摘 要:結露是我們生活中常見的問題,也是建筑業(yè)中的老大難問題,本文通過對其成因及形成機理的分析,提出了相應的防治建議和措施,希望能為結露問題的解決提供一些參考。
關鍵詞:建筑;鋼結構;結露;形成;解決措施
中圖分類號:TU71 文獻標識碼;A
一、基本概念:
絕對濕度:一定體積的空氣中其水蒸氣的含量,單位是克/立方米。
空氣中水蒸氣的飽和度:一定溫度下空氣中所能溶解的水蒸氣含量是有限度的,當水蒸氣超量時將會凝結成水珠,此臨界狀態(tài)就是飽和狀態(tài),即達到最高濕度。溫度越高空氣中能溶解的水蒸氣量越多。
相對濕度:絕對濕度與最高濕度之間的比,它的值反映空氣中水蒸氣的飽和程度,用百分比表示。相對濕度為100%的空氣是飽和的空氣,超過100%時空氣中的水蒸氣會凝結出來。隨著溫度的升高空氣中可以含的水蒸氣就越多,也就是說,在同樣多的水蒸氣的情況下溫度升高相對濕度就會降低,因此相對濕度總是對應一定的溫度而言的。
結露:非飽和空氣當冷卻到一定溫度時即達飽和狀態(tài),再繼續(xù)冷卻時多余的水蒸氣將會凝結成水珠,俗稱結露,此臨界溫度稱為露點,當該溫度低于0°C時稱為霜點。
結露的形成:
當溫度較高的濕空氣接觸到溫度較低的介質表面時被迅速冷卻,當空氣被冷卻到露點溫度以下時就會在介質表面形成水珠,產生冷凝水俗稱結露。
結露形成的兩個基本條件:
溫差:如果濕空氣所接觸到的介質表面不存在溫差,空氣的飽和度就不會改變,也就不會出現(xiàn)結露;
濕空氣:如果空氣比較干燥也就是相對濕度很低,就算存在溫差,其被冷卻后仍沒有達到露點就不會出現(xiàn)結露。
鋼結構廠房的結露問題:
鋼結構廠房的圍護材料一般用彩鋼板、采光板、玻璃等,其導熱系數大保溫性能差,冬天時室內外溫差較大,圍護材料的表面溫度就比較低,當室內空氣濕度較大時其與圍護材料的表面接觸就可能產生結露現(xiàn)象。結露引起的危害一般有: 1)冷凝水停留在鋼材表面上會加速鋼材的腐蝕;2)當彩板內側有保溫棉時,冷凝水會滲入棉內使其重量增加且保溫性能下降;3)廠房內冷凝水向下滴落會影響生產甚至造成設備的破壞;4)采光板、玻璃等表面結露會影響視線和采光效果。
鋼結構廠房結露問題的解決方法:
減小室內外溫差:對南方無保溫要求的廠房可打開門窗讓內外空氣流通以減少室內外溫差,可防止結露現(xiàn)象。
減小與室內濕氣接觸的材料表面的溫差:采用雙層板中空或者單層板內側加保溫材料的辦法可有效解決結露問題,但要注意內層板或保溫材料應盡可能做到密封不透氣,否則室內濕氣還會滲透到外層板的表面并出現(xiàn)結露。
降低室內空氣的濕度:當生產過程會產生較大濕氣時,應安裝空調或抽風系統(tǒng)使室內濕氣盡快排出,降低室內濕度從而防止結露。
當結露現(xiàn)象無法避免時,應采用導流和封堵的辦法防止屋頂向下滴水影響廠房內的生產和使用。比如當屋面采用雙層板時可讓上層板產生的少量冷凝水滴到下層板上并順坡導流出去,當采用單層玻璃采光頂時可設計成較大的坡度使得冷凝水能順坡向邊上流出而不會在內部滴落。
六、一般建筑結露的防治
6.1結露的防治原則
①增大圍護結構的熱阻,提高室內表面溫度;
普遍做法是加大圍護結構熱阻,選擇傳熱系數小、足夠厚的外圍護結構,使它的內表面溫度不會太低,保證它的表面不產生凝結水,即外墻的傳熱系數K值小于當地冬季傳熱系數的最大值Kmax,外墻的傳熱系數K值大小與外墻厚度以及外墻采用的材料有直接關系
K=1/(1/αβ+∑(δ/λ)+1/αH)
式中:αβ為感熱系數;λ為導熱系數;δ為墻厚;αH為散熱系數。
