合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保證有效傳熱系數(shù)

  在北方嚴(yán)寒冬季,外墻內(nèi)表面的溫度低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度時(shí),外墻的內(nèi)表面就產(chǎn)生結(jié)露引發(fā)內(nèi)墻面長霉現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不但會影響人們舒適和健康,同時(shí)也造成室內(nèi)用具及房屋結(jié)構(gòu)損壞。

1 理論傳熱系數(shù)

    要解決外墻內(nèi)表面結(jié)露問題,必須選擇傳熱系數(shù)小、足夠厚的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),使它的內(nèi)表面溫度不會太低,保證它的內(nèi)表面不產(chǎn)生凝結(jié)水,即外墻的傳熱系數(shù)K值小于當(dāng)?shù)囟緜鳠嵯禂?shù)的大值Kmax，外墻的傳熱系數(shù)K值大小與外墻厚度以及外墻采用的材料等有直接關(guān)系。

    K=1／〔1／αβ+∑(δ／λ)+1／αH〕

   式中：αβ為感熱系數(shù)；λ為導(dǎo)熱系數(shù)；δ為墻厚；αH為散熱系數(shù)。

    Kmax=αβ×〔tβ-(τ+1.5)〕／(tβ-tH)

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

2 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用粘土磚法

2.1 370mm厚粘土磚外墻傳熱系數(shù)驗(yàn)算

現(xiàn)階段東北地區(qū)外墻大部分采用370mm厚粘土磚墻,內(nèi)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(shù)如下：

(1)沒有圈梁、構(gòu)造柱部位墻體 按公式(1)計(jì)算,K1=1.51W／(m2.K)

(2)有圈梁、構(gòu)造柱部位墻體 按公式(1)計(jì)算,K2=1.94W/(m2.K)

以上得知采用370mm厚粘土磚墻傳熱系數(shù)與該地區(qū)傳熱系數(shù)的大值相等,剛滿足不結(jié)露低條件；如果室內(nèi)溫度低于16℃時(shí),外墻內(nèi)表面即產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象,而圈梁和構(gòu)造柱處的傳熱系數(shù)大于該地區(qū)傳熱系數(shù)大值,從而給外墻內(nèi)表面結(jié)露引發(fā)的長霉現(xiàn)象埋下隱患。外墻內(nèi)表面結(jié)露引發(fā)長霉部位首先是從圈梁和構(gòu)造柱部位開始,逐漸向墻面其它部位擴(kuò)散。

    由此可見外墻采用370mm厚粘土磚墻只能滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求,不能保證外墻內(nèi)表面結(jié)露保溫要求。

2.2 490mm厚粘土磚外墻傳熱系數(shù)驗(yàn)算

當(dāng)外墻采用490mm厚粘土磚時(shí),經(jīng)驗(yàn)算傳熱系數(shù),沒有圈梁、構(gòu)造柱部位K1=1.236W/(m2.K),有圈梁、構(gòu)造柱部位K2=1.51W/(m2.K),K1,K2

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

3 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用復(fù)合材料法

3.1 外墻砌筑時(shí)采用夾填聚苯板法

以墻體外側(cè)采用240mm粘土磚墻,中間夾50mm厚聚苯板,內(nèi)側(cè)采用120mm粘土磚墻,內(nèi)抹20mm厚混合砂漿,外抹20mm厚水泥砂漿為例進(jìn)行傳熱系數(shù)驗(yàn)算,沒有圈梁、構(gòu)造柱部位K1=0.55W/(m2.K),滿足條件；有圈梁、構(gòu)造柱部位K2=1.85W/(m2.K)不滿足條件,同時(shí)施工操作麻煩,墻體整體性差,結(jié)露問題沒有得到解決.

3.2 在外墻內(nèi)表面噴聚氨酯硬泡沫法

以外墻采用370mm厚粘土磚,內(nèi)墻面噴25mm厚聚氨酯硬泡沫保溫材料,內(nèi)墻面抹20mm厚混合砂漿,外墻面抹20mm厚水泥砂漿為例進(jìn)行傳熱系數(shù)驗(yàn)算均滿足不結(jié)露條件,保溫性能好,強(qiáng)度高,附著力強(qiáng),由于采用現(xiàn)場施工,整體墻面密封性好,操作簡單。

傳熱系數(shù)驗(yàn)算，沒有圈梁、構(gòu)造柱部位墻體K1=0.523W/(m2.K)；有圈梁、構(gòu)造柱部位墻體：K2=0.558W/(m2.K),K1、K2

    由于實(shí)際傳熱系數(shù)小于理論計(jì)算的大值,也小于以上兩種方法的傳熱系數(shù),因此采用內(nèi)墻噴25mm厚聚氨酯泡沫方法不但解決防結(jié)露,而且能減少室內(nèi)熱損耗,具有保溫節(jié)能效果。

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