文档介绍：第一篇、建筑热工学
围护结构的蒸汽渗透及冷凝
概述
外围护结构的湿状况与其热状况和结构的耐久性密切相关,同时也直接影响房间的卫生状况。
外围护结构的湿状况主要决定于下列因素:
1、用于结构中的材料的原始湿度;
2、施工过程中进入结构材料的水分;
3、由于毛细管作用,从土壤渗透到围护结构中的水分;
4、由于受雨、雪的作用渗透到围护结构中的水分;
5、使用管理中的水分。
6、由于材料的吸湿作用,从空气中吸收的水分;
7、空气中的水分在围护结构表面和内部发生冷凝。
外围护结构由于冷凝而受潮可分两种情况:
表面凝结,就是在外围护结构表面上出现凝结水,其原因湿由于水蒸气含量较多而温度高的空气遇到冷的表面所致;
内部凝结,是当水蒸气通过外围护结构时,遇到结构内部某个冷区温度达到或低于露点时,水蒸气即形成凝结水。
任务四围护结构的蒸汽渗透及冷凝之一 ——水蒸汽分压力
湿空气:指干空气与水蒸气的混合物。
在温度和压力一定的条件下,一定容积的干空气所能容纳的水蒸气量是有一定限度的。
标准大气压下,饱和蒸汽压随温度的升高而增大。
饱和蒸汽压(或最大水蒸气分压力):处于饱和状态的湿空气中水蒸气所呈现的压力。
饱和蒸汽压用(Ps)表示;未饱和水蒸气分压力用(P) 表示。
E
e
水蒸气的含量未达到限度的湿空气,叫未饱和湿空气;达到限度时则叫饱和湿空气。
气体分压:指的是当气体混合物中的某一种组分在相同的温度下占据气体混合物相同的体积时,该组分所形成的压强。比如我们收集一瓶空气,将其中的氮气除去,恢复到相同的温度。剩余的氧气仍会逐渐占满整个集气瓶,但剩下的氧气单独造成的压强会比原来的低,此时的压强值就是原空气中氧气的分压值。
任务四围护结构的蒸汽渗透及冷凝之二 ——空气湿度
二、空气湿度:
湿度:空气的干湿程度。
相对湿度:一定温度和大气压下,湿空气的绝对湿度与同温同压下的饱和蒸气量的百分比。表示为 e/%
绝对湿度:每立方米空气中所含水蒸气的重量。其中:
饱和空气的绝对湿度用饱和蒸气量表示;
绝对湿度一般用表示。
)
(
3
m
g
f
)
(
3
max
m
g
f
任务四围护结构的蒸汽渗透及冷凝之三 ——露点温度
定温定压下, 一定的空气,其一定;空气所能容纳的最大水蒸气含量以及与之相对应的最大水蒸气分压力也都一定;所以,相对湿度当然也一定。
f
P
max
f
Ps
j
露点温度:(设不人为地增加或减少空气含湿量,而只用干法加热或降温空气) 某一状态的空气,在含湿量不变的情况下,冷却到它的相对湿度时所对应的温度,称为该状态下空气的露点温度,用表示。若从往下继续降温,则空气中容纳不了原有水蒸气,迫使部分水蒸气凝结成水珠(露水)析出。
0
0
100
=
j
c
t
c
t
空调冷凝水
电冰箱内的霜
降雨过程
任务四围护结构的蒸汽渗透及冷凝之四 ——外围护结构中的水分迁移
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,均能引起材料内部所含水分的迁移,从高势位面向低势位面转移。
材料内所包含的水分,可以以三种形态存在:气态(水蒸气)、液态(液态水)和固态(冰)。
在材料内部可以迁移的只是两种相态:一种是气态的扩散方式迁移(又称水蒸气渗透);一种是以液态水分的毛细渗透方式迁移。
当室内外空气的水蒸气含量不等时,在外围护结构的两侧就存在着水蒸气分压力差,水蒸气分子将从压力较高的一侧通过围护结构向低的一侧渗透扩散。若设计不当,水蒸汽通过围护结构时,会在材料的孔隙中凝结成水或冻结成冰,造成内部冷凝受潮。
任务四围护结构的蒸汽渗透及冷凝之五 ——内部冷凝
冷凝的危害:
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。
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。
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。
第三节、外围护结构中的蒸汽渗透之三 ——内部冷凝
判断围护结构内部是否会出现冷凝现象的步骤:
根据室内外空气的温度和湿度确定水蒸气分压力和,然后计算围护结构各层的水蒸气分压力,并作出的分布线。对于采暖房屋,设计中取当地采暖期的室外空气的平均温度和平均相对湿度作为室外计算参数。
根据室内外空气温度和,确定围护结构各层的温度,并作出相应的最大水蒸气分压力的分布线。
根据和线相交与否判定围护结构内