住宅建筑常見結露成因分析及應對

周 軍 （蘇州吳江建屋摩麗茂置業(yè)有限公司，江蘇 蘇州215200）

1 住宅建筑常見結露的原因分析

1.1 住宅建筑中常見結露現(xiàn)象

結露是溫濕空氣受冷，到一定條件時，水蒸氣凝結液化的一種自然現(xiàn)象。比如煮水做飯時，在熱對流、輻射等共同作用下，廚房內空氣溫度及濕度迅速升高，但墻面瓷磚的溫升則相對緩慢。溫濕的空氣遇到了冰冷的磚面，產生了結露。夏天，對于裝配鋁合金風口的中央空調，在冷風作用下，作為優(yōu)良熱導材料的鋁合金降溫明顯，受風口空氣紊流影響，室內溫濕空氣遇到鋁合金葉板，也產生了結露。

1.2 常見結露成因分析

結露的發(fā)生，除了溫濕空氣冷卻這個條件外，還有一個重要的條件，那就是要達到露點。在一定氣壓條件下，不同溫度的空氣，其所能容納水蒸氣的能力是不一樣的。溫度越高其所能容納的水蒸汽量也越多，反之就越少。含有一定量水蒸氣的溫濕空氣在冷卻降溫過程中，隨著其容納水蒸氣能力的不斷降低，在某一溫度點，其將達到飽和狀態(tài)，這一溫度點就是該溫濕空氣的露點。如果其所接觸到的物體溫度低于露點溫度，原來處于不飽和狀態(tài)的空氣會變成過飽和狀態(tài)，從而將其不能容納的水蒸氣析出凝結，在物體表面形成結露。

1.3 結露成因條件之間的關系

經以上分析可知，在一定氣壓條件下，建筑結露的發(fā)生與空氣溫度和濕度有關。圖1-1給出了它們之間的關系（圖中橫軸表示溫度T，縱軸表示空氣絕對濕度P，曲線表示相對濕度φ）。

1.4 結露成因分析實例

1.4.1 生活常見室內瓷磚表面結露成因分析

瓷磚表面結露原因：冬天清晨，冰冷的廚房室內溫度只有15℃。燒水煮飯過程中，廚房空氣溫度、濕度均迅速提高，灶臺周邊局部空氣溫度可達25℃，相對濕度可達90%以上，對照曲線圖，當前露點為23.1℃。而原來只有15℃墻磚，很難在短時間內升溫到23.1℃以上，溫濕空氣遇到瓷磚，迅速被冷卻到露點以下，瓷磚表面結露現(xiàn)象發(fā)生。

而另一些結露的成因分析，則需要綜合考慮建筑的保溫隔熱性能及建筑使用者的使用情況。

1.4.2 頂樓住戶頂面涂料結露發(fā)霉成因分析

某小區(qū)頂樓住戶，反映屋頂出現(xiàn)滲漏發(fā)霉，物業(yè)、售后部門多次組織檢查維修，問題遲遲得不到解決。給住戶生活帶來極大困擾，意見很大。后由開發(fā)商工程部應對解決。

經現(xiàn)場查看，該戶為一頂層的三房兩廳，中間戶型，兩間臥室及客廳朝南，餐廳及另一臥室朝北。霉變部位均位于三個臥室屋頂，靠近外墻400mm范圍內明顯，往里則不明顯，及至600mm左右，基本看不到霉斑。且南側兩個臥室嚴重，北側臥室輕微，居于兩個臥室中間的客廳沒有發(fā)現(xiàn)霉斑。經物業(yè)走訪，其兩側住戶未發(fā)現(xiàn)滲漏霉變。來之前已經安排有關單位對屋面進行了24小時蓄水試驗（圖1-2），現(xiàn)場查看未發(fā)現(xiàn)滲漏。打開霉變部位，基層干燥（圖1-3）。通過以上特征判斷，排除滲漏原因，而根據(jù)霉變區(qū)域依室內格局分界明顯的特點（圖1-4、圖1-5），初步判斷應是由結露引發(fā)的霉變。

經與住戶交談了解，其習慣地鋪睡眠，家里鋪裝地暖取暖，并頻繁使用空氣加濕器。導致其冬季臥室空氣長時間處于溫濕狀態(tài)，且地暖又屬于靜態(tài)輻射方式加熱，如果樓頂內表面溫度低于露點的話，聚集在上層的濕熱空氣很容易出現(xiàn)結露。又因為臥室相對密閉，空氣不流通，輕微的結露無法通過空氣流通自然蒸發(fā)，長時間留存易出現(xiàn)霉變。而客廳南北都有陽臺，人員進出陽臺促使客廳空氣流通，避免濕熱空氣滯留，降低了結露出現(xiàn)的可能，輕微的結露隨空氣流動自然蒸發(fā)，從而避免了霉變的發(fā)生。同樣的道理，兩側住戶沒有出現(xiàn)霉變現(xiàn)象則因為他們冬季是使用空調取暖?？照{供暖時不斷吸入冷空氣加熱后吹出，室內空氣始終處于動態(tài)循環(huán)的過程，流通性好，因此也沒發(fā)生霉變問題。

