建筑熱工學(xué)第四章濕狀況

第4章外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕狀況4-1材料的吸濕4-2外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的蒸汽滲透4-3防止和控制冷凝的措施概述：外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕狀況與其熱狀況和結(jié)構(gòu)的耐久性密切相關(guān)，同時(shí)也直接影響房間的衛(wèi)生狀況。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕狀況主要決定于下列因素：1。用于結(jié)構(gòu)中的材料的原始濕度；2。施工過程中進(jìn)入結(jié)構(gòu)材料的水分；3。由于毛細(xì)管作用，從土壤滲透到圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的水分；4。由于受雨、雪的作用滲透到圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的水分；5。使用管理中的水分。6。由于材料的吸濕作用，從空氣中吸收的水分；7?？諝庵械乃衷趪o(hù)結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部發(fā)生冷凝。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)由于冷凝而受潮可分兩種情況：表面凝結(jié)與內(nèi)部凝結(jié)。表面凝結(jié)，就是在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面上出現(xiàn)凝結(jié)水，其原因濕由于水蒸氣含量較多而溫度高的空氣遇到冷的表面所致；內(nèi)部凝結(jié)，是當(dāng)水蒸氣通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，遇到結(jié)構(gòu)內(nèi)部某個(gè)冷區(qū)溫度達(dá)到或低于露點(diǎn)時(shí)，水蒸氣即形成凝結(jié)水。4-1材料的吸濕材料的吸濕：把一塊干的材料試件置于濕空氣中，材料試件會從空氣中逐步吸收水分（空氣中的水蒸氣）而變潮，這種現(xiàn)象稱為材料的吸濕。材料的吸濕特性，可用材料的等溫吸濕曲線表征，如圖。平衡濕度：當(dāng)材料試件與某一狀態(tài)（一定的氣溫和一定的相對濕度）的空氣處于熱濕平衡時(shí)，亦即材料的濕度與周圍空氣溫度一致（熱平衡），試件的重量不再發(fā)生變化（濕平衡），這時(shí)的材料濕度稱為平衡濕度。020406080100材料的等溫吸濕曲線材料的吸濕濕度在相對濕度相同的條件下，隨溫度的降低而增加。建筑材料吸收的水分，是靠著水分子與材料固體顆粒表面的材料分子之間的分子作用力，以及水的表面張力作用保持在材料內(nèi)部的。水分子與材料固體骨架之間的結(jié)合能量取決于材料含水量的多少。當(dāng)含水量很低時(shí)，水分子與材料的結(jié)合是非常牢固的。在嚴(yán)重受潮的材料中，結(jié)合就較弱，所以水分較易自由的遷移。4-2外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中蒸汽滲透一、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的水分遷移二、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的蒸汽滲透三、防止和控制冷凝的措施

一、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的水分遷移當(dāng)材料內(nèi)部存在壓力差（分壓力或總壓力）、濕度（材料含濕量）差和溫度差時(shí)，均能引起材料內(nèi)部所含水分的遷移，從高勢位面向低勢位面轉(zhuǎn)移。材料內(nèi)所包含的水分，可以以三種形態(tài)存在：氣態(tài)（水蒸氣）、液態(tài)（液態(tài)水）和固態(tài)（冰）。在材料內(nèi)部可以遷移的只是兩種相態(tài)：一種是氣態(tài)的擴(kuò)散方式遷移（又稱水蒸氣滲透）；一種是以液態(tài)水分的毛細(xì)滲透方式遷移。當(dāng)室內(nèi)外空氣的水蒸氣含量不等時(shí)，在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)就存在著水蒸氣分壓力差，水蒸氣分子將從壓力較高的一側(cè)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向低的一側(cè)滲透擴(kuò)散。若設(shè)計(jì)不當(dāng)，水蒸汽通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，會在材料的孔隙中凝結(jié)成水或凍結(jié)成冰，造成內(nèi)部冷凝受潮。一、蒸汽滲透的的計(jì)算：穩(wěn)態(tài)下純蒸汽滲滲透過程的計(jì)算算與穩(wěn)定傳熱的的計(jì)算方法完全全相似的。如圖圖10-1穩(wěn)態(tài)條件下，通通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的蒸汽滲透量，，與室內(nèi)外的水水蒸氣分壓力差差成正比，與滲滲透過程中受到到的阻力成反比比。即說明：：室內(nèi)、外空氣氣的水蒸氣分壓壓力；：蒸汽滲透強(qiáng)度度，單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)通過單位面積積的蒸汽量，。。：總蒸汽滲透阻阻，。。任一分層的厚度：蒸汽滲透系數(shù)數(shù)。表明材料的的透氣能力，與與材料的密實(shí)程度有有關(guān)。材料孔隙隙率越大，透氣氣性越強(qiáng)。