合适的围护结构保证有效传热系数

    在北方严寒冬季,外墙内表面的温度低于室内空气露点温度时,外墙的内表面就产生结露引发内墙面长霉现象。这种现象不但会影响人们舒适和健康,同时也造成室内用具及房屋结构损坏。

1 理论传热系数

    要解决外墙内表面结露问题,必须选择传热系数小、足够厚的外围护结构,使它的内表面温度不会太低,保证它的内表面不产生凝结水,即外墙的传热系数K值小于当地冬季传热系数的大值Kmax，外墙的传热系数K值大小与外墙厚度以及外墙采用的材料等有直接关系。

    K=1／〔1／αβ+∑(δ／λ)+1／αH〕

   式中：αβ为感热系数；λ为导热系数；δ为墙厚；αH为散热系数。

    Kmax=αβ×〔tβ-(τ+1.5)〕／(tβ-tH)

以东北地区为例,冬季室内采暖低温度(tβ)16℃,室外低温度(tH)-33℃,感热系数αβ取7.5,在室内的相对湿度50%,室内温度为16℃,结露温度τ=6℃,可得出Kmax=1.51W/(m2.K)

2 外围护结构采用粘土砖法

2.1 370mm厚粘土砖外墙传热系数验算

现阶段东北地区外墙大部分采用370mm厚粘土砖墙,内墙面抹20mm厚混合砂浆,外墙面抹20mm厚水泥砂浆或水刷石,它的传热系数如下：

(1)没有圈梁、构造柱部位墙体 按公式(1)计算,K1=1.51W／(m2.K)

(2)有圈梁、构造柱部位墙体 按公式(1)计算,K2=1.94W/(m2.K)

以上得知采用370mm厚粘土砖墙传热系数与该地区传热系数的大值相等,刚满足不结露低条件；如果室内温度低于16℃时,外墙内表面即产生结露现象,而圈梁和构造柱处的传热系数大于该地区传热系数大值,从而给外墙内表面结露引发的长霉现象埋下隐患。外墙内表面结露引发长霉部位首先是从圈梁和构造柱部位开始,逐渐向墙面其它部位扩散。

    由此可见外墙采用370mm厚粘土砖墙只能满足结构强度要求,不能保证外墙内表面结露保温要求。

2.2 490mm厚粘土砖外墙传热系数验算

当外墙采用490mm厚粘土砖时,经验算传热系数,没有圈梁、构造柱部位K1=1.236W/(m2.K),有圈梁、构造柱部位K2=1.51W/(m2.K),K1,K2

虽然采用加厚外墙是解决结露问题简而易行的方法,但增加外墙厚度室内的使用面积会相应的减少,同时整体建筑物重量也增加,地基的承载能力也必须相应的提高,整个工程造价也相应需要提高。

3 外围护结构采用复合材料法

3.1 外墙砌筑时采用夹填聚苯板法

以墙体外侧采用240mm粘土砖墙,中间夹50mm厚聚苯板,内侧采用120mm粘土砖墙,内抹20mm厚混合砂浆,外抹20mm厚水泥砂浆为例进行传热系数验算,没有圈梁、构造柱部位K1=0.55W/(m2.K),满足条件；有圈梁、构造柱部位K2=1.85W/(m2.K)不满足条件,同时施工操作麻烦,墙体整体性差,结露问题没有得到解决.

3.2 在外墙内表面喷聚氨酯硬泡沫法

以外墙采用370mm厚粘土砖,内墙面喷25mm厚聚氨酯硬泡沫保温材料,内墙面抹20mm厚混合砂浆,外墙面抹20mm厚水泥砂浆为例进行传热系数验算均满足不结露条件,保温性能好,强度高,附着力强,由于采用现场施工,整体墙面密封性好,操作简单。

传热系数验算，没有圈梁、构造柱部位墙体K1=0.523W/(m2.K)；有圈梁、构造柱部位墙体：K2=0.558W/(m2.K),K1、K2

    由于实际传热系数小于理论计算的大值,也小于以上两种方法的传热系数,因此采用内墙喷25mm厚聚氨酯泡沫方法不但解决防结露,而且能减少室内热损耗,具有保温节能效果。