建筑物理-4建筑围护结构的传湿与防潮

第4章.建筑围护结构的传湿与防潮4.1建筑围护结构的传湿4.2围护结构的防潮4.3夏季结露与防止措施精选ppt防潮第4章建筑围护结构的传湿与防潮

耐久性保温性能室内环境品质空气含有水蒸气室内外温度变化客观现实

围护结构表面或内部产生凝结精选ppt人体舒适要求空气保持一定的相对湿度,湿度过大或过小会影响舒适度。室内外环境需保持一定的湿度，如家具、材料等保持其物理性能所需，但需适中。◆湿度过大使围护结构发生冷凝的可能增大，会影响其热工性能◆湿度的必要性第4章建筑围护结构的传湿与防潮

精选ppt◆冷凝：当物体表面温度低于与之相接触的空气露点温度时，出现冷凝水的现象。◆外围护结构的冷凝可分两种情况：表面凝结内部凝结第4章建筑围护结构的传湿与防潮

精选ppt表面凝结，就是在外围护结构表面上出现凝结水，其原因是由于水蒸气含量较多而温度高的空气遇到冷的表面所致；内部凝结，是当水蒸气通过外围护结构时，遇到结构内部某个冷区温度达到或低于露点时，水蒸气即形成凝结水，外围护结构内部受潮，是最不利的。第4章建筑围护结构的传湿与防潮

一般的采暖房屋，允许在围护结构内部出现少量的冷凝水，在暖季会蒸发出去，但保温材料因内部冷凝受潮而增加的湿度不能超过一定的标准！！！精选ppt外围护结构的湿状况主要决定于下列因素：1.用于结构中的材料的原始湿度；2.施工过程中进入结构材料的水分；3.由于毛细管作用，从土壤渗透到围护结构中的水分；4.由于受雨、雪的作用渗透到围护结构中的水分；5.使用管理中的水分，生产过程中使用水，使地板和墙的下部受潮。6.由于材料的吸湿作用，从空气中吸收的水分；7.空气中的水分在围护结构表面和内部发生冷凝。第4章建筑围护结构的传湿与防潮

精选ppt材料的吸湿特性用平衡湿度来表示。材料的吸湿：把一块干的材料试件置于湿空气中，材料试件会从空气中逐步吸收水分（空气中的水蒸气）而变潮，这种现象称为材料的吸湿。干燥状态吸水状态吸湿硅胶4.1建筑围护结构的传湿---4.1.1材料的吸湿特性精选ppt平衡湿度：当材料试件与某一状态（一定的气温和一定的相对湿度）的空气处于热湿平衡时，亦即材料的温度与周围空气温度一致（热平衡），试件的重量不再发生变化（湿平衡），这时的材料湿度称为平衡湿度。4.1建筑围护结构的传湿材料的等温吸湿曲线材料的吸湿特性，可用材料的等温吸湿曲线表征，如图。空气湿度最大吸湿湿度“S”形曲线◆材料的吸湿强度在相对湿度相同的条件下，随温度的降低而增加。重量湿度---4.1.1材料的吸湿特性精选ppt建筑材料吸收的水分，是靠着水分子与材料骨架表面分子之间的分子作用力，以及水的表面张力作用保持在材料内部。水分子与材料固体骨架之间的结合能量取决于材料含水量的多少。当含水量很低时，水分子与材料的结合是非常牢固的。在严重受潮的材料中，结合就较弱，所以水分较易自由的迁移。精选ppt当材料内部存在压力差（分压力或总压力）、湿度差（材料含湿量）和温度差时，均能引起材料内部所含水分的迁移，从高势位面向低势位面转移。--4.1.2围护结构中的水分迁移4.1建筑围护结构的传湿精选ppt材料内所包含的水分，可以以三种形态存在：气态（水蒸气）、液态（液态水）和固态（冰）。在材料内部可以迁移的只是两种相态：一种是气态的扩散方式迁移（又称水蒸气渗透）；一种是以液态水分的毛细渗透方式迁移。--4.1.2围护结构中的水分转移4.1建筑围护结构的传湿精选ppt当材料湿度<最大吸湿湿度时当材料湿度>最大吸湿湿度时材料中的水分尚属吸附水，这种吸附水分的迁移，是先经蒸发，后以气态形式沿水蒸汽分压力降低的方向材料内部就会出现自由水，这种液态水将从含湿量高的部位向低的部位产生毛细迁移◆水分转移空气湿度4.1建筑围护结构的传湿--4.1.2围护结构中的水分转移精选ppt外围护结构的水分迁移当室内外空气的水蒸气含量不等时，在外围护结构的两侧就存在着水蒸气分压力差，水蒸气分子将从压力较高的一侧通过围护结构向低的一侧渗透扩散。若设计不当，水蒸汽通过围护结构时，会在材料的孔隙中凝结成水或冻结成冰，造成内部冷凝受潮。精选ppt对于围护结构，稳态下纯蒸汽渗透过程的计算与稳定传热的计算方法完全相似

