重庆地区农村住宅地面的热湿状态

唐鸣放，方巾中，李竟涛，王东，宋平

(1.重庆大学 建筑城规学院；山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045；2.中机中联工程有限公司，重庆 400041)



重庆地区农村住宅地面的热湿状态

唐鸣放1，方巾中1，李竟涛2，王东1，宋平1

(1.重庆大学 建筑城规学院；山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045；2.中机中联工程有限公司，重庆 400041)

摘要：为全面改善农村住宅热湿环境，调查研究了重庆农村住宅常用地面在春夏季节的热湿状态。对农村住宅的调查和典型住宅地面的现场实测显示，农村住宅室内地面潮湿现象普遍，水泥地面的潮湿比例最高，6月份室内空气和地面的湿度最大，室内地面温度比空气温度低2 ℃左右，在潮湿天气，修建较早的住宅室内地面凝结时数比例接近60%。结果表明，农村住宅地面的热湿状态亟待改善。

关键词：农村住宅；地面温度；凝结；热环境

在中国大多数湿热地区，每年春夏之交时节都有一段潮湿季节，常导致建筑内表面泛潮、室内物品发霉、空气异味等问题，其中,底层房间的地面由于温度偏低，更容易出现凝结，严重影响健康和室内环境的舒适性。因此，在有关室内热环境的设计和评价标准中，都明确规定了建筑围护结构内表面凝结控制的要求[1-2]，并作为建筑环境达标的必要条件。但在广大农村地区，普遍实行住宅自建，建筑成本低、质量差。因此，在近年来开展的新农村建设中，把改善农村居住环境作为主要任务，开展了农村住宅环境调查、适用技术研究及其工程应用等方面的研究工作。目前，农村住宅热环境的研究主要针对冬季和夏季室内温度的改善[3-11]，未关注农村住宅的潮湿问题，说明目前的研究还不够全面。为此，文献[12]针对重庆地区农村住宅常用地面，模拟了全年地面温度和结露情况，结果显示，地面结露时间从3月底开始到7月初结束，结露时间长，但没有进行实际调查和测量研究。针对重庆地区农村住宅，笔者通过现场调查和实测，分析和评价农村住宅地面在春夏季节的热湿状态，为农村住宅热湿环境的全面改善提供依据。

1研究方法

重庆地区农村范围广大，以山地为主，距离重庆主城区最近的江津区为丘陵地形，气候与主城区接近，农村经济发展较好，建成了多个新农村住宅示范基地。因此，选择重庆市江津区的农村住宅为研究对象，在2015年的春夏季节，采用问卷调查、现场观察与实测相结合的方法进行研究。

1.1问卷调查

在当地农村住宅中，选择农村统建房、农村自建房、传统生土房等代表性住宅共60户进行调查，室内地面包括了水泥地面、地砖地面、三合土地面和生土地面等4种类型，其中,水泥地面最为普遍，经济较好的农户在地面上铺设了地砖，三合土地面和生土地面出现在传统建筑中。调查内容包括建筑修建年代、地面的潮湿现象、室内最潮湿的月份、应对潮湿采取的措施等。

1.2热湿参数测量

在农村住宅地面材料中，三合土地面和生土地面都具有吸湿性，而水泥地面和地砖地面基本上不吸湿。因此，以水泥地面和三合土地面作为典型地面进行实测研究。

在60户农村住宅中，选择具有典型地面的3户住宅，如图1所示，A户和B户都是水泥地面的砖混房，C户为三合土地面的生土房，表1为住宅建筑及地面情况。为了防止雨水渗透，当地传统住宅一般采用筑高台的方法，让住宅地面高出周围地面0.5 m左右，如图1中C户生土房所示；而大量的砖混房住宅则是在外墙修散水，周围挖排水沟疏导雨水，此外，还在地面构造中设置塑料薄膜防潮层，用于阻止地下水向上渗透。A户建筑的修建时间较早，地面构造中没有做防潮层，B户建筑为近年建成的住宅，地面构造中设置了塑料薄膜防潮层。

测量主要针对住宅中的居住空间，在各户住宅的卧室进行热湿参数采集。测量内容为室内空气温度和湿度、地面温度和湿度、室外空气温度和湿度。室内空气温湿度测点布置在房间中距地面高度为1.0 m左右的位置，地面温度和湿度测点布置在靠近床沿下空气流通的位置，这样不影响居住者的正常生活，室外空气温湿度测点布置在室外空气流畅、没有直射阳光的位置，3户住宅的室内测点布置见图1。

住宅情况室内地面地面构造A户,砖混房,2001年建成水泥混凝土垫层+水泥砂浆面层B户,砖混房,2014年建成水泥混凝土垫层+塑料薄膜层+水泥砂浆面层C户,生土房,1981年建成三合土夯土垫层+三合土面层

