郝 文侯曉寧
(1 河南省建筑科學研究院有限公司,河南 鄭州 450000; 2 河南建筑材料研究設計院有限責任公司,河南 鄭州 450000)
外墻保溫性能薄弱原因分析
郝 文1侯曉寧2
(1 河南省建筑科學研究院有限公司,河南 鄭州 450000; 2 河南建筑材料研究設計院有限責任公司,河南 鄭州 450000)
建筑物由于設計、施工以及用戶在使用過程中人為加大室內(nèi)溫濕度等諸多原因,導致冬季外墻熱橋部位結(jié)露,影響用戶正常使用。建議在設計過程中嚴格按照建筑熱工設計規(guī)范要求,進行熱工驗算;竣工時應檢查施工洞是否填實;用戶在使用中宜經(jīng)常對室內(nèi)進行通風換氣,冬季不宜過高加大室內(nèi)濕度。
外墻保溫;熱橋;結(jié)露;相對濕度
某小區(qū)位于鄭州市金水區(qū),上世紀90年代設計,2001年竣工??傋≌ㄖ娣e8萬平方米左右,為磚混結(jié)構(gòu),外墻主體部位結(jié)構(gòu)為15mm水泥砂漿+240mmKPI空心磚+20mm水泥砂漿+瓷磚飾面。冬季采用燃氣壁掛爐作為熱源,末端散熱設備為散熱器。該工程入住后用戶反映,冬季外墻內(nèi)表面局部存在潮濕霉變現(xiàn)象,嚴重影響居民使用。
據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,磚混結(jié)構(gòu)潮濕發(fā)霉部位集中在外墻拐角、丁字墻兩側(cè)等。根據(jù)建筑竣工圖和結(jié)構(gòu)竣工圖可知,這些部位多為熱橋部位(混凝土圈梁、構(gòu)造柱等部位)保溫薄弱,熱流相對密集,傳熱損失大。結(jié)露部位的規(guī)律:有的霉變部位并不是從上而下大片霉變,而是一個個直徑不等的圓點霉變。
3.1 設計原因
上述潮濕發(fā)霉部位多為熱橋部位,保溫薄弱,熱流相對密集,傳熱損失大。當室外空氣溫度降低時,這些部位內(nèi)表面溫度隨之降低,當內(nèi)表面溫度低于室內(nèi)空氣的露點溫度時,就會出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象。
為驗證原設計熱橋內(nèi)表面是否結(jié)露,進行如下計算:
1.2.2 Delphi法確定指標權(quán)重 由于各指標在綜合評價中所起的作用不盡相同,因此綜合評價中的關鍵問題是指標的權(quán)重問題。權(quán)重的客觀與否,決定著評價的好壞。而實際操作中,我們總希望能夠用較簡單的方法獲得較客觀的權(quán)重。因此本文使用Delphi專家評議法[17]求解各評價指標的權(quán)重。
注:以上計算是按供暖期室內(nèi)空氣干球溫度18 ℃,相對含濕量φ=60%條件下,由濕空氣i-d圖查得,對應的露點溫度為10.1 ℃。
由以上分析可知:圈梁、拐角墻、丁字墻等熱橋部位保溫薄弱,不能滿足“圍護結(jié)構(gòu)熱橋部位內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)空氣露點溫度”的要求。因此應考慮在這些部位增加保溫措施,滿足建筑熱工要求。
3.2 周邊環(huán)境影響
2015年12月1日至2015年12月3日測試周期內(nèi),室外空氣相對濕度在38%~51%之間,而同期鄭州市內(nèi)小區(qū)相對濕度均低于5%~10%左右。測試房間22#-1-1B測試時間內(nèi)平均相對濕度51%?,F(xiàn)場考察發(fā)現(xiàn),該試驗房門前有一敞口水池,建筑四周均有一定的綠地。綠地面積的增大,建筑周圍水池、噴泉設施,會增大周邊環(huán)境的相對濕度,從某種程度上會加劇建筑外墻內(nèi)表面的結(jié)露。
3.3 用戶使用狀況
從用戶的使用工況下的溫度考慮:部分用戶在使用過程中由于家中有老人或小孩,把室內(nèi)空氣溫度調(diào)高至25℃左右。按照設計工況室內(nèi)相對濕度為60%,可以得到如下對比數(shù)據(jù),見表1。
顯然,使用工況露點溫度高于設計工況露點溫度,外墻在如此嚴格的使用工況條件下,即使外墻熱工性能滿足設計工況要求,也很難滿足使用工況要求,內(nèi)表面溫度一旦低于室內(nèi)空氣露點溫度,墻體內(nèi)表面將結(jié)露。