目前，在建筑设计中对围护结构的湿状况，还是采用粗略的分析方法，即按稳定条件下单纯的水蒸汽渗透过程考虑。1）即在计算中，室内外空气的水蒸汽分压力都取为定值，不随时间改变；2）不考虑围护结构内部液态水分的转移，也不考虑热湿交换过程之间的相互影响。4.1建筑围护结构的传湿--4.1.2围护结构中的水分转移精选ppt稳态条件下，通过围护结构的蒸汽渗透量，与室内外的水蒸气分压力差成正比，与渗透过程中受到的阻力成反比。即围护结构的蒸汽渗透过程蒸汽渗透强度，g/(m2·h)围护结构的总蒸汽渗透阻,m2·h·Pa/g室内空气的水蒸气分压力,Pa室外空气的水蒸气分压力,Pa与传热过程计算相似！4.1建筑围护结构的传湿--4.1.2围护结构中的水分转移精选ppt——任一分层的厚度，m——任一分层材料的蒸汽渗透系数，g/m·h·Pa围护结构的总蒸汽渗透阻表明材料的透气能力，与材料的密实程度有关。材料孔隙率越大，透气性越强。H0——围护结构的总蒸汽渗透阻,m2·h·Pa/g围护结构的蒸汽渗透过程4.1建筑围护结构的传湿--4.1.2围护结构中的水分转移精选ppt

