建筑物理通风与防潮

第一篇热环境第6章通风与防潮6.1.建筑通风分类6.2.建筑通风组织6.3.围护结构受潮原因及程度6.4.表面结露判断及防潮措施6.5.内部冷凝判断及防潮措施6.1建筑通风分类按目的分类：（1）降温通风：建筑物降温。（2）热舒适通风：人体蒸发、降温。（2)健康通风：排除各种污染物和废热等。按动力分类：（1）机械通风：利用风机通风。（1）自然通风：自然力作用引起空气流动。分为热压通风和风压通风。热压通风风压通风6.2建筑通风组织6.2.1朝向、间距、建筑群布置建筑物高度对风影影响建筑物布置方式建筑物长度、宽度对风影影响6.2.2建筑平面布置与剖面设计6.2.3房间开口和通风构造措施6.2.4利用绿化导风、档风6.2.5高层建筑的风效应高层建筑引起的几种风效应德国法兰克福的DG银行大楼6.2.6建筑通风模拟陈嘉庚广场全景陈嘉庚广场建模示意图6.3.1建筑防潮意义（1）舒适：热湿环境要求空气中必需有适量的水蒸汽，相对湿度在一定范围;（2）健康卫生：当蒸汽在围护结构表面或内部凝结时，会对建筑产生不利影响。（3）节能：在建筑中需尽量避免在围护结构的内表面产生结露，同时更应防止在围护结构内部因蒸汽渗透而产生凝结受潮。（4）耐久性：围护结构受潮影响耐久性。6.3围护结构受潮原因及程度6.3.2湿空气凝结条件（Pv＞Ps）饱和含湿量对应的蒸汽分压力称为饱和水蒸汽分压力。饱和水蒸汽分压力值随空气温度的不同而改变。图示在常压下空气温度与饱和水蒸汽分压力的关系。相对湿度（φ），是空气中实际的水蒸汽分压力（Pv）与该温度下饱和水蒸汽分压力（Ps）之比，即φ＝Pv／Ps×100％当空气中实际实际水蒸汽分压力Pv值不变，而空气温度降低时，相对湿度将逐渐增高；当相对湿度达到100％后，如温度继续下降，则空气中的水蒸汽将凝结析出。湿球温度、空气温湿图室内空气的相对湿度，可用干湿球温度计来测量。(1)吸湿受潮吸湿现象等温吸湿曲线平衡湿度最大平衡湿度aeratedconcreteelectricbalanceofresolution1mgweightdriedsampleorimmersedsamplesolutionofH2SO4temperatureismentainedat20Celsiusdegree6.3.3.围护结构受潮原因材料吸湿特性调湿材料简介调湿材料：调湿材料又称为呼吸性材料或自律性吸放湿材料,是指依靠吸放湿性能自动调节室内空气相对湿度的材料,即当室内空气相对湿度由于某种原因降低时，例如，温度升高，材料自动放出水分抑制相对湿度下降；而当相对湿度升高时，材料又会自动从空气中吸收水分，抑制相对湿度升高。这样，室内相对湿度会维持在相对平稳的水平。调湿材料调湿试验两箱对比试验材料在箱内放置硅胶板试验含硅胶板的试验箱A内的平均相对湿度为64.6%,最大值为70.8%，最小值为55%，日较差为15.8%。空箱B中平均相对湿度为52.2%,最大值为77%，最小值为22%，日较差为55%。夯土板试验封闭试验箱在受到热作用后，箱中绝对湿度的走势与空气温度相同，空气放热温度下降时调湿材料吸湿，反之，空气吸热温度升高时调湿材料放湿。(2)冷凝受潮:由于湿空气与低于其露点温度的物体接触时,水蒸气从空气中凝结出来致使围护结构受潮。位置分：表面冷凝、内部冷凝季节分：夏季冷凝、冬季冷凝(3)淋水受潮:受液态水的直接淋湿或浸潤作用致使围护结构受潮。6.3.4受潮程度的表示材料的含湿量:重量湿度ωw=(G湿-G干)/G干体积湿度ωv=V水/V总孔隙率η=Va/V总6.4.1表面结露判断冬季，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，空气中的水蒸汽就会在内表面凝结。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。6.4表面结露判断及防潮措施举例：某外墙构造如图，请判断它在室内温度18℃、相对湿度60％、室外温度-12℃时，内表面是否可能结露？①计算内表面温度θi内表面温度②计算室内空气的露点温度td查附录得18℃时的饱和蒸汽分压力Ps＝2062.5Pa，按公式得室内实际水蒸汽分压力Pv；Pv＝2062.5×0.6＝1237.5Pa以1237.5Pa查附录得室内露点温度td为10.1℃③比较θi与tdθi=15.48℃,td为10.l℃，显然θi＞td，因此,可以判断这种围护结构的内表面不会结露。6.4.2内表面露防止措施(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,如浴室和厨房,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。6.5.1围护结构的传湿原理不仅有蒸汽分压力差引起的蒸汽渗透，还有由于温度差引起的水蒸汽迁移，在冷凝区还存在液态水的迁移问题，其计算十分复杂。6.5.内部冷凝判断及防潮措施在稳态条件下、单位时间内通过单位面积围护结构的蒸汽渗透量与室内外水蒸汽分压力差成正比，与渗透过程中受到的阻力成反比。围护结构的蒸汽渗透阻（H0）是指当围护结构两侧水蒸汽分压力差为1Pa时，通过1m2面积渗透1g水份所需要的时间（h）。对由多层材料作成的围护结构其蒸汽渗透阻是各层材料的蒸汽渗透阻之和，即：nnndddHHHH2211210材料的蒸汽渗透系数（μ），表明材料让蒸汽透过的能力。