金屬屋面防結(jié)露問(wèn)題簡(jiǎn)析

佘祖群

金屬屋面防結(jié)露問(wèn)題簡(jiǎn)析

佘祖群

本文對(duì)建筑結(jié)露的起因以及結(jié)露對(duì)建筑物的損害作了一定的分析,并結(jié)合實(shí)際案例,提出了防止建筑結(jié)露的一些方法。

建筑結(jié)露；防結(jié)露；熱傳系數(shù) ；相對(duì)濕度；金屬屋面

結(jié)露是我們生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，例如冬天從室外進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，眼鏡鏡片上會(huì)凝結(jié)一層小水珠；夏天從冰箱中拿出的啤酒，放置一會(huì)兒就會(huì)有水滴沿著瓶身淌下來(lái)。結(jié)露現(xiàn)象在建筑物中也很普遍，特別是在寒冷地區(qū)。

在北方嚴(yán)寒冬季，建筑物室外溫度低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)就會(huì)結(jié)露，將影響室內(nèi)熱環(huán)境，使室內(nèi)溫度降級(jí)、濕度增加而使人感到不舒服。倘若保溫層受潮，會(huì)大大降低外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，由此增加建筑能耗，不符合建筑節(jié)能的要求。

1.結(jié)露的定義

結(jié)露就是非飽和空氣當(dāng)冷卻到一定溫度時(shí)，即達(dá)飽和狀態(tài)，再繼續(xù)冷卻時(shí)多余的水蒸汽將會(huì)凝結(jié)成水珠，俗稱結(jié)露，此臨界溫度稱為露點(diǎn)。結(jié)露是否發(fā)生取決于室內(nèi)溫度，室內(nèi)濕度及露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度即使沒(méi)有下降到與室外溫度相同的，一定溫度下仍可能發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。

2.結(jié)露的分類

建筑結(jié)露常分為表面結(jié)露和內(nèi)部結(jié)露兩類。所謂表面結(jié)露是指當(dāng)室內(nèi)的空氣濕度大于室外空氣的濕度，室內(nèi)空氣碰到低于露點(diǎn)溫度的表面和頂棚，水蒸汽就凝結(jié)成水珠。內(nèi)部結(jié)露是指當(dāng)水蒸汽在蒸汽壓差的作用下通過(guò)墻體和屋蓋時(shí)被阻擋在低溫部位時(shí)，所產(chǎn)生的的結(jié)露現(xiàn)象。

3.結(jié)露的形成原因

當(dāng)溫度較高的濕空氣接觸到溫度較低介質(zhì)時(shí)被迅速冷卻，當(dāng)空氣被冷卻到露點(diǎn)溫度以下時(shí)，就會(huì)在介質(zhì)表面形成水珠，產(chǎn)生冷凝水俗稱結(jié)露。

結(jié)露形成的兩個(gè)基本條件：

3.1 溫差：如果濕空氣所接觸到的介質(zhì)表面不存在溫差，空氣的飽和度就不會(huì)改變，也就不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露。

3.2 濕空氣：如果空氣比較干燥也就是相對(duì)濕度低，就算存在溫差。其冷卻后仍沒(méi)有達(dá)到露點(diǎn)，就不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露。

4.建筑結(jié)露對(duì)建筑材料的影響

保溫材料吸水或吸濕后，將很大程度的降低隔熱性能，原因是水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58W/m·K，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0.023W/m·K和一般的保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)（比如加氣、泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為0.19W/m·K）。同時(shí)也在一定程度上影響了建筑材料的強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)由于溫度和濕度比較合適，給細(xì)菌提供了良好的生活環(huán)境，造成裝飾層的霉變和破壞，甚至影響人們的身體健康。

5.防結(jié)露設(shè)計(jì)措施

5.1 加強(qiáng)圍護(hù)性能保溫性能，選擇傳熱系數(shù)小、足夠厚的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，建筑熱工處理好，使它的內(nèi)表面溫度不會(huì)太低，保證它的表面不產(chǎn)生凝結(jié)水，確定了室內(nèi)主結(jié)構(gòu)和主圍護(hù)結(jié)構(gòu)不結(jié)露，為空調(diào)通風(fēng)與采暖系統(tǒng)間歇運(yùn)行或停止運(yùn)行提供了可能性，為整個(gè)建筑的節(jié)能運(yùn)行提供了良好的條件。

5.2 提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度的方法，即送熱風(fēng)或采用紅外輻射，目前多采用送熱風(fēng)的方法。

5.3 設(shè)置通風(fēng)層或泄氣通道：將圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)空氣形成通路，這樣能讓進(jìn)入保溫層中的水分有出路，從而降低空氣間層相對(duì)濕度，達(dá)到防止結(jié)露的目的。