油毡静止空气玻璃棉玻璃和金属不渗透蒸汽垂直空气间层和热流由下向上的水平间层应指出，材料的蒸汽渗透系数还与温度和相对湿度有关，计算中采用的是平均值。μ=0.00018μ=0.018μ=0.065μ=0.135单位：g/m·h·Pa4.1建筑围护结构的传湿--4.1.2围护结构中的水分转移精选ppt围护结构内外表面的水蒸气分压力可近似取为Pi和Pe，围护结构任一层的内界面上的水蒸气分压力计算公式：由于围护结构内外表面的湿转移阻，与结构材料层的蒸汽渗透阻本身相比是很微小的，所以在计算总蒸汽渗透阻时可忽略不计。m=2,3,4,…n——从室内一侧算起，由第一层至第m-1层的蒸汽渗透阻之和与确定内部温度相似！与“导热热阻”类比与“对流换热热阻”类比4.1建筑围护结构的传湿--4.1.2围护结构中的水分转移精选ppt◆内部冷凝的危害???◆所以在设计之初，应分析所设计的构造方案是否会产生内部冷凝现象，以便采取措施加以消除，或控制其影响程度1）内部出现冷凝水，会使保温材料受潮，材料受潮后，导热系数增大，保温能力降低；2）由于内部冷凝水的冻融交替作用，抗冻性差的保温材料便遭到破坏，从而降低结构的使用质量和耐久性。围护结构内部冷凝的危害很大，是一种看不见的隐患。4.1建筑围护结构的传湿---4.1.3内部冷凝的检验精选ppt判断围护结构内部是否会出现冷凝现象，可按下述步骤进行：(1)根据室内外空气的温度和湿度确定室内外水蒸气分压力Pi和Pe，然后根据公式（4-3）计算围护结构各层的水蒸气分压力，并作出P的分布线。对于采暖房屋，设计中取当地采暖期的室外空气的平均温度和平均相对湿度作为室外计算参数。(2)根据室内外空气温度,确定围护结构各层的温度，并作出相应的最大水蒸气分压力(饱和水蒸汽分压力Ps)的分布线。(3)根据P和Ps线相交与否判定围护结构内部是否出现冷凝。PiPiPePe不产生冷凝产生冷凝单一均质层材料φ=(P／Ps)×100%4.1建筑围护结构的传湿---4.1.3内部冷凝的检验精选ppt◆经判别若出现内部冷凝时，可按下述近似方法估算冷凝强度和采暖期保温层材料湿度的增量。◆冷凝界面经验和理论都已判明，在蒸汽渗透的途径中，若材料的蒸汽渗透系数出现由大变小的界面，因水蒸汽至此遇到较大的阻力，最易发生冷凝现象，习惯上把这个最易出现冷凝，而且凝结最严重的界面，叫做围护结构内部的“冷凝界面”4.1建筑围护结构的传湿---4.1.3内部冷凝的检验精选ppt显然，当出现内部冷凝时，冷凝界面处的水蒸汽分压力已达到该界面温度下的饱和水蒸汽分压力Ps,c。则，冷凝强度为：分压力较高一侧空气的水蒸汽分压力，Pa分压力较低一侧空气的水蒸汽分压力，Pa冷凝界面处的饱和水蒸汽分压力，Pa在冷凝界面蒸汽流入一侧的蒸汽渗透阻，m2·h·Pa/g在冷凝界面蒸汽流出一侧的蒸汽渗透阻，m2·h·Pa/g冷凝界面4.1建筑围护结构的传湿---4.1.3内部冷凝的检验精选ppt采暖期内总的冷凝量的近似估算值为：计算采暖期天数，day采暖期内保温层材料湿度(重量湿度)的增量为：应指出，上述的估算是很粗略的，当出现内部冷凝后，必须考虑冷凝范围内的液相水分的迁移机理，方能得出较精确的结果。保温层厚度，m保温材料的干密度，kg/m3g/m2百分比，重量湿度换算系数，g→kg4.1建筑围护结构的传湿---4.1.3内部冷凝的检验精选ppt例4-1

试检验图4-6所示的外墙结构是否会产生内部冷凝，若产生冷凝，试计算冷凝强度。已知ti=16℃，φi=60%，采暖期室外平均气温te=-4.0℃

，平均相对湿度φi=50%。解：（1）计算各分层的热阻和水蒸汽渗透阻（2）计算室内外空气的水蒸汽分压力（3）计算围护结构内部各层的温度和水蒸汽分压力（4）计算冷凝强度图4-6外墙结构1-石灰砂浆202-泡沫混凝土（ρ=500kg/m3）503-振动砖板1405分钟！4.1建筑围护结构的传湿---4.1.3内部冷凝的检验精选ppt◆若设计围护结构时考虑了最小传热阻的要求，保证内壁面温度高于露点温度，一般不会出现表面冷凝现象。1.正常湿度的房间：◆使用中应尽量使外围护结构内表面附近的气流畅通，如家具、壁橱等不宜紧靠外墙布置。◆当供热设备放热不均匀时，会引起内表面温度波动。内表面宜采用蓄热系数大的材料，以减少周期性冷凝的可能。4.2围护结构的防潮

---4.2.1防止和控制表面冷凝

精选ppt2.高湿房间：浴室、游泳馆、冷库等游泳馆高湿厂房/车间4.2围护结构的防潮

---4.2.1防止和控制表面冷凝

精选ppt2.高湿房间◆高湿房间：一般指冬季室内相对湿度高于75%，相应室温在18-20℃以上的房间。◆对于高湿房间，容易产生表面冷凝和滴水现象，要预防结构材料的锈蚀和腐蚀等有害的湿气作用。◆室内气温已接近露点温度（如浴室、洗染间等）的高湿房间，即使加大围护结构的热阻，也不能防止表面冷凝，这时应力求避免在表面形成水滴掉下来，并防止表面凝水渗入围护结构的深部，使结构受潮。4.2围护结构的防潮

