建筑防潮設計

一、圍護結構的蒸汽滲透

(一)圍護結構的蒸汽滲透與計算

圍護結構內部水蒸氣的遷移現象稱為蒸汽滲透。水蒸氣在材料中的滲透機理是比較復雜的，比傳熱(能量轉移)過程要復雜得多。在建筑設計中，為了了解圍護結構的濕狀況，粗略分析水蒸氣的滲透量，以檢驗材料內部有無冷凝產生，對水蒸氣的滲透擴散過程作了很多簡化，認為蒸汽滲透是穩定條件下單純由水蒸氣分壓力差作用下的純濕傳導過程。如果外圍護結構的兩側存在水蒸氣分壓力差，水蒸氣就會從壓力高的一側通過圍護結構向壓力低的一側滲透。蒸汽滲透強度，即在單位時間內通過單位截面積的蒸汽量，與室內外的水蒸氣分壓力差成正比，與滲透過程中受到的阻力成反比，按式(1—39)計算：

式中ψ——蒸汽滲透強度，g/(㎡·h);

Ho——圍護結構的總蒸汽滲透阻，㎡.h.Pa/g;

Pi——室內空氣的水蒸氣分壓力，Pa;

Pe——室外空氣的水蒸氣分壓力，Pa.

圍護結構的總蒸汽滲透阻Ho，按式(1—40)確定：

式中δi——第i層材料的厚度，m;

μi——第i層材料的蒸汽滲透系數，g/(m·h.Pa)，i=1，2，3，…，n.

同結構材料層蒸汽滲透阻相比，圍護結構內外表面的蒸汽滲透阻是微小的，所以在計算總蒸汽滲透阻時忽略不計。圍護結構內外表面的水蒸氣分壓力，可近似地取為室內外空氣的水蒸氣分壓力。封閉空氣間層的蒸汽滲透阻取為零，某些薄片材料和涂層材料的蒸汽滲透阻見《民用建筑熱工設計規范》。

(二)蒸汽滲透系數

蒸汽滲透系數表明材料的透汽能力，定義為lm厚的物體，兩側水蒸氣分壓力差為1Pa，單位時間內通過l㎡面積滲透的水蒸氣量。它與材料的密實程度、溫度和相對濕度有關。材料的孔隙率越大，透汽性就越強。同種材料密度越大，孔隙率就越小，透汽性也就越差。例如密度為500kg/m3和700kg/m3的加氣混凝土蒸汽滲透系數分別為μ=11.1X10-5g/(m·h.Pa)和μ=9.98X10-5g/(m·h.Pa)。

同種密度不同種材料的蒸汽滲透系數不一定相同，例如密度同是1700kg/m3的粉煤灰陶粒混凝土、水泥砂漿和輕砂漿磚砌體的μ值分別是μ=1.88X10-5g/(m·h.Pa)、9.75X10-5g/(m·h.Pa)和12.0X10-5g/(m·h.Pa)。這是因為材料骨架成分的密度不同，以致材料孔隙率不同的緣故。因此，某些密度小孔隙率低的輕質材料也具有較低的蒸汽滲透系數，如聚苯乙烯泡沫塑料μ=1.60X10-5g/(m·h.Pa)，和鋼筋混凝土μ=1.58X10-5g/(m·h.Pa)接近。

玻璃和金屬板材的蒸汽滲透系數為零，可以起到隔絕蒸汽的作用。此外，用于圍護結構隔汽的材料還有卷材和瀝青材料，其蒸汽滲透系數較低，如瀝青混凝土的μ=0.75X10-5g/(m·h.Pa)。

二、圍護結構內部冷凝的檢驗

單層圍護結構和外側透氣性較好的圍護結構，不需進行內部冷凝受潮驗算，對于外側有卷材或其他密閉防水層的平屋頂結構，以及保溫層外側有密實保護層的多層墻體結構，當內側結構層為加氣混凝土和黏土磚等多孔材料時，應進行內部冷凝受潮驗算。

(一)圍護結構內部冷凝受潮判斷

一般采暖建筑，雖然允許結構內部產生一定量的冷凝水，但是為了保證結構的耐久性和保溫性，材料的濕度不得超過一定的限度。允許增量系指經過一個采暖期，保溫材料重量濕度增量在允許范圍之內，以便采暖期過后，保溫材料中的冷凝水逐漸向外側和內側散發，而不致在內部逐年積聚，導致濕度過高。

判別圍護結構內部是否會出現冷凝現象，可以按下述步驟進行：

(1)根據室內外空氣的溫濕度t和確定室內外水蒸氣分壓力Pi和Pe計算圍護結構各層的水蒸氣分壓力Pm，并作出“戶”的分布線。對于采暖房屋，取當地采暖期的室外空氣的平均溫度和平均相對濕度作為室外計算參數。

(2)根據室內外空氣溫度ti和te，確定各層的溫度，并從相應手冊中查出對應的飽和水蒸氣分壓力“Ps”，并作出Ps的分布線。

(3)根據“P”和“Ps”分布線，比較“P”和“Ps”大小來判斷圍護結構內部是否會出現冷凝現象。“Ps”線與“P”線不相交且處處大于“P”，說明內部不會產生冷凝：“Ps”線與“P”線相交，在“Ps”小于“P”部位有冷凝產生。

(二)冷凝界面的確定

在蒸汽滲透途徑中，若材料的蒸汽滲透系數出現由大變小的界面，水蒸氣至此遇到較大的阻力，最易發生冷凝現象。習慣上把這個最易出現冷凝，且凝結最嚴重的界面，稱做圍護結構內部的“冷凝界面”。冷凝界面一般出現在沿蒸汽滲透方向絕熱材料和其后密實材料的交界面處。

(三)圍護結構熱濕耦合的基本概念

在含濕材料中，溫度差不僅驅使熱量從高溫向低溫傳遞，而且也驅使水蒸氣質量從一處向另一處轉移;同樣，水蒸氣分壓力差不僅驅使水蒸氣從高濃度向低濃度傳遞，同時也使熱量從一處轉移到另一處。在建筑熱工學把這種熱濕相互作用、相互影響的現象稱為熱濕耦合。