合適的圍護結構保證有效傳熱系數

  在北方嚴寒冬季,外墻內表面的溫度低于室內空氣露點溫度時,外墻的內表面就產生結露引發內墻面長霉現象。這種現象不但會影響人們舒適和健康,同時也造成室內用具及房屋結構損壞。

1 理論傳熱系數

    要解決外墻內表面結露問題,必須選擇傳熱系數小、足夠厚的外圍護結構,使它的內表面溫度不會太低,保證它的內表面不產生凝結水,即外墻的傳熱系數K值小于當地冬季傳熱系數的大值Kmax，外墻的傳熱系數K值大小與外墻厚度以及外墻采用的材料等有直接關系。

    K=1／〔1／αβ+∑(δ／λ)+1／αH〕

   式中：αβ為感熱系數；λ為導熱系數；δ為墻厚；αH為散熱系數。

    Kmax=αβ×〔tβ-(τ+1.5)〕／(tβ-tH)

以東北地區為例,冬季室內采暖低溫度(tβ)16℃,室外低溫度(tH)-33℃,感熱系數αβ取7.5,在室內的相對濕度50%,室內溫度為16℃,結露溫度τ=6℃,可得出Kmax=1.51W/(m2.K)

2 外圍護結構采用粘土磚法

2.1 370mm厚粘土磚外墻傳熱系數驗算

現階段東北地區外墻大部分采用370mm厚粘土磚墻,內墻面抹20mm厚混合砂漿,外墻面抹20mm厚水泥砂漿或水刷石,它的傳熱系數如下：

(1)沒有圈梁、構造柱部位墻體 按公式(1)計算,K1=1.51W／(m2.K)

(2)有圈梁、構造柱部位墻體 按公式(1)計算,K2=1.94W/(m2.K)

以上得知采用370mm厚粘土磚墻傳熱系數與該地區傳熱系數的大值相等,剛滿足不結露低條件；如果室內溫度低于16℃時,外墻內表面即產生結露現象,而圈梁和構造柱處的傳熱系數大于該地區傳熱系數大值,從而給外墻內表面結露引發的長霉現象埋下隱患。外墻內表面結露引發長霉部位首先是從圈梁和構造柱部位開始,逐漸向墻面其它部位擴散。

    由此可見外墻采用370mm厚粘土磚墻只能滿足結構強度要求,不能保證外墻內表面結露保溫要求。

2.2 490mm厚粘土磚外墻傳熱系數驗算

當外墻采用490mm厚粘土磚時,經驗算傳熱系數,沒有圈梁、構造柱部位K1=1.236W/(m2.K),有圈梁、構造柱部位K2=1.51W/(m2.K),K1,K2

雖然采用加厚外墻是解決結露問題簡而易行的方法,但增加外墻厚度室內的使用面積會相應的減少,同時整體建筑物重量也增加,地基的承載能力也必須相應的提高,整個工程造價也相應需要提高。

3 外圍護結構采用復合材料法

3.1 外墻砌筑時采用夾填聚苯板法

以墻體外側采用240mm粘土磚墻,中間夾50mm厚聚苯板,內側采用120mm粘土磚墻,內抹20mm厚混合砂漿,外抹20mm厚水泥砂漿為例進行傳熱系數驗算,沒有圈梁、構造柱部位K1=0.55W/(m2.K),滿足條件；有圈梁、構造柱部位K2=1.85W/(m2.K)不滿足條件,同時施工操作麻煩,墻體整體性差,結露問題沒有得到解決.

3.2 在外墻內表面噴聚氨酯硬泡沫法

以外墻采用370mm厚粘土磚,內墻面噴25mm厚聚氨酯硬泡沫保溫材料,內墻面抹20mm厚混合砂漿,外墻面抹20mm厚水泥砂漿為例進行傳熱系數驗算均滿足不結露條件,保溫性能好,強度高,附著力強,由于采用現場施工,整體墻面密封性好,操作簡單。

傳熱系數驗算，沒有圈梁、構造柱部位墻體K1=0.523W/(m2.K)；有圈梁、構造柱部位墻體：K2=0.558W/(m2.K),K1、K2

    由于實際傳熱系數小于理論計算的大值,也小于以上兩種方法的傳熱系數,因此采用內墻噴25mm厚聚氨酯泡沫方法不但解決防結露,而且能減少室內熱損耗,具有保溫節能效果。

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