---4.2.1防止和控制表面冷凝

精选ppt◆为避免围护结构内部受潮，高湿房间围护结构的内表面应设防水层；对于间歇性处于高湿条件的房间，为避免凝水形成水滴，围护结构内表面可增设吸湿能力强且本身又耐潮湿的饰面层或涂层（SWA高吸水性树脂）。◆对于连续处于高湿条件，又不允许房顶内表面的凝水滴到设备和产品上的房间，可设吊顶（吊顶空间应与室内空气流通）将滴水有组织地引走，或加强屋顶内表面的通风，防止形成水滴。4.2围护结构的防潮

---4.2.1防止和控制表面冷凝

精选ppt◆理论研究虽有一定进展，但尚不能满足解决实际问题的需要。◆目前在设计中，主要靠实践中的经验和教训来改善围护结构内部的湿状况。4.2围护结构的防潮

---4.2.2防止和控制内部冷凝

精选ppt1.合理布置材料层的相对位置

同一气象条件下，使用相同材料，但材料层次布置不同，则会出现不同情况。如图4-8。材料层布置应尽量在水蒸气渗透的通路上做到进难出易。有内部冷凝无内部冷凝保温层保温层indoorindoor导热系数小，蒸汽渗透系数大进难出易◆USD屋面，就是根据“进难出易”原则提出的◆双玻或三玻窗，也应遵循“进难出易”原则4.2围护结构的防潮

---4.2.2防止和控制内部冷凝

精选ppt

采用隔汽层（沥青、油毡或铝箔等

）防止或控制内部冷凝是目前设计中应用最普遍的一种措施。2.设置隔汽层图4-10设置隔汽层防止内部冷凝（a）未设隔汽层；（b）设置隔汽层PPsPsP需注意，隔汽层不是完全不能透过水蒸汽4.2围护结构的防潮

---4.2.2防止和控制内部冷凝

精选ppt2.设置隔汽层：

为达到良好效果，设计中应注意以下几点：（1）保证围护结构内部正常湿状况所必需的蒸汽渗透阻。理论上，任何物质都能渗透水蒸汽。不同材料隔汽层透过水蒸汽能力不同。（2）隔汽层应布置在蒸汽流入的一侧。4.2围护结构的防潮

---4.2.2防止和控制内部冷凝

精选ppt（1）保证围护结构内部正常湿状况所必需的蒸汽渗透阻。

一般的采暖房屋，允许在围护结构内部出现少量的冷凝水，在暖季会蒸发出去，但为了保证结构的耐久性，采暖期间围护结构中的保温材料，因内部冷凝受潮而增加的湿度不应超过一定的标准，见表4-24.2围护结构的防潮

---4.2.2防止和控制内部冷凝

精选ppt◆根据采暖期间保温层内湿度的允许增加量，由下式可得出冷凝计算界面内侧所需的蒸汽渗透阻为：◆若内侧部分实有的蒸汽渗透阻小于上式确定的最小值时，应设置隔汽层或提高已有隔汽层的隔汽能力。常用隔汽材料的蒸汽渗透阻见表4-3如何导出？表4-24.2围护结构的防潮

---4.2.2防止和控制内部冷凝

精选ppt▲采暖房屋应布置在房间内侧；冷库应布置在隔热层外侧。（2）隔汽层应布置在蒸汽流入的一侧▲图中隔汽层设在常年高湿一侧。▲若在全年中存在着反向的蒸汽渗透现象，则应根据具体情况决定是否在内外侧都布置隔汽层。设置双层隔汽层一定要慎重。（施工质量必须严格保证）。有些情况可忽略一个方向的渗透。▲必要时可考虑在保温层的中间设置隔汽层来承受反向的蒸汽渗透。水蒸汽主要来自室内水蒸汽主要来自室外4.2围护结构的防潮