從用戶的使用工況下的濕度考慮:部分用戶在使用過程中,冬季衣服均晾在室內(nèi)陽臺內(nèi),在室內(nèi)供暖溫度條件下,濕氣在室內(nèi)揮發(fā),加大室內(nèi)濕度;還有部分用戶在室內(nèi)使用加濕器,增加了室內(nèi)相對濕度,這些因素都會加劇外墻內(nèi)表面結(jié)露。
3.4 二次裝修對室內(nèi)結(jié)露的影響
根據(jù)設計圖紙可知,建筑外窗均采用單框單玻塑鋼推拉窗,而二次裝修中,有些用戶把單玻窗改為雙玻窗,或者把單層窗改為雙層窗。二次裝修中外窗傳熱系數(shù)減小了,保溫性能提高了。那么在可能結(jié)露的條件下,結(jié)露在外窗上的可能性降低了,與此同時會加大外墻承受的濕負荷,更促進外墻內(nèi)表面結(jié)露。
3.5 其他原因分析
影響外墻內(nèi)表面結(jié)露霉變的原因是多方面的,如施工時抹灰層的厚度不均勻、一些施工孔未填實等。如小區(qū)內(nèi)部分房間尚未入住,某種程度上對出現(xiàn)結(jié)露也有一定的影響:如樓上樓下房間均入住,則霉變就不很嚴重;如樓上樓下房間均未入住,霉變就相對嚴重。房間的相對位置也有一定的影響:如處于東西山墻部位的房間較處于其他位置的房間霉變嚴重;處于一層(帶不供暖地下室)房間較處于其他樓層的房間嚴重。
表1 不同工況條件下室內(nèi)空氣結(jié)露點
表2 不同設計工況下室內(nèi)空氣結(jié)露點
4.1 墻體尤其是熱橋部位應嚴格進行熱工計算
按照GB50176-93《民用建筑熱工設計規(guī)范》4.3.1條規(guī)定,圍護結(jié)構(gòu)熱橋部位內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)空氣露點溫度。在以下室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)下,為保證熱橋部位內(nèi)表面不結(jié)露,其內(nèi)表面溫度應該達到的限值,見表2。
根據(jù)用戶使用狀況條件不同,熱橋內(nèi)表面溫度限值可適當調(diào)整。一般民用住宅,冬季供暖室內(nèi)空氣干球溫度在16~20 ℃,熱橋內(nèi)表面溫度至少設計在12 ℃以上。
在調(diào)查過程中,部分小區(qū)采用分戶中央空調(diào)或者燃氣壁掛爐供暖,用戶可根據(jù)自身舒適度需要,把室內(nèi)空氣干球溫度控制得比較高,多在20~25℃之間,那么對外墻熱橋部位保溫要求就相應提高,關于這一點,在設計過程中是否應該考慮,還比較有爭議。
4.2 墻體設計時是否考慮了水蒸氣的移動,墻體是否會發(fā)生在保溫層出現(xiàn)結(jié)露的情況
水蒸氣可通過材料由水蒸氣壓力高的地方向水蒸氣壓力低的區(qū)域運動。冬季供暖室內(nèi)的水蒸氣分壓力大于室外水蒸汽分壓力,水蒸氣就會通過材料由室內(nèi)向室外運動,當水蒸氣通過墻體時在某一材料內(nèi)超過了結(jié)露的飽和壓力,墻體內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)露。室內(nèi)相對濕度越高,結(jié)露就越嚴重。大多數(shù)建筑允許少量結(jié)露,比如廚房、衛(wèi)生間,但是如果室內(nèi)的相對濕度維持在較高水平,易產(chǎn)生結(jié)露。如果結(jié)露點恰好發(fā)生在保溫層,則引起保溫層失效,影響墻體的保溫效果。
4.3 施工過程中預留的施工洞必須填實,以防留下隱患。
4.4 建議用戶冬季開啟供暖設備時,注意適時通風換氣。
4.5 室內(nèi)溫度宜控制在16~20 ℃,濕度不宜大于60%。
[1] GB50176-93. 民用建筑熱工設計規(guī)范[S]. 北京:中國計劃出版社,1993,9.
[2] JGJ26-2010. 嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準[S]. 北京:中國建筑出版社,2010,7.
[3] DBJ41/062-2012. 河南省居住建筑節(jié)能設計標準(寒冷地區(qū))[S]. 鄭州:河南省建筑科學研究院,2012,1.
2017-05-26