Kmax=αβ×〔tβ-(τ+1.5)〕/(tβ-tH)
②降低室內外的溫差;
③減少室內的濕度;
6.2結露防治的設計建議
6.2.1如果想在冷墻一側消除墻體結露,就要加大冷墻一側墻體的疏松度、厚度,可以在冷墻外側選用熱阻大、透氣性好的保溫材料,加大保溫,減小內部墻體的溫度梯度;
6.2.2如果想在熱墻一側消除墻體結露,應盡可能去除熱墻一側的疏松材料,加大熱墻一側墻體的致密度,選擇熱阻更小、致密性更高的材料,如混凝土、瓷磚,石材、玻璃甚至加一些防水措施,減小水氣向墻體內部的滲透。
6.2.3如果設計要求墻體兩側都要有疏松材料層(如抹灰、水泥砂漿或者保溫材料),應盡可能減小熱墻一側疏松材料層厚度,加大冷墻一側的外保溫及疏松度。熱墻一側疏松材料層越厚,越需要加大外墻保溫,來降低熱墻一側疏松材料層的內外溫差。
6.2.4如果想在外墻裝石材,同時還想在墻體中間做隔熱,要盡可能選擇薄一些的石材,同時要做好內部疏松隔熱層和鋼筋混凝土層設計,否則也容易結露。
總之,沿墻體熱量傳遞方向,只要存在由疏松而變致密的墻體結構,就會對水氣滲透形成阻隔作用,就有可能形成墻體結露。若能減薄或去除致密層靠熱墻一側的疏松材料,或者做好冷墻一側墻體的外保溫,一般可以消除墻體結露。
6.3結露的具體防治措施
根據分析,我們可以看到,建筑結露一般出現(xiàn)在室內外空氣水蒸汽的含量有較大差異的時候。為防止建筑物房間內表面出現(xiàn)結露現(xiàn)象,我們提出以下三點看法: (1)盡量保持房間有較高的溫度,溫度下降越慢越好。應設法同時考慮設備是否同時具有除濕的功能。(2)用保溫材料來提高室內圍護結構的室內表面溫度。(3)設法使室內空氣流動起來,如安裝負壓新風系統(tǒng)。
為防止建筑物墻體內部出現(xiàn)結露區(qū),根據材料《民用建筑熱工體材料設計規(guī)程》6.2.1條的規(guī)定:采用多層圍護結構時,宜將蒸汽滲透阻較大的密實材料布置在內側,而將蒸汽滲透阻較小的材料,布置在外側。筆者認為,這種方式雖然可以在一定程度上避免產生內部結露,但是并不能防止內部結露,水蒸汽在擴散的過程中仍然可能出現(xiàn)結露現(xiàn)象。應該在高溫(蒸汽流入)一側設置隔氣層,才能避免內部結露現(xiàn)象, 這種做法雖然可以完全不出現(xiàn)內部結露問題,但是施工起來難度較大,造價也相對較高。在《民用建筑熱工設計規(guī)程》第6.2.2條中規(guī)定:外側有密實保護層或防水層的多層圍護結構,經內部冷凝驗算必須設置隔氣層時,則應嚴格控制保溫層的施工濕度,或采用預制板或塊狀保溫材料制品,盡量避免濕法施工和雨天施工,并保證隔氣層的施工質量??梢娺@種做法對施工的要求是十分嚴格的。
對于我們來說,實用和經濟的思路是限制結露的范圍,使之對建筑物沒有實際的危害,如果墻體采用內側保溫而沒有隔汽層的做法,必然有內部結露。如果改為外側保溫,則墻體和保溫層之間的界面將消除結露,但是如果外裝修層的透氣性不好,那么這種做法將在外裝修層和保溫層之間形成結露現(xiàn)象。內部結露產生的水很容易被墻體材料吸收,如果我們采用的保溫材料沒有貫通的毛細管,則不會造成建筑物的實際危害,這種做法在建筑上便可以采用。而采用在外保溫層和外裝修層之間設置一層一定寬度的空氣對流層(一般要求超過15mm),該空氣對流層和室外相通,即可以消除結露的危險,但是這種做法顯然造價和施工難度都會增大。
參考文獻
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