--4.2.2防止和控制内部冷凝

精选ppt（a）冬季受潮时的情况（b）暖季蒸发干燥的情况图4-12有通风间层的围护结构3）.设置通风间层或泄汽沟道◆设置隔汽层虽能改善围护结构内部的湿状况，但并不是最妥善的方法，因为：1）隔汽层的隔汽质量在施工和使用过程中不易保证。2）采用隔汽层后，会影响房屋建成后结构的干燥速度。对高湿房间围护结构的防冷凝效果不佳。◆在围护结构中设置通风间层或泄汽沟道的办法往往更为妥当，能让进入保温层的水分有出路。◆这项措施特别适用于高湿房间的外围护结构以及卷材防水屋面的平屋顶结构。由于保温层外侧设有一层通风间层，从室内渗入的蒸汽，可借不断与室外空气交换的气流带走，对保温层起风干作用But?精选ppt◆图4-13为瑞典一建筑实例，其墙体外表面为玻璃板，原来在玻璃板与其内部保温层之间有小间隙，墙体内部无冷凝；改建后玻璃板紧贴保温层，原起到泄汽沟道作用的小间隙消失，一年后保温材料内冷凝严重，体积含湿量高达50%4.2围护结构的防潮

--4.2.2防止和控制内部冷凝

4）.冷侧设置密闭空气层精选ppt◆我国南方的广大湿热气候区，在春夏之交的梅雨时节，或在久雨初晴之际，或在台风骤雨来临前夕，一般自然通风房屋内普遍产生夏季结露现象。导致墙面泛潮，地面淌水，衣物发霉，装修变形，闷湿难忍。4.3夏季结露与防止措施

--4.3.1夏季结露及其危害◆若采用热惰性较大，表面呼吸性较差的围护结构时，上述结露之危害尤为突出，且以首层地面最为明显。◆与冬季结露相比，夏季结露的强度更大，持续的时间更长，受害的区域或人群更多。所以，建筑师必须对夏季结露给予充分的认识和注意。精选ppt

所谓“差迟凝结”就是春末室外空气温度和湿度都骤然增加时，建筑物中的物体表面温度由于热容量的影响而上升缓慢，滞后若干时间而低于室外空气的露点温度，导致高温高湿的室外空气流过室内低温表面时必然发生大强度的表面凝结。◆发生室内夏季结露的条件？◆这三个条件必须同时存在，才发生差迟凝结，夏季结露现象也就不会产生了。所以，破坏上述三个必要充分条件之一，就是我们与夏季结露作斗争的出发点。(1)室外空气温度高、湿度大，空气饱和或者接近饱和；(2)室内某些表面热惰性大，其温度低于室外空气的露点温度；(3)室外高温高湿空气与室内物体低温表面发生接触。◆什么是“差迟凝结”？4.3夏季结露与防止措施

--4.3.2夏季结露的成因精选ppt事实上，要完全破坏上述三个条件或者其中之一也并非易事。我们不可能也没有必要因此而去降低室外空气的温度和湿度，只能有限地提高室内物体表面温度，只能暂时控制和减弱室外空气和室内表面的接触。但是，我们仍然能够在建筑设计、构造材料、使用管理上采取单一的或综合的措施和方法，减弱夏季结露的强度、危害和影响。夏季防结露的措施有哪些？4.3夏季结露与防止措施

--4.3.3防止夏季结露的措施精选ppt(1)架空层防结露。架空地板对防止首层地面、墙面夏季结露有一定的作用。近来，南方地区（如广东、福建等）大多把住宅首层设为车库等公用设施，地板脱离土地，提高了住宅首层地面的温度，降低了居室地面夏季结露的强度，很受城市居民欢迎。(2)空气层防结露。利用空气层防潮技术可以满意地解决首层地板的夏季结露问题。空气层防结露地板构造如图4-14所示。4.3夏季结露与防止措施

