建筑物理复习（建筑热工学） - 图文

第四章 建筑围护结构的传湿与防潮

1.建筑围护结构的传湿

①等温吸湿曲线：呈“S”型，显示材料的吸湿机理分三种状态： 低湿度时为单分子吸湿；中湿度时为多分子吸湿；高湿度时为毛细吸湿。 可见，材料中的水分主要以液态形式存在。

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 ②围护结构中的水分转移： (1)水分转移的动力：

当材料内部存在压力差（分压力或总压力）、湿度（材料含湿量）差和温度差时，均能引发材料内部所含水分的迁移。

(2)材料中包含的水分可以三种状态存在：气态（水蒸气）、液态（液态水）和固态（冰）。 (3)材料内部可迁移的水的两种状态：

1.以气态的扩散方式迁移； 2.以液态水分的毛细渗透方式迁移。 (4)稳态下水蒸气渗透过程的计算（与稳定传热的计算方法完全相似）： 如图：在稳态条件下通过围护结构的水蒸气渗透量（渗透强度），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：

??1(Pi?Pe) （1） H0 ?——水蒸气渗透强度，g/（m2.h）； H0——围护结构的总水蒸气渗透阻，（m2.h.Pa）/g；

Pi——室内空气的水蒸气分压力，Pa； Pe——室外空气的水蒸气分压力，Pa。

围护结构的总水蒸气渗透阻按下式确定： H0?H1?H2?H3?......?式中，dm——任一分层的厚度；

d1?1?d2?2?d3?3?......?dm?m （2）

?m——任一分层材料的水蒸气渗透系数g/（m.h.Pa）。水蒸气的渗透系数是1m厚的物体，两侧

水蒸气分压力差为1Pa，1h内通过1m2面积渗透的水蒸气量。

意义：水蒸气的渗透系数?表明了材料的透气能力，与材料的密实程度有关，材料的孔隙率越大，透气

性就越强。

水蒸气的渗透阻H是围护结构或某一材料层，两侧水蒸气分压力差为1Pa，通过1m2面积渗透1g水蒸

气所需要的时间。

注：由于围护结构内（外）表面的湿转移阻Hi（He），与结构材料层的蒸汽渗透阻本身相比是很微小

的，所以在计算总的蒸汽渗透阻时可以忽略不计。这样围护结构内外表面的水蒸气分压力可以近似

取为Pi和Pe。围护结构内任一层内界面的水蒸气分压力可由下式计算：

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Hi??HjPm?Pi?j?1m?1?H(Pi?Pe)?Pi?jm?1j?1jH0H0(Pi?Pe) （其中m=2,3,4……n） （3）

式中，

?Hj?1m?1——从室内一侧算起，由第一层至第m-1层的水蒸气渗透阻之和。

③围护结构内部冷凝的检验:

冷凝危害：

①当水蒸气接触结构表面时，若表面温度低于露点温度，水汽会在表面冷凝成水。表面冷凝水将有碍室内卫生，某些情况下还将直接影响生产和房间的使用。

②水蒸气通过围护结构时，在结构内部材料的孔隙中冷凝成水珠或冻结成冰，这种内部冷凝现象危害更大，是一种看不见的隐患。

③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；此外，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。 辨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?），确定水蒸气分压力Pi和Pe，然后按照上节（3）式计算围护结构各

层的水蒸气分压力，并作出“P”分布线。对于采暖房屋，设计中取当地采暖期的室外空气平均温度

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ti和te，确定各层温度，并按照附录2作出相应的饱和水蒸气分压力“Ps”的分布线。

(3)根据“P”和“Ps”线是否相交来判断围护结构内部是否出现冷凝现象，如图。

注：实践和理论表明，在水蒸气渗透的途径中，如材料的水蒸气渗透系数出现由大变小的界面，因水蒸气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，称为围护结构内部的“冷凝界面”。 冷凝强度：当出现内部冷凝时，冷凝界面处的水蒸气分压力已经达到该界面温度下的饱和水蒸气分压力Ps,c。

设由水蒸气分压力较高一侧空气进到冷凝界面的水蒸气渗透强度为?1，从界面渗透分压力较低一侧空气的水蒸气渗透强度为?2，两者之差即是界面处的冷凝强度?c，如图。

?c??1??2?2.建筑围护结构的防潮

PA?Ps,cH0,i?Ps,c?PBH0,e ①防止和控制表面冷凝

一、正常湿度的采暖房间

尽可能使围护结构内表面附近的气流畅通，家具，壁柜等不宜紧靠外墙；

供热设备放热不均，引起围护结构内表面温度波动，出现周期性冷凝时，应该在围护结构内表面采用蓄热特性系数较大材料。

二、高湿房间（一般指冬季相对湿度高于75%的房间）

间歇性高湿条件的房屋，内表面设防水层（SWA高吸水树脂）；

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连续性高湿条件房屋，设置吊顶将水引走；加强屋顶内表面附近通风。

三、防止地面泛潮

②防止和控制内部冷凝

一、合理布置材料层的相对位置

原则：材料层次的布局应尽量在水蒸气渗透的通路上做到“进难出易”。

如中图。前面提到的USD屋面，也是进难出易的原则设计的，如图。

二、设置隔汽层

针对具体构造方案中，材料层的布置往往很难完全符合“进难出易”原则的要求。可在保温层蒸汽流进

入一侧设置隔汽层（如图）。

三、设置通风间层或泄气沟道

针对设置隔汽层虽然能改善围护结构内部的湿状况，但其质量在施工和使用过程中不易保证，且会影响

房屋建成后结构的干燥程度。对高湿度房间可采用设置通风间层和泄气沟道的方法（如图）。

四、冷侧设置密封空气层

在冷侧设一空气层，可使处于较高温度侧的保温层经常干燥，此空气层也叫做引湿空气层，其作用称为

收汗效应。

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第五章 建筑防热与节能

★在防热设计中，隔热和通风是主要的、同时也必须将窗口遮阳、环境绿化一起加以综合考虑。

1.屋顶与外墙的隔热设计

一、屋顶隔热——（南方炎热地区，日晒时数和太阳辐射强度以水平面为最大），基本上分为实体材料层和带有

封闭空气层的隔热屋顶、通风间层隔热屋顶、阁楼屋顶三类。此外还有植被隔热屋顶、蓄水屋顶、加气混凝土蒸发屋面、淋水玻璃屋顶、成品隔热板屋顶等。 1.实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶

如图,（实体材料层屋顶a-c）, （空气间层隔热屋顶d-f）

为提高材料的隔热能力，最好选用?和?的值都比较小的材料，同时还要注意材料的层次排列（排列

次序不同也影响结构衰减的大小（实体材料层屋顶a-c）。为了减轻屋顶自重，可采用空心大板屋面，利用封闭空气间层隔热。

为减少屋顶外表面太阳辐射热的吸收，还应选择浅色屋顶外饰面（f涂了层无水石膏）。

2.通风屋顶

优点：有利于隔热和散热(下图为其几种构造方式)。

3.阁楼屋顶

这种屋顶通常在檐口、屋脊或山墙等处开通气孔，有助于透气、排湿和散热。

提高阁楼屋顶隔热能力措施：加强阁楼空间的通风是一种经济而有效的方法(如加大通风口面积，合理

布置通风口位置等)。

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