如：油氈靜靜止空空氣玻璃棉玻玻璃和金屬屬不不滲透蒸汽汽垂直空氣間層和和熱流由下向上上的水平間層圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表表面的水蒸氣分分壓力可近似取取為和和圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)任一層的內(nèi)界界面上的水蒸氣氣分壓力計(jì)算公公式：二、內(nèi)部冷凝：：冷凝的危害：當(dāng)水蒸氣接觸結(jié)結(jié)構(gòu)表面時(shí)，若若表面溫度低于于露點(diǎn)溫度，水水汽會在表面冷冷凝成水。表面面冷凝水將有礙礙室內(nèi)衛(wèi)生，某某些情況下還將將直接影響生產(chǎn)產(chǎn)和房間的使用用。水蒸氣通過圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，在結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部材料的的孔隙中冷凝成成水珠或凍結(jié)成成冰，這種內(nèi)部部冷凝現(xiàn)象危害害更大，是一種種看不見的隱患患。內(nèi)部出現(xiàn)冷冷凝水，會使保保溫材料受潮，，材料受潮后，，導(dǎo)熱系數(shù)增大大，保溫能力降降低；此外，由由于內(nèi)部冷凝水水的凍融交替作作用，抗凍性差差的保溫材料便便遭到破壞，從從而降低結(jié)構(gòu)的的使用質(zhì)量和耐耐久性。判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)部是否會出現(xiàn)現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，可可按下述步驟進(jìn)進(jìn)行：根據(jù)室內(nèi)外空氣氣的溫度和濕度度確定水蒸氣分分壓力和，然后后計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)各層的水蒸氣氣分壓力，并作出的的分布線。。對于采暖房屋屋，設(shè)計(jì)中取當(dāng)當(dāng)?shù)夭膳诘氖沂彝饪諝獾钠骄鶞囟群推骄嘞鄬穸茸鳛槭沂彝庥?jì)算參數(shù)。。根據(jù)室內(nèi)外空氣氣溫度和和，確定定圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層的溫度，并作作出相應(yīng)的最大大水蒸氣分壓力力的分布線。根據(jù)和線線相交交與否判定圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否否出現(xiàn)冷凝。如圖10-2（a）所示，兩線不相相交，說明內(nèi)部部不會產(chǎn)生冷凝凝；若相交，則則內(nèi)部會產(chǎn)生冷冷凝，如圖10-2（b）.4-2防止和控制冷凝凝的措施一、蒸汽滲透的的計(jì)算1.正常溫度的的房間2.高濕房間二、內(nèi)部冷凝1.材料層次布布置對結(jié)構(gòu)內(nèi)部部濕狀況的影響響2.設(shè)置隔氣層層一、防止和控制制表面冷凝的措措施：產(chǎn)生表面冷凝的的原因：室內(nèi)空空氣濕度過高或或壁面溫度過低低，導(dǎo)致壁面溫溫度低于露點(diǎn)溫溫度而產(chǎn)生表面面冷凝1。正常溫度的的房間：設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)時(shí)要考慮低限熱熱阻的要求，保保證內(nèi)壁面溫度度高于露點(diǎn)溫度度，不會出現(xiàn)表表面冷凝現(xiàn)象。。2。高濕房間：：浴室、游泳館館、冷庫等高濕房間：一般般指冬季室內(nèi)相相對濕度高于，，相相應(yīng)室溫在以以上的房間間。對于高濕房間，，容易產(chǎn)生表面冷凝和和滴水現(xiàn)象，要預(yù)防結(jié)構(gòu)材料料的銹蝕和腐蝕蝕等有害的濕氣氣作用。室內(nèi)氣溫已接近近露點(diǎn)溫度（如如浴室、洗染間間等），的高濕房間，應(yīng)力求避免在表面面形成水滴掉下下來，并防止表面凝滲入圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的深部，使結(jié)構(gòu)受潮。。為避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)部受潮，高高濕房間圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面應(yīng)應(yīng)設(shè)防水層；對于間歇性處處于高濕條件的的房間，為避免免凝水形成水滴滴，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)表面可增設(shè)吸吸濕能力強(qiáng)且本本身又耐潮濕的的飾面層或涂層。對于連續(xù)處于高高濕條件，又不不允許房頂內(nèi)表表面的凝水滴到到設(shè)備和產(chǎn)品上上的房間，可設(shè)吊頂（吊頂空間應(yīng)與與室內(nèi)空氣流通通）將滴水有組組織地引走，或或加強(qiáng)屋頂內(nèi)表表面的通風(fēng)，防防止形成水滴。。二、防止和控制制內(nèi)部的冷凝：：1.材料層次布布置對結(jié)構(gòu)內(nèi)部部濕狀況的影響響：同一氣象條件下下，使用相同材料，，但材料層次布置不同同，則會出現(xiàn)不同情況況。如圖10-5。材料層布置應(yīng)盡量在水蒸氣滲透的的通路上做到進(jìn)難出易。設(shè)計(jì)中也可據(jù)進(jìn)難出易原則分析和檢驗(yàn)所所設(shè)計(jì)的構(gòu)造方案案的內(nèi)部冷凝情況況。如圖10-6所示示外墻結(jié)構(gòu)，其內(nèi)內(nèi)部可能出現(xiàn)冷凝凝的危險(xiǎn)界面是隔氣層內(nèi)表面和磚砌體內(nèi)表面。若界面a出現(xiàn)冷凝水:可增加外側(cè)的保溫能能力，提高該界面面的溫度，以防止止出現(xiàn)冷凝；若界面b出現(xiàn)冷凝水：可采采取兩種措施：一一是提高隔氣層的的隔氣能力，減少少進(jìn)入該界面的水水蒸氣量；二是在在磚墻上設(shè)置泄氣氣口，使水蒸氣流流很容易排出。2。設(shè)置隔氣層：：采用隔氣層防止或或控制內(nèi)部冷凝是是目