夏热冬冷地区节能建筑围护结构结露的研究

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摘 要：通过对夏热冬冷地区民用建筑围护结构在稳定状态下，蒸汽渗透及冷凝量的计算，提出了对空调建筑外墙外保温系统需进行结露验算的要求，为夏热冬冷地区公共建筑外墙外保温系统的合理构造提供依据。

关键词：夏热冬冷地区； 公共建筑； 外墙外保温； 结露

中图分类号:TU352.59

文献标识码:B

文章编号:1008-0422（2006）01-0095-02

随着《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的逐步实施和《公共建筑节能设计标准》的，湖南省的新建建筑都将按这两个标准进行节能设计。虽然外墙外保温系统在北方城市已得到广泛应用，并日趋成熟，但在南方地区，尤其在湖南尚无较多实例。我们须根据夏热冬冷地区气候特点和建筑常用做法来研究，确保这一系统在夏热冬冷地区成功运用。本文就夏热冬冷地区节能建筑围护结构湿传递进行研究。

1夏热冬冷地区气候特点

按国家标准中热工气候分区，长江流域的主要城市，包括上海、南京、杭州、合肥、南昌、武汉、长沙、重庆、成都等均属夏热冬冷地区。这一地区气候的共同特点是：夏季气温高，最热月平均气温27℃~30℃，最高气温达40℃以上；空气湿度大，相对湿度经常在70％~80％甚至更高，加剧了酷暑和严寒对人体健康的威胁，给人感觉是夏季闷热、冬季阴冷，其中湖南省最高气温35℃以上天数达30~45天，极端最高气温在永州、益阳、长沙等地，高达43℃以上，相对湿度全省在78％~83％，夏季多在80％以上。

2空调建筑

本文中空调建筑不含使用小功率的空调器进行制冷和采暖的民用建筑，专指高层办公楼、大型商场、高级宾馆等为了维持稳定的室内温湿环境而采用了中央空调的民用建筑。这类建筑要求室内环境必须维持在一个比较窄的温湿度范围。

3模型的建立

在北方许多采用外墙内保温的建筑中，其内保温外墙内出现了潮湿、结露，甚至在冬天出现冻胀引起保温层发黄、起霉甚至脱落等情况，其原因是：(1) 室内由于采暖，其相对温湿度高，室内水蒸汽分压Pi较大，室外水蒸汽Pe较小，形成湿传递，水蒸汽由内向外渗透。(2) 室外气温低，在保温层温度骤降处，水蒸汽分压大于其凝结饱和压力，引起结露(见图1)。

夏热冬冷地区节能建筑外墙外保温系统设计时很少考虑到建筑结露，由于空调建筑在夏季使用集中空调制冷，而外部又高温高湿，其蒸汽渗透途径与北方采暖期外墙内保温的情况很相似(见图2) 。

本计算参照湖南省长沙市夏季的气候条件，以长沙市常见200mm厚砼框架剪力墙和外贴30mm厚聚苯板、内粉20mm水泥砂浆为例进行计算。

4 计算各分层的热阻和水蒸汽的渗透阻（表1）

计算室内、外空气的水蒸汽分压力

根据湖南省长沙市气候条件，夏季室外气温 为35℃，相对湿度80％(摘自)，室内取25℃，相对温度50％(按中宾馆建筑)，水蒸汽分压力值查《建筑节能技术实用手册》采用内插法法计算。

依据上述方法，分别计算：(1) 室外计算温度为36℃，(2)外墙体保温为50mm厚聚苯板，其它条件不变，其 接近于15％。

分析

1) 当墙体某处实际的水蒸汽分压高于饱和水蒸汽分压时,就会出现结露:内部温度梯度越大,越容易结露.水蒸汽渗透途径中,水蒸汽完全受阻时,即在低温一侧有水蒸汽渗透阻高的材料,在此材料的界面处水蒸汽分压增大,容易产生结露.

2) 北方采暖地区在冬季可以通过减少室内水蒸汽的含量而减低结露,而夏热冬冷地区不可能采取类似的措施.

3) 节能建筑围护结构的材料层次布置应符合“难进易出”的原则,即蒸汽渗透阻较大的材料应在水蒸汽分压较大的一侧,另一应采用蒸汽渗透阻较小的材料,有利于水蒸汽的蒸发.

4) 空调建筑外墙外保温必要时应采取设置隔汽层的措施,提高外表面的蒸汽渗透阻.

5结 论

夏热冬冷地区节能建筑在钢筋砼墙上外墙外保温系统时，单纯考虑围护结构的传热系数是不够的,应分析内部结露，并验算湿度的增量,注意材料层次的分布;必要时采取防结露的构造措施,避免保温层内湿度过大影响保温效果甚至因此对保温层造成破坏。

参考文献：

[1] 山田雅士.建筑结露. 孙逸增译.中国建筑工业出版社，1987

[2]湖南省居住建筑节能设计标准.DBJ43/001-2004

[3] 柳孝图 .建筑物理. 中国建筑工业出版社，2000

[4] 徐占发.建筑节能技术实用手册.机械工业出版社 2004