建筑物理第五讲第四章建筑防潮设计

1第5讲：第4章：建筑防潮设计空气湿度和围护结构防潮2345本讲的主要内容：结构的受潮和防潮5.1围护结构受潮原因5.2外围护结构内部的湿迁移（蒸气渗透）5.2.1围护结构内部的蒸气渗透与计算5.2.2围护结构内部冷凝受潮分析5.3围护结构受潮的防止和控制措施5.3.1围护结构内表面结露的防止和控制5.3.2围护结构内部冷凝的防止和控制5.2.3围护结构内部冷凝强度的计算6舒适的热环境要求空气中必须有适量的水蒸气但是，空气的湿状况也对外围护结构产生负影响：1：材料受潮后，导热系数将增大，保温能力就降低。2：湿度过高，材料的机械强度将会降低，对结构产生破坏性的变形。有机材料还会腐朽，从而降低结构的使用质量和耐久性。3：材料受潮，对房间的卫生情况也有影响。潮湿的材料有利于繁殖霉菌和微生物，这些菌类会散布到空气中和物品上，危害人体健康，使物品变质。7空气湿度和结构防潮在建筑中要尽量避免空气水蒸气凝结：一是避免在围护结构的内表面产生结露。二是防止在围护结构内部因蒸气渗透而产生凝结受潮。这一点对结构最为不利。8湿空气的物理性质相对湿度和露点温度在一定的气压和温度条件下，空气中所能容纳的水蒸气量有一饱和值，超过这个值，水蒸气就开始凝结，变为液态水。与饱和含湿量对应的蒸汽分压力，称为饱和水蒸气分压力。饱和水蒸气分压力值随空气温度的不同而改变。9湿空气的物理性质空气的相对湿度：一定温度，一定大气压下，空气中实际的水蒸气分压力与该温度下饱和水蒸气分压力之比φ=p/ps×100％相对湿度达到100%，即空气达到饱和状态时所对应的的温度，称为“露点温度”105.1围护结构受潮原因材料的吸湿：把一块干的材料置于湿空气中，材料会从空气中逐步吸收水蒸气而受潮，这种现象称为材料的吸湿。材料的吸湿特性与空气的相对湿度有关系，可用材料的等温吸湿曲线表示材料的吸湿湿度一、吸湿受潮材料的吸湿湿度在相对湿度相同的条件下，随温度的降低而增加。115.1围护结构受潮原因二、冷凝受潮空气温度降低，水蒸汽凝结致使围护结构的受潮。又分为：冬季冷凝和夏季冷凝，夏季冷凝主要是室外空气向高温高湿转化，室内表面温度不能及时升高，或室内温度较低，内表面温度低于露点温度。三、淋水受潮设计与施工不当而导致的围护结构直接与水接触而受潮。125.2围护结构内部的湿迁移5.2.1围护结构的蒸气渗透与计算渗透条件:压力差、湿度差、温度差当室内外空气中的含湿量不等，也就是围护结构的两侧存在着水蒸气分压力差时，水蒸气分子就会从分压力高的一侧通过围护结构向分压力低的一侧渗透扩散或迁移，这种传湿现象叫蒸气渗透。渗透方式：气态扩散、毛细渗透如果结构设计不当，蒸汽通过围护结构时，会在材料孔隙中凝结成水或冻结成冰，使结构内部冷凝受潮。13蒸气渗透过程的计算蒸气渗透过程的计算中，围护结构内、外的水蒸气分压力及其室内、外温度可视为稳定状态。要计算的量：a）蒸气渗透阻H0b）蒸气渗透量（ω）c）围护结构内任一层面的水蒸气压力Pmq0R14a）蒸气渗透阻H0围护结构的总渗透阻H0按下式确定：3120123123dddHHHH0R式中：μm为任一分层材料的蒸气渗透系数，表明材料透过蒸气的能力。即1m厚物体，两侧水蒸气分压力差为1pa,单位时间（1小时）内通过1m2面积渗透的水蒸气量。材料的空隙率大，蒸气渗透系数就大。材料的蒸气渗透系数值可以查附录115b）蒸气渗透强度ω蒸气渗透量---蒸气渗透强度（ω），ω即为单位时间内通过单位面积围护结构的水蒸气渗透量。它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。01ieppHq1212qdR16围护结构内、外表面的水蒸气分压力可以近似看作与室内、外空气的水蒸气分压力相等。