地面温度测量采用自记温度计TR-52，空气温湿度测量采用温湿度记录仪TR-72，仪器精度为温度0.3 ℃、湿度3%，仪器设置后自动采集数据。测量时间为2015年6月，数据采集间隔为30 min。

地面湿度测量采用地面贴吸湿滤纸的方法，让滤纸与地面接触足够长的时间达到湿平衡后，取出滤纸用红外水分仪FD6210测量其含湿量。仪器测量范围为0～200 g，精度为0.001 g。从4月到7月期间，对地面固定位置进行间断性的测量和观察，通过测量地面滤纸含湿量，分析地面湿度状态及其变化。

2调查结果分析

在调查的60户农村住宅中，生土结构、砖混结构和钢筋混凝土结构的建筑分别占23%、62%和15%，图2所示为住宅的修建年代，其中大部分是在近20年内修建的住宅，因此，调查结果能反映大部分农村住宅的现状。

图2　调查住宅的修建年代比例Fig.2　Ratio of housing construction

问卷调查中，93%的住户反映室内地面存在不同程度的潮湿现象。三合土地面、生土地面、水泥地面的潮湿现象主要表现为潮和湿润，包括出现湿斑块、湿斑点等，一些水泥地面和地砖地面还会出现明水现象。图3显示，各类地面的潮湿比例都在75%以上，水泥地面和地砖地面的潮湿比例达到了85%以上。对于调查数量最多的水泥地面，呈现出建筑修建年代越早、潮湿比例越高的现象。潮湿月份调查结果如图4所示，80%的住户认为室内最潮湿的月份为6月和7月。为应对地面潮湿，住户通常采取用砖石垫高家具、开窗通风和用风扇吹地面、用拖布除去地面水分等措施。

图3　各类地面潮湿比例Fig.3　Ratio of ground

图4　室内最潮湿的月份Fig.4　The most humid month in the

3测量结果分析

3.1地面湿度状况

从4月到7月，对3户住宅的地面潮湿状态进行了5次实地观察，并对放置于室内地面和室内空气中的滤纸含湿量进行了测量，用滤纸含湿量来比较室内空气和地面的湿度。

图5为A户住宅各次测量的湿度比较。从图5可以看出，从4月到7月期间室内空气湿度和地面湿度都经历了从上升到下降的过程，其中4月的室内湿度最小，6月的室内湿度最大，说明室内潮湿状况是一个季节性的过程，当年6月份室内最为潮湿。与4月相比，6月份室内空气湿度增加了67%，地面湿度增加更大，最大增加了143%。各月地面湿度都高于空气湿度，其中4月地面湿度比空气湿度高34%，而在6月23日地面湿度达到了最大值，比空气湿度大一倍。观察显示，此时地面出现了大片湿斑块，至到7月底才逐渐消失，见图6(a)、(b)，说明6月份室内地面出现了较多的水分。

与A户住宅相比较，6月份B户住宅空气湿度与A户住宅接近，地面湿度最大增加了78%，比A户住宅小，观察显示B户住宅室内大面积地面没有明显的潮湿现象，但靠近外墙边角部位有局部湿斑(见图6(c))。C户住宅为生土房，6月份室内空气湿度比两户砖房住宅大12%，地面最大湿度比B户住宅大19%，比A户住宅小18%， C户住宅的三合土地面感觉比较潮(见图6(d))。

图5　A户室内空气和地面湿度Fig.5 Humidity of air and ground in house

图6　地面湿状态Fig.6　State of ground

3.2室内温湿度和地面温度分析

选取6月份室内最潮湿的连续4天(6月17日至20日)数据进行分析。室外平均温度为25.4 ℃，平均湿度为88.5%，属于气候温和而湿度大的天气。此时，3户住宅的室内温度和湿度变化曲线见图7，其中A户住宅的室内平均温度和湿度与室外接近，B户住宅的室内温度最高、湿度最低，平均为26 ℃和86.6%；C户住宅的室内温度最低、湿度最高，平均为24.9 ℃和92%，可见生土房比砖混房的室内温度更低、空气更潮湿。虽然室内、外温度和湿度都比较接近，但地面热惰性大，地面温度的变化滞后于空气温度，使得地面成为室内温度最低的表面，如图8所示，A户住宅的地面平均温度比空气温度低2.2 ℃。在这样的高湿空气和地面温度较低的情况下，水泥地面容易发生凝结现象。

图7　空气温度和湿度Fig.7　Air temperature and

图8　A户室内温度和地面温度Fig.8　Indoor temperature and ground temperature in house

3.3地面凝结分析

利用室内空气温度和湿度测量数据，可以计算出室内空气的露点温度。根据空气温度、湿度与水蒸气分压力的关系，按式(1)计算出空气中的水蒸气分压力[13]，将其看成饱和水蒸气分压力，再由公式计算出的空气温度，即为空气露点温度。