5.4 設(shè)置隔汽層：在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)高溫一側(cè)設(shè)置隔汽層，降低蒸汽分壓力，實(shí)現(xiàn)“進(jìn)難出易”。采用隔汽層防止或控制內(nèi)部冷凝，是目前設(shè)計(jì)中應(yīng)用最普遍的一種措施。

6.工程實(shí)例

在吉林某項(xiàng)目的圍護(hù)設(shè)計(jì)中，通過(guò)設(shè)置保溫墻的方式，加強(qiáng)了圍護(hù)系統(tǒng)的保溫性能，控制了傳熱系數(shù)，使圍護(hù)系統(tǒng)的表面溫度不會(huì)太低，保證它的表面不產(chǎn)生凝結(jié)水，從而達(dá)到防止結(jié)露的效果。

具體計(jì)算如下：

6.1 有關(guān)的規(guī)范規(guī)程：

《民用建筑熱工設(shè)計(jì)范規(guī)》（GB 50176-93）

《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB 50352-2005）

6.2 自然條件：

最冷月平均溫度：-18.1℃最熱月平均溫度：22.9℃冬季室外計(jì)算溫度：-31℃

6.3 室內(nèi)外保溫墻系統(tǒng)材料參數(shù)：

6.3.1 0.6mm壓型鋼板

導(dǎo)熱系數(shù)：λ=58.2W/（m·k）

6.3.2 150mm厚保溫棉（容重48 kg/

m3）

導(dǎo)熱系數(shù)：λ=0.05KW/（m·k）

6.3.3 C140×60×20×3.0 C型鋼

導(dǎo)熱系數(shù)：λ=58.2W/（m·k）

6.3.4 0.6mm壓型鋼板

導(dǎo)熱系數(shù)：λ=58.2W/（m·k）

熱阻值： 一般空氣間層冬季熱流向下 R氣=0.185m2·k/W

一般空氣間層冬季熱流向上 R氣=0.165 m2·k/W

垂直空氣間層 R氣=0.175m2·k/W

6.4 計(jì)算公式：

單一材料熱阻計(jì)算：

屋面系統(tǒng)熱阻計(jì)算：

R總= R1＋R2＋......＋Rn

屋面系統(tǒng)傳熱阻計(jì)算：

Ro= Ri＋R總＋Re

屋面系傳熱系數(shù)：

6.5 原則：

6.5.1 首先滿足建筑、結(jié)構(gòu)使用功能要求；

6.5.2 考慮結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)、合理，安全可靠；

6.5.3 綜合考慮美觀、節(jié)能、環(huán)保等方面；

6.5.4 按屋面系統(tǒng)傳熱系數(shù)K評(píng)定。

6.6 本項(xiàng)目室內(nèi)外保溫墻系統(tǒng)熱工分析：

根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》，本工程位于吉林省吉林市，屬于嚴(yán)寒地區(qū)，必須充分滿足冬季保溫要求，一般可不考慮夏季防熱。

保溫墻圖如下：

熱工分析：

分1、2區(qū)取其平均值計(jì)算。冬季保溫分析：

6.6.1 一區(qū)傳熱阻計(jì)算

a. 熱阻計(jì)算：

壓型底板：

空氣層：

保溫棉：

空氣層：

壓型底板：

一區(qū)熱阻：

b. 一區(qū)傳熱阻計(jì)算：

內(nèi)表面換熱阻值：Ri=0.11m2·K/W

外表面換熱阻值：Re=0.04m2·K/W

傳熱阻：

Ro.1= Ri＋R1.1＋Re=3.50002m2·K/W

c. 一區(qū)傳熱系數(shù)計(jì)算：

6.6.2 二區(qū)傳熱阻計(jì)算

a. 熱阻計(jì)算：

壓型底板：

保溫棉：

壓型底板：

二區(qū)熱阻：

R1.2= R底板1＋R保溫棉＋R底板2=3.00002m2·K/W

b. 二區(qū)傳熱阻計(jì)算：

內(nèi)表面換熱阻值：Ri=0.11m2·K/W

外表面換熱阻值：Re=0.05m2·K/W

傳熱阻：

Ro.2= Ri＋R1.2＋Re=3.16002m2·K/W

c. 二區(qū)傳熱系數(shù)計(jì)算：

6.6.3 保溫墻傳熱系數(shù)

小分區(qū)一區(qū)和二區(qū)的面積之比為0.36/0.64，故：

6.7 結(jié)論

綜上，本項(xiàng)目室內(nèi)外保溫墻熱工性能為：冬季保溫K=0.305W/（m2·C），不僅滿足了保溫節(jié)能，還有效地防止了結(jié)露現(xiàn)象。

[1]《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50176-93），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993

[2]《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB 50352-2005）, 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005

[3]《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 26-2010），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010

[4]《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）, 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005

（作者單位：上海精銳金屬建筑系統(tǒng)有限公司）

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