為了驗證判斷，按照《民用建筑熱工設計規(guī)范》（GB 50176-2016）（以下簡稱《熱工規(guī)范》）要求，并參照相關文獻研究數(shù)據(jù)建立數(shù)學模型，通過準確的定量分析，找出問題原因，并準確給出解決方案。

首先查詢了原設計文件，發(fā)現(xiàn)原節(jié)能計算時，未考慮找坡層對圍護結構的影響。

經斷面對照（圖1-6），霉變最明顯的部位恰恰是屋面結構最薄的水溝部位，故本次需要將找坡層納入進來，探尋原因。根據(jù)屋面構造，選取排水溝A、坡底B、坡中C、坡頂D四個點位進行分析。把每個斷面分別視作是由多層勻質材料層組成的圍護結構平壁。按照《熱工規(guī)范》，對這四個點位的傳熱阻Ro進行計算：

計算公式依次為

公式中，δn表示各材料層厚度，λn表示各材料的導熱系數(shù)，Ri表示內表面換熱阻，Re表示外表面換熱阻。相關數(shù)值均通過《熱工規(guī)范》、《建筑物理》附表查詢確定，Ri、Re分別取值0.11、0.04，計算過程如下：

A點位第一材料層SBS改性瀝青卷材層熱阻

R1=0.004/0.230=0.017

……

各點位熱阻R值計算

RA=ΣRnA=0.017+0+0.012……+0.022=1.119

……

各點位傳熱阻Ro值計算

RoA=Ri+RA+Re=0.11+1.119+0.04=1.269

……

計算結果詳見表1-1：

?

同時，查詢了2016年12月至2017年1月的氣象記錄，期間蘇州地區(qū)較長時間維持在低溫天氣。尤其是2017年1月下旬，多天維持在-3至8℃之間，詳見表1-2：

由表1-2，選取室外計算溫度te，室外白天7℃、晚間-2℃。

?

住戶用地暖取暖，按照晝夜人體舒適溫度設定，同時受到朝向影響，朝南臥室白天可以獲得太陽輻射熱補充，溫度較北向臥室偏高。參考相關文獻研究數(shù)據(jù)：白天室內計算溫度ti，朝南臥室取值27℃、朝北臥室取值26.5℃；晚間室內溫度均取值20℃。

現(xiàn)在，可根據(jù)《熱工規(guī)范》中，冬季圍護結構平壁內表面溫度公式，計算出屋面內表面A、B、C、D處溫度：

計算公式為

公式中θi表示屋面內表面溫度，ti表示室內計算溫度，te表示室外計算溫度：

白天朝南房間A點屋頂內表面溫度

計算結果詳見表1-3。

計算出了溫度，下面對室內空氣濕度進行確定。因為現(xiàn)在已過了采暖季，無法進行實測，只能根據(jù)業(yè)主的使用習慣，結合設備特性進行了解。研究表明，相對濕度在50%～60%時，人體感覺最舒適，也最利于人體健康。加濕器正是按照相對濕度60%這一人體比較舒適的濕度工作。

通過查詢《標準大氣壓時不同溫度下的飽和水蒸氣分壓Ps值》（以下簡稱《Ps值》）表，可以準確了解室溫在由27℃變動到20℃時，室內空氣各參數(shù)情況?，F(xiàn)將朝南臥室空氣參數(shù)晝夜變動情況詳細分析如下:

①白天27℃時空氣容納水蒸氣的能力最大，飽和蒸氣壓力Ps=3565Pa，加濕器啟動并使空氣相對濕度達到60%后，經換算，此時絕對濕度（水蒸氣分壓力）

?

P=φ×Ps=3565×60%=2139Pa

由絕對濕度P=2139 Pa，查《Ps值》表得，其露點溫度約為18.5℃；

②隨著溫度的降低，空氣容納水蒸氣能力同步下降，因為臥室空間相對密閉，水蒸氣未損失，空氣絕對濕度不變（水蒸氣分壓力P仍為2139 Pa）；

③夜間20℃時，飽和蒸汽壓力降低到最小值Ps=2337.1Pa，雖然仍大于2139 Pa，但已接近臨界狀態(tài)。

兩個臥室內空氣溫度、濕度變化情況及露點溫度見表1-4。

?