其定义为：lm厚物体，两侧水蒸汽分压力差为1Pa，单位时间（1小时）内通过lm2面积渗透的水蒸汽量（g／m·h·Pa）。材料的渗透系数值与材料的密实程度有关。材料的孔隙率越大，蒸汽渗透系数就越大。严格地说，材料蒸汽渗透系数尚与其所处温度和相对湿度有关。围护结构内任一层界面上的水蒸汽分压力计算可参照稳定传热计算中内部温度的计算方法，各层蒸汽分压力的计算式为：)(011einjjinPPHHPP6.5.2内部冷凝判断若设计不当，当水蒸汽通过围护结构的过程中遇到蒸汽渗透阻大的材料层，水蒸汽不易通过，就会出现冷凝现象。判别围护结构的内部是否会出现冷凝，可按下列步骤进行：（1）根据室内外空气的温度和相对湿度，确定水蒸汽分压力Pi和Pe，然后计算围护结构各层的实际水蒸汽分压力Pv，并作出实际水蒸汽分压的分布线。（2）根据室内外空气温度ti和te，确定围护结构各层的温度，按附录查出相应的饱和水蒸汽分压力Ps，并画出曲线。（3）根据Ps线和Pv线是否相交来判定围护结构内部是否会出冷凝现象，如图所示。如Ps线与Pv线不相交，说明内部不会产生冷凝；若相交，则内部有冷凝。6.5.3内部冷凝防止措施复合构造的围护结构，易出现内部冷凝。若材料层的布置方式是沿蒸汽渗透方向先设置蒸汽渗透阻小的材料层，其后才是蒸汽渗透阻大的材料层，容易发生冷凝现象。习惯上把这个最易出现冷凝、而且凝结最严重的界面，叫作围护结构的“冷凝界面”。冷凝界面一般出现在保温材料与其外侧密实材料交界处。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，少量凝结也可允许存在。防止和控制内部冷凝措施有：（1）合理布置保温层。（2）在围护结构内部设排汽间层或排汽沟道。（3）在蒸气流入一侧设隔蒸气层（4）外墙内设密闭空气间层参考书目JeffereyEllisAronin,ClimateandArchitecture,ReinholdPublishingCorporation.USAMichaelJ.Crosbie，GreenArchitecture，aguidetosustainabledesign,AIApressBrendaandRobertVale，GreenArchitecturedesignforanEnergy-consciousfuture,abulfinchpressbook参考书目G.Z.Brown,Sun,wind,andlight,architecturaldesignstrategies,JohnWiley&Sons,1985G.Z.BrownandMarkDekay,Sun,wind&light,architecturaldesignstrategies(secondEdition),JohnWiley&Sons,2001SettlementsindrycountriesUNEP,Climateandhumansettlements,integratingclimateintourbanplanningandbuildingdesigninafrica,参考书目Allankonya,Designprimerforhotclimate,ThearchitecturalpressLtd.London,1980ClimaticDwellingKenYeang,Theskyscaperbioclimaticallyconsideration.AcademyEdition,1996.参考书目KenYeang,ThegreenskyscaperThebasisfordesigningsustainableintensiveBuildings,PrestelCatherianeslessor,Ech-tech,sustainablearchitectureandHightechnology,ThamesandHudsonProcessarchitecture1991年9月参考书目C.Gallo,Architecture:comfortandenergy,Pergamon,1998VictorOlgyay,DesignwithClimate:bioclimateapproachtoarchitecuturalregionalismAndrewScott,DimensionsofSustainability,E&FNSpon1998Holdsworth&Sealey,HealthyBuildings,Longman,1992参考书目柳孝图，城市物理环境与可持续发展，东南大学出版社B·吉沃尼著人·气候·建筑中国建筑工业出版社杰克·格林兰，建筑科学基础，陕西科学技术出版社M·得瓦洛夫斯基，阳光与建筑，中国建筑工业出版社参考书目清华大学建筑学院，清华大学建筑设计研究院编著，建筑设计的生态策略，中国计划出版社，2001宋晔皓，结合自然整体设计，注重生态的建筑设计研究，清华大学博士论文中国建筑业协会建筑节能专业委员会编著，建筑节能技术，中国计划出版社杨善勤编著，民用建筑节能设计手册，中国建筑工业出版社参考书目中国地理学会编城市气候与城市规划科学出版社盛成禹编著中国气候总论科学出版社周淑贞等编著,城市气候学导论,华东师范大学出版社周淑贞主编,气象学与气候学,高等教育出版社