--4.3.3防止夏季结露的措施精选ppt(3)材料层防结露。采用热容量小的材料装饰房间内表面，特别是地板表面，采用如木地板、三合土、地毯等地面材料，提高表面温度，减小夏季结露的可能性，效果尚好。(4)呼吸防结露。利用多孔材料的对水分吸附冷凝原理和呼吸作用，不仅可以延缓和减小夏季结露的强度，而且还可以有限地调节室内空气的湿度。例如，陶土防潮砖和防潮缸砖就有这种呼吸防结露作用。4.3夏季结露与防止措施

--4.3.3防止夏季结露的措施精选ppt(5)密闭防结露。在雷暴将至和久雨初晴之时，室外空气温湿度骤升，应尽量将门窗紧闭，避免室外高温高湿空气与室内低温表面接触；减少气流将大量水分带进室内，在温度较低的表面上结露。此时开启门窗通风，往往结露更盛，经久不干。(6)通风防结露。梅雨时节，自然通风愈强，室内结露愈烈；但是，受控制的通风，仍不失为防止夏季结露的有效方式之一。白天，夏季结露严重发生之前，应该把门窗紧闭，限制通风。在夜间，室外气温降低以后，门户开放，通风有减湿、干燥、降温、防潮作用。采用恒温双向换气机对房间同时进行送风和排风，不仅能将室内潮浊空气排出，而且送入的新鲜空气接近室温，不致发生夏季结露。这种简易的机械通风不失为南方梅雨季节改善室内热湿环境条件的好方法。(7)空调防结露。近来，居民使用空调越来越多。利用空调器的抽湿降温作用，对防止夏季结露也十分有效。精选ppt海洋气团形成于热带海洋上，夏威夷群岛附近，该气团低层温度高，湿度大，对我国气候的影响很大，是夏季风的来源。◆我国华南和东南沿海地区受热带海洋气团和赤道气团的控制。赤道气团形成于赤道地带，它也是气温高，湿度大，水汽量充沛，常侵入我国南方带点降水，且多雷阵雨。◆因此，在春夏之交，季风多为东南和南风，且从海洋吹来的高温高湿的风使大陆上的气温和湿度骤增。其中尤以珠江流域为最。3～5月间为潮霉季节，最湿月的相对湿度常达87％～95％，我国长江流域夏初5月下旬到7月上旬间，常会连续降水，雨势缓而范围广，梅雨期约为20～25d。◆全国有梅雨期的范围，南北方向上在南岭和淮北之间，往西方向不超过秦巴山脉和贵州高原。4.3夏季结露与防止措施

--4.3.4地面结露的原因精选ppt◆从海洋吹来高温高湿的风时，或久雨初晴之际，室外气温和湿度骤增。因此，当温度较高且近于饱和的室外空气流经这些温度较低的表面时，将会在表面产生冷凝，俗称“泛潮”。◆由此可知，建筑结构表面泛潮的形成有气象和结构热工性能两个方面的原因。首先是与结构接触的空气必须是相对湿度很高，温度骤升。其次是结构物本身的热惰性较大（既厚又重）加之表面蓄热能力高，从而表面温度不论在数值上或时间上，都不能紧跟气温变化。在房屋结构中，地面常厚且重，故在梅雨期内的泛潮现象常比其他围护结构严重。若地面材料处理欠妥，在梅雨期内就会发生晴天穿雨鞋才能进屋的情况。◆虽然地面热惰性大，表面温度变化迟缓。但在程度上各种地面有所不同。因此，在梅雨期内不是所有地面都会出现表面冷凝。众所周知，木板地面很少泛潮，而水磨石地面却可能出现一薄水层。4.3夏季结露与防止措施

--4.3.4地面结露的原因精选ppt◆表4-4是华南工学院对广州的十种地面的测定结果，从表中可以看出，地面的表面温度均随气温的高低而升降，只是两者间的差值因面层材料不同而有差异。差值大者当然容易结露，差值小者表面就干燥。10种地面根据表面泛潮程度大小，大体可分为三类，4.3夏季结露与防止措施

--4.3.4地面结露的原因精选ppt①