围护结构内任一层内界面上的水蒸气分压力计算公式：公式从室内一侧算起110112,3,4,mjjmiiemjjHPPPPHmnH110112,3,4,mjjmiiemjjHPPPPHmnH从室内一侧算起110112,3,4,mjjmiiemjjHPPPPHmnH由第一层至第m-1层的蒸汽渗透阻之和。c）围护结构内任一层面的水蒸气压力Pmi175.2.2围护结构内部冷凝受潮分析围护结构的内部冷凝，危害是很大的，而且是一种看不见的隐患。判别围护结构内部是否会出现冷凝现象，可按以下步骤进行：（1）根据室内、外空气的温、湿度（t和φ），确定水蒸气分压力Pi和Pe，然后求各层的水蒸气分压力，并作出P分布线。110112,3,4,mjjmiiemjjHPPPPHmnHe/100%isPP、=18围护结构内部冷凝的检验（2）根据室内外空气温度ti和te，确定各层的温度，按附录2确定相应的饱和水蒸气分压力”Ps”，并作出Ps的分布线。3）根据“P”线和“Ps”线相交与否来判断围护结构内部是否出现冷凝现象。不相交说明内部不会产生冷凝，如相交，则内部有冷凝。回顾第一章第2.3：围护结构内部温度计算。P2919经判别围护结构内部有冷凝时，一般发生在“冷凝界面”，即渗透阻小的材料和渗透阻大的材料的交接面。在此界面处，水蒸气不易通过，会出现冷凝现象。如保温材料与其外侧密实材料交界处。20,,120,0,,,0,AscscBcieABscoieppppHHpppHH分压力较高一侧空气的水蒸气分压力，Pa;分压力较低一侧空气的水蒸气分压力；冷凝界面出的饱和水蒸气分压力；在冷凝界面蒸汽流入一侧的蒸汽渗透阻在冷凝界面蒸汽流出一侧的蒸汽渗透阻5.2.3围护结构内部冷凝强度的计算当“冷凝界面”处有冷凝时，该界面的水蒸气分压力已达到该界面温度下的饱和态为Ps,c，根据“冷凝界面”两侧的蒸气渗透强度之差，可计算出界面处的冷凝量：21围护结构采暖期内冷凝量的计算根据“冷凝界面”的冷凝强度的量和当地采暖期的天数：求采暖期内总的冷凝量；求采暖期内保温层材料湿度的增量；,00024241001000cchchiiZZd保温层厚度及保温材料的密度当地采暖期的延续时间，day。2,0g/cm附：部分保温材料的湿度允许增量见P114页表5-2225.3围护结构受潮的防止和控制措施5.3.1表面结露的防止和控制措施冬季，围护结构内表面的温度经常低于室内空气温度，当内表面温度低于室内空气露点温度时，空气中的水蒸气就会在内表面凝结。检验内表面是否会有结露主要依据其温度是否低于露点温度2324内表面结露措施：防止墙和屋顶内表面产生结露措施：1.使围护结构具有足够的保温能力，并注意防止冷桥。2.如室内空气湿度过大，可利用通风除湿。3.围护结构内表面最好用具有一定吸湿性的材料。4.对室内湿度大、内表面不可避免有结露的房间，采用光滑不易吸水的材料作内表面，同时加设导水设施，将凝结水导出。255.3.2内部冷凝的防止和控制围护结构内的蒸汽渗透和凝结过程一般十分缓慢，而且随着气候变化，在采暖期过后室内外蒸汽分压力接近，蒸汽不再向一个方向渗透。在其他季节围护结构内的凝结水还可以逐步向室内、外散发，因此在采暖期围护结构内的蒸汽凝结量如果保持在一定范围内，对保温材料影响不大。则少量凝结也可允许存在。26防止和控制内部冷凝措施有：1.合理布置保温层；当围护结构有多层材料构成时，将蒸汽渗透系数小的密实材料放在冬季温度高（水蒸气分压力大）的室内一侧，将蒸汽渗透系数大的材料放在蒸汽分压力相对较小的室外一侧，使渗透进围护结构的蒸汽能保持“进难易出”的原则。27无需砂浆抹灰，真正干作业，施工便捷高度成品化，保证产品质量，提高现场施工效率完成的墙面平整度极高，防潮保温性能佳抗水汽渗透能力强，防止结露保温节能，环保无毒282、在蒸气流入一侧设置隔汽层当在材料布置时，不能完全符合“进难易出”的要求，可在保温层蒸气流入一侧设置隔汽层（如沥青或隔气涂料）。