通過對比表1-3、表1-4可以看出，南臥室屋頂內表面A點及B點的溫度分別為18.09℃、18.48℃，低于南臥室露點溫度18.5℃，北臥室屋頂內表面A點的溫度為18.09℃，低于北臥室露點溫度18.1℃，室內溫濕的空氣在該部位會出現(xiàn)結露。南側臥室水溝部位（A點）、水溝旁邊（B點），北側臥室的水溝部位（A點）存在結露情況。

而且晝夜溫差越大，越容易結露，夜間室外溫度越低越容易結露。室內空氣流通性差，結露部位長時間潮濕引起涂料發(fā)霉。比較南北兩處臥室，南側臥室絕對濕度（水蒸氣分壓力）較大，露點溫度較高，更容易結露，因此霉變較北側臥室明顯。

通過調整原來滲漏維修方案，改為應對結露發(fā)霉措施處理，問題得到解決。

2 結露的影響

住宅建筑中不正常的結露，會對建筑質量、人們的工作和生活造成不利影響。

2.1 頻繁的結露干擾正常工作和生活

空調風口和瓷磚表面的結露，雖不起眼，但有時卻像下小雨一樣滴滴答答，干擾人們正常生活和工作。

2.2 嚴重的結露會造成建筑質量受損

窗框、玻璃等圍護結構內表面結露，露珠沿墻或構件滴落，造成墻面裝飾材料受潮、滲入材料內部造成材料受損，影響建筑質量，降低建筑構件的正常使用年限，造成財產損失。

2.3 結露引發(fā)霉變危害人體健康

受長時間結露影響，潮濕的環(huán)境還會引發(fā)霉變，霉菌毒素污染室內環(huán)境，危害使用者的身體健康。

3 建筑結露的應對措施

通過上面分析可知，應對結露問題，可以從控制其形成的條件及降低結露危害等方面入手。

3.1 控制室內空氣的濕度

控制室內空氣的濕度，首先要從設計入手，合理考慮空間格局，改善室內通風環(huán)境，充分利用自然條件調節(jié)空氣濕度。及時跟進新技術的發(fā)展，積極嘗試采用新型可自動調節(jié)室內微環(huán)境的新材料、新工藝。筆者所在項目通過推廣使用可以24h自然通風換氣的新風口設施以及可以自動調節(jié)室內干濕度的呼吸磚等新型材料。通過改善室內干濕度動態(tài)調節(jié)過程，提高居住舒適度。

3.2 控制室內空氣露點溫度

應對結露問題的另一個重要的方面就是要避免達到露點。這里同樣要先從設計階段入手，比如采用高效外保溫材料，提高圍護結構保溫性能，避免圍護結構內表面溫度低于室內空氣的露點溫度。周全考慮圍護保溫方案，消除屋面水溝、設備基礎等保溫薄弱節(jié)點。合理選用建筑裝飾材料，比如外門窗選用新型斷橋型材、雙層玻璃，阻斷熱橋；用ABS空調風口替換鋁合金空調風口等，都可以有效避免或減少結露的發(fā)生。然后是施工階段的工藝處理和質量控制，比如在確保外窗防滲漏的前提下，盡量選用發(fā)泡填充工藝替代砂漿填縫，保證斷橋型材不會因直接接觸砂漿而減低性能；所有與主體相連的結構部位，保溫防護措施全數(shù)施工到位，阻斷熱橋。

3.3 合理正確使用建筑

合理正確的使用建筑，也非常重要。比如物業(yè)部門要定時查看屋面排水設施暢通情況，避免積水滲水造成屋面保溫材料性能下降而導致的結露。住戶也要合理正確使用住宅，避免房間內出現(xiàn)高溫、高濕的情況，因為高溫高濕的空氣，結露是很難避免的，并要及時關注天氣情況，勤通風勤換氣。

3.4 對于特殊部位采取預控，避免結露的不利影響

對于受外界自然因素影響，結露隱患風險較大的部位，提前采用防霉應對處理措施。比如結合沿海沿湖氣候特點，在一樓、頂樓住戶采用環(huán)保防霉工法施工。

4 結語

結露是一種自然現(xiàn)象，一旦條件具備就會發(fā)生。掌握了其規(guī)律，清楚了其原因，在設計和施工階段，就可以通過技術措施、工藝手段進行有效控制預防和應對；在使用階段，進行合理使用、正確維護，基本可以避免結露的產生。而對于那些受自然環(huán)境影響大，結露隱患大的建筑或部位，只要提前采取應對措施，也可規(guī)避或降低其對我人們的影響。