結(jié)露是我們生活中的常見現(xiàn)象,例如冬天從室外進入室內(nèi)時,眼鏡鏡片上會凝結(jié)一層小水珠;夏天從冰箱中取出的啤酒,放置一會兒就會有水滴沿著瓶身流淌下來。其實,結(jié)露現(xiàn)象在建筑物中也很普遍,叫做建筑結(jié)露,尤其常發(fā)生在寒冷地區(qū)。在北方嚴(yán)寒的冬季,當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)空氣露點溫度時,建筑物圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)就會結(jié)露,將影響室內(nèi)熱環(huán)境,使室內(nèi)溫度降級、濕度增加,從而使人感到不舒服。倘若保溫層受潮,則會大大降低外圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能,由此增加建筑能耗,使原本符合建筑節(jié)能要求的建筑降級為不符合節(jié)能要求。
1 結(jié)露的定義
結(jié)露就是當(dāng)非飽和空氣冷卻到一定溫度時,達到飽和狀態(tài),再繼續(xù)冷卻后,多余的水蒸汽將會凝結(jié)成水珠,即俗稱的結(jié)露,此臨界溫度則被稱為露點。結(jié)露是否發(fā)生取決于室內(nèi)溫度及露點溫度。露點溫度即使沒有下降到與室外溫度齊平,在一定的室內(nèi)溫度下仍有可能發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。
2 結(jié)露的形成原因
結(jié)露形成的兩個基本條件,一是溫差,如果濕空氣所接觸到的介質(zhì)表面不存在溫差,空氣的飽和度就不會改變,也就不會出現(xiàn)結(jié)露;二是濕空氣,如果空氣比較干燥也就是相對濕度低,就算存在溫差,其冷卻后仍沒有達到露點,就不會出現(xiàn)結(jié)露。所以結(jié)露也可被理解為是溫度較高的濕空氣接觸到溫度較低的介質(zhì)時,被迅速冷卻到露點溫度以下,并在介質(zhì)表面形成水珠的現(xiàn)象。
根據(jù)有關(guān)資料,如果室內(nèi)水蒸汽的絕對濕度(水蒸汽在1kg空氣中的含量)為9.97g/kg時,在20℃時的相對濕度為68%,在15℃時就會變成94%,在低于14℃時達到100%,也就是飽和了。如果室內(nèi)水蒸汽的絕對濕度為6.61g/kg時,在20℃時的相對濕度為46%,在低于8℃時才能達到100%的飽和。所以我們得到的結(jié)論是:減少室內(nèi)水蒸汽的含量十分重要。
3 建筑結(jié)露的分類
當(dāng)結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生在建筑物上時,通常稱為建筑結(jié)露。建筑結(jié)露常分為表面結(jié)露和內(nèi)部結(jié)露兩類。所謂表面結(jié)露是指當(dāng)室內(nèi)的空氣濕度大于室外空氣濕度,室內(nèi)空氣接觸到低于露點溫度的表面和頂棚時,水蒸汽就會凝結(jié)成水珠的現(xiàn)象。內(nèi)部結(jié)露是指當(dāng)水蒸汽在蒸汽壓差的作用下通過墻體和屋蓋時被阻擋在低溫部位時,所產(chǎn)生的的結(jié)露現(xiàn)象。這里,我們可以簡單地利用物理學(xué)中的相關(guān)知識加以解釋。在物理學(xué)中,通常用相對濕度來描述空氣濕度。所謂相對濕度是指在一定溫度下,空氣中含有水蒸汽的百分比(是用在特定溫度下的絕對濕度除以相應(yīng)的飽和量值,用百分比表示),該指標(biāo)不直接體現(xiàn)水蒸汽的含量多少,只表達空氣的干濕程度。在一定范圍內(nèi),溫度越高,空氣中能夠容納的水蒸汽的絕對量越大,反之則越小。在冬季,由于室內(nèi)溫度一般較高,空氣能夠容納的水蒸汽量也相對較大。雖然我們在采暖的屋子里面可能會感覺干燥,但這只是相對濕度造成的錯覺,并不代表空氣中含有的水蒸汽的絕對量少。通常,由于冬季室內(nèi)通風(fēng)不好和人們?nèi)粘I钪斜緛砭彤a(chǎn)生大量水蒸汽,一般來說,室內(nèi)空氣中水蒸汽的絕對含量肯定要高出室外,所以在向外擴散的過程中,隨著墻體溫度的降低,在墻體的一定區(qū)域中極易造成結(jié)露現(xiàn)象。
4 建筑結(jié)露對建筑材料的影響
保溫材料吸水或吸濕后,隔熱性能將很大程度上被降低,原因是水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58W/m?K,遠大于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)(0.023W/m?K)和一般的保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)(如加氣泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為0.19W/m?K)。因此,建筑結(jié)露會降低建筑材料的隔熱性能,同時,也在一定程度上影響了建筑材料的強度和耐久性,并且,由于溫度和濕度比較合適,給細(xì)菌提供了良好的生活環(huán)境,容易造成裝飾層的霉變和破壞,特別霉菌在溫度25℃到30℃之間、濕度80%以上,且有充足的氧氣條件下,可大量繁殖,真菌也會活躍傳播,容易對人體健康造成危害。
5 金屬屋面防結(jié)露設(shè)計措施
體現(xiàn)在金屬屋面上,一般采取如下措施來防結(jié)露:
(1)加強金屬圍護系統(tǒng)保溫性能,選擇傳熱系數(shù)小、足夠厚的外圍護結(jié)構(gòu),處理好建筑熱工,使金屬屋面的內(nèi)表面溫度不至于太低,保證金屬屋面表面不產(chǎn)生凝結(jié)水,確保室內(nèi)主結(jié)構(gòu)和主圍護結(jié)構(gòu)不結(jié)露,為空調(diào)通風(fēng)與采暖系統(tǒng)的間歇或停止運行提供可能性,為整個建筑的節(jié)能運行創(chuàng)造良好條件。
(2)用送熱風(fēng)(目前較多采用的方法)或紅外輻射提高圍護結(jié)構(gòu)表面溫度。
(3)設(shè)置通風(fēng)層或泄氣通道,讓圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣形成通路,使得進入保溫層的水分有路可出,從而降低空氣間層的相對濕度,達到防結(jié)露的目的。
(4)設(shè)置隔汽層,在圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)高溫一側(cè)設(shè)置隔汽層,降低蒸汽分壓力,形成“難進易出”的格局,是目前設(shè)計中應(yīng)用最普遍的一種措施,還有一種較常采用的方法是控制內(nèi)部冷凝。