这样可使水蒸气流抵达低温表面之前，水蒸气分压力已得到急剧的下降，从而避免内部冷凝的产生。采用隔汽层防止或控制内部冷凝是目前设计中最普遍的一种措施，为达到好的效果，应注意两点：29设置隔汽层应注意两点（1）保证围护结构内部正常湿状况所必需的蒸汽渗透阻。:要求围护结构必须有一定的蒸气渗透阻!根据采暖期间保温层内湿度的允许增量，有下式确定冷凝计算界面内侧所需的蒸气渗透阻：,,min,0,1024iscisceiiheppHppdZH当实有渗透阻小于计算渗透阻时，应设隔汽层或提高已有隔汽层的隔气能力。常用隔汽材料的实有蒸汽渗透阻可以查（P119）表5-3得出。冷库建筑外围护结构的隔汽层的蒸汽渗透阻应满足下式：Hγβ=1.6Δp(室内外水蒸汽分压力差)30隔蒸汽层可用沥青、油毡或铝箔等做成，需做得十分严密。左图：表示了房间隔汽层的设置方式，隔汽层设在常年高湿一侧（2）隔汽层应布置在蒸汽流入（常年高湿）一侧31屋面保温隔热砂浆体系1.基层2.隔气层3.SO-III保温隔热砂浆层4.防水层5.防护层1.基层2.SO-III保温隔热砂浆层3.防水层4.挂瓦条、顺水条5.屋面瓦材323、在围护结构内部设排汽间层或排汽沟道；对于外侧有密实保护层或防水层的围护结构，如与保温层与密实层之间设可排汽的空气间层，有效排除蒸汽，防止内部凝结。334、外墙内设密闭空气间层对采用内保温做法的外墙，在保温层与外侧结构层之间设密闭的空气间层，由于空气间层两侧存在蒸汽分压力差，使蒸汽由处于高温一侧的保温层表面引向低温一侧的结构层表面，凝结的水分附着于结构层上而不能进入保温层内，从而使保温层处于干燥。345.3.3地面泛潮的防止和控制夏季结露：持续时间长、受害的区域或者人群多。结露原因：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，使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35原则：室内湿度不要过高、地板表面温度不要过低、避免室外湿空气与地面直接接触。1）采用蓄热系数比较小的材料和多孔吸湿材料作为地板的表面材料。2）采用建筑构造和管理办法，防止地板泛潮。3）采用空气间层防止控制地面泛潮。措施：架空层防结露、空气层防结露、材料层防结露、呼吸防结露、密闭防结露、通风防结露、空调防结露36XYH自粘、低温自粘橡胶沥青防水卷材SBS改性沥青防水卷材APP改性沥青防水卷材SBC120聚乙稀丙纶防水卷材YH201水基高强防水涂料XYH高聚物防水涂料JS防水涂料聚氨酯防水涂料YH221高级交联纳米外墙乳胶漆YH222高级交联纳米内墙乳胶漆37塑性体（APP）改性沥青防水卷材是以聚酯毡或玻纤毡为胎基，用聚烯烃聚合物作为改性剂，两复以隔离材料所制成的改性沥青防水卷材。38℃，，加气混凝土已知：℃，4-3试检验P123图5-21中的屋顶结构是否需要设置隔汽层。18it65%i；采暖期室外平均气温5et平均相对湿度50%e；采暖期120hZd的干密度30500/kgm。39序号0材料层厚度d导热系数蒸汽渗透系数蒸汽渗透阻1钢混凝土0.031.740.1582水泥砂浆0.010.930.9003加气混凝土0.060.191.994水泥砂浆0.020.930.9005二毡三油0.010.170.0135dR410dH20.425mK/WR29941.2hPa/WHm解（1）计算各分层的热阻和水蒸汽渗透量0.0170.0110.3160.0220.0591898.7111.1301.5222.27407.440200.110.4250.040.575mK/WieRRRR209941.2hPa/WHHm（2）计算室内、外空气的水蒸汽分压力18it℃由isipP..2062.5siPPa室内:1340.6iPPa