(1)

式中：P为水蒸气分压力，Pa；φ为空气相对湿度，%；t为空气温度，℃。

将室内空气的露点温度与地面温度相比较，可以进行地面凝结判断。图9为最潮湿的连续4 d中3户住宅的室内露点温度和地面温度的变化曲线比较。A户和B户住宅都是水泥地面，由图可见，A户地面温度有较长时间低于空气露点温度，凝结时数比例高达58%，而B户地面温度仅有少数时间低于空气露点温度，凝结时数仅占7%，这与两户住宅地面测量部位湿状态的实际观察结果相一致。C户住宅是三合土地面，具有吸湿性，由图9(c)看出，地面温度仍有较长时间低于空气露点温度，若按水泥地面来判断，凝结时数比例为59%，比较潮湿。

图9　室内露点温度和地面温度Fig.9　Dew point temperature and ground

4地面防潮讨论

农村住宅室内地面潮湿有两方面的因素：一方面是住宅地下水位比较高，地下毛细水的现象明显，地下水会渗透到表面，使地面潮湿；另一方面是室内地面温度低，空气湿度大，当湿空气遇到温度低于其露点温度的地面时，就会发生凝结。目前，农村住宅地面所采取的防潮措施只能隔断地下水渗透，不能解决地面凝结问题。

春夏季节农村住宅地面结露是建筑中的一种大强度的差迟凝结现象[14]，其发生有3个必要条件：室外空气高温高湿、室内地面温度低、室外空气接触室内地面，只要其中一个条件不满足，就不会产生地面凝结现象。

在传统民居中，通常采用三合土和灰土等具有调湿功能材料的地面，减少出现周期性凝结，并进行间歇性通风，根据室外温湿度的变化来决定是否开窗以及开启程度，控制室外高湿空气接触室内低温地面[15]。但对于长时间持续的潮湿天气，按照目前农村居民的生活习惯和住宅的自然通风状况，传统地面吸湿材料在持续高湿的环境下反而会增加湿积累。因此，在梅雨天气，应适当控制通风，减少高湿空气进入室内。

在城市住宅中，针对首层地面凝结的问题，可以采用提高地面温度的保温措施和架空通风措施，其中，最常用的是架空通风地面。但这些措施在夏季高温天气也阻隔了地下低温对室内热环境的有利影响，降低了夏季被动式房间的热舒适性。

5结论

1)对60户农村住宅调查表明，室内普遍存在不同程度的潮湿问题，水泥地面的潮湿比例高达85%以上，室内地面都未采取防结露措施。

2)对典型住宅地面实测结果表明，室内空气和地面的湿度在6月份达到最大，在潮湿天气室内地面温度比空气温度低2 ℃左右，修建较早的住宅室内地面湿度大、凝结时数比例接近60%。

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(编辑胡英奎)

Investigation of condensation on ground of rural residence in Chongqing

Tang Mingfang1，Fang Jinzhong1，Li Jingtao2，Wang Dong1， Song Ping1

(1.Key Laboratory of New Technology for Construction of cities in Mountain Area，Ministry of Education，Chongqing University, Chongqing 400045, P.R. China；2.China CMCU Engineering Corporation, Chongqing 400041, P.R. China)

Abstract:The thermal and wet state on the ground of rural residence in Chongqing were investigated. Investigation of the rural residential and the field survey of typical residential floor were made in the season of spring and summer in Chongqing. The results showed that wet phenomenon appeared on the ground of rural residential mostly, and cement ground had the highest proportion. In June, the indoor air and ground humidity were the highest, and ground temperature was about 2 ℃ lower than the air temperature indoor. In wet weather, hours ratio of condensation on the ground was close to 60% in old residential buildings. Thermal performance of ground for the rural residential building should be improved.

Keywords:rural residence; ground temperature; condensation; thermal environment

doi:10.11835/j.issn.1674-4764.2016.03.018

收稿日期：2015-10-17

基金项目：国家自然科学基金(51478059)

作者简介：唐鸣放(1957- )，女，教授，博士生导师，主要从事建筑节能与热环境研究，(E-mail)tmf@cqu.edu.cn。

Foundation item：National Natural Science Foundation of China (No. 51478059)

中图分类号：TU111.3

文献标志码：A

文章编号：1674-4764(2016)03-0123-06

Received:2015-10-17

Author brief：Tang Mingfang (1957-), professor, doctorial supervisor, main research interest:Building energy saving and thermal environment, (E-mail) tmf@cqu.edu.cn.