，对
调湿材料吸放湿的研究也仅局限于相对小而且封闭
的空间内，适当地扩大试验空间，有助于为实际应用
提供更可靠地数据。最后，对于调湿材料性能的评价
还没有～一个科学、系统的体系。完善调湿材料的理论
体系，以及建立一个科学的评价体系，对于国内研究
领域会起到规范、引领的作用，有利于开发更多、更成
熟的调湿材料。
参考文献：
［１］西藤宫野，田中．屋内湿度变化壁体￡材料．日本建筑学会研究报告
［Ｒ］．第３号，昭和２４年报１Ｏ月
［２］罗曦云，金鑫荣．文物保护用复合型调湿剂的机理研究＿１匕工新型材
料，２０００（１２）：１５．
［３】侯国艳，冀志江，等调湿材料的国内外研究现状［Ｊ】ｌ材料导报，２００８，２２
ｆ８１：７８—８２．
［４］包剑，郑晓红，代彦军 圭胶用于调节室内湿度的可行性研究［Ｊ】．暖通
空调，２００６，３６（１ １）：５４．５７．
［５］吕荣超，冀志江，等．海泡石应用于调湿材料的研究［Ｊ］．岩石矿物学杂
志，２００５，２４（４）：３２９—３３２．
［６］习禄田，田一长，石爽，等．蒙脱土／聚丙烯酰胺复合材料的制备和性能
研究 ．沈阳化工学院学报，１９９９，ｌ３（１）：１．
［７］冉茂宇．日本对调湿材料的研究及应用【Ｊ］．材料导报，２００２，ｌ６（】１）：
４２．４４
［８］吴宏伟，王厚华，庄燕燕．调湿材料在建筑节能中的应用前景［Ｊ］．制冷
与空调，２００９，２３（６）：１０２—１０５．
［９】蒋正武调湿材料的研究进展［Ｊ］．材料导报，２００６，２０（１ Ｏ）：８—１ １．
作者简介：闫全智（１９８９），男，北京人，建筑环境与设备专业。
