重庆装配式民用建筑外围护结构冷凝问题研究

邵培柳

摘 要：以重庆地区装配式民用建筑外围护结构为例，以工程中常采用的外叶和内叶钢筋混凝土厚度，在满足节能关于传热系数的最低要求下，选取聚苯乙烯泡沫塑料保温板、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温板和酚醛保温板三种不同厚度的夹芯外墙板，进行冷凝分析，分析结果表明，三种夹芯外墙板在保温板与内叶墙界面处易于发生冷凝，但不会冷凝。

关键词：重装配式民用建筑；外围护结构；夹芯外墙版；聚苯乙烯泡沫塑料保温板；挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温板；酚醛保温板；冷凝分析

中图分类号：TU111.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）16-0066-03

Abstract： Taking the outer enclosure structure of prefabricated civil buildings in Chongqing area as an example， taking the thickness of reinforced concrete of outer and inner leaves used in engineering as an example， under the lowest requirements of energy saving and heat transfer coefficient， Three kinds of core wall panels with different thickness， polystyrene foam insulation board， extruded polystyrene foam insulation board and phenolic insulation board， are selected for condensation analysis. The results show that， The three kinds of sandwich outer wall panels are easy to be condensed at the interface between the insulation board and the inner leaf wall， but will not be condensed.

Keywords： reassembled civil buildings； exterior enclosure； sandwiched exterior wall panel； polystyrene foam board； extruded polystyrene foam board； phenolic insulation board； condensation analysis

引言

装配式建筑是指将预制构件厂所生产且验收合格的包含梁、板、外墙等建筑构件运输至施工现场进行建筑拼装施工而得的建筑，因其将主要的施工现场移至工厂，很大限度的降低了城市扬尘、噪音、建筑垃圾等现浇混凝土建筑施工带来的环境问题，同时有利于建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能 ，因此应供给侧结构性改革和新型城镇化发展的需求，重庆推广并逐渐将过去多应用于工业建筑的的装配式建筑方式应用到民用建筑中。民用住宅建筑对外围护结构的保温、隔热、防潮等要求更高，良好的预制外围护墙体一方面使室内环境更为舒适，另一方面有助于提高建筑节能性能。而室内室外的温差及湿度差，使得当围护结构内部某处温度低于空气露点温度时，位于围护结构内部或者渗入围护结构内部的水蒸气将冷凝，冷凝水长期滞留将极大降低甚至破坏材料节能性能，影响居住及外围护结构的耐久性 ，因此应对目前普遍采用的节能性能较好的夹芯保温外墙板在高湿地区重庆使用的冷凝问题进行研究。

本文将选用分别聚苯乙烯泡沫塑料保温板、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温板和酚醛保温板三种夹芯外墙板进行外围护结构冷凝计算与验证，为重庆节能外墙板的设计提供依据。

1 冷凝计算方法、方法及参数选取

1.1 围护结构内部是否发生冷凝判断方法

（1）根据室内外统计温度及外围护结构材料的热阻性能按照公式（1）确定外围护结构各界面处计算温度？兹。

？兹=ti-■（Ri+Rc ·i） （1）

式中：ti-室内计算温度（℃）；

te-采暖期室外平均温度（℃）；

Ri-内表面换热阻（m2·K/W）；

Rc ·i-冷凝计算界面至围护结构内表面之间的热阻（m2·K/W）；

R0-围护结构传热阻（m2·K/W）。

（2）根据界面温度？兹，确定外围护结构各层饱和水蒸气分压PS曲线。

（3）根据室内外统计温度、湿度及围护结构材料性能按照公式（2）确定围护结构各层实际水蒸气分压Pm曲线。

Pm=Pi-■（Pi-Pe） （2）

式中：Pe-室外空气水蒸气分压Pa；

Pi-室内空气水蒸气分压Pa；

H0-围护结构的总蒸汽渗透阻（m2·Pa·h/g）；

？撞■■Hj -从室内一侧算起，由第一层到第m-1层的蒸汽渗透阻之和（m2·Pa·h/g）；

（4）当Pm？叟PS时，则围护结构内部实际水蒸气分压曲线与饱和水蒸气分压相交，冷凝发生。

1.2 当围护结构内部发生冷凝时，验算保温材料重量湿度增加是否在允许范围内

当增加的重量湿度在允许范围内时，采暖期后，冷凝水可随时间推移而渐渐向内或向外散发而不至于影响保温材料性能。

通过公式（3），计算保温材料在重量湿度允许增量下的蒸汽滲透阻，与重量湿度实际增量下的蒸汽渗透阻进行比较，来验算重量湿度增加是否超标。

H0.i=■（3）

式中H0.i-冷凝计算界面内侧所需的渗透阻（m2·Pa·/g）；

H0，e-冷凝计算界面至围护结构外表面之间的蒸汽渗透阻（m2·Pa·/g）；

？籽0-保温材料的干密度（kg/m3）；

？啄i-保温材料厚度（m）；

[？驻？棕]-保温材料重量湿度的允许增量（%）；

Z-采暖期天数；

Ps，c-冷凝计算界面处于界面温度？兹对应的饱和水蒸气分压（Pa）；

1.3 参数选取

（1）室内外空气设計计算参数

空气水蒸气分压与空气温度、相对湿度密切相关，对围护结构冷凝与否有直接影响。

室内外设计计算参数参照GB 50176-2016《民用建筑热工设计规范》及GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调剂设计规范》相关条文[3]选取，见表1。

（2）夹芯保温板围护结构材料参数选取，见表3。

表中钢筋混凝土厚度为工程中常采用的厚度，以能满足JGJ 134-2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中规定传热系数限值设置保温板的厚度；将三种保温板分别编号为①、②和③，如表3，后文将以此编号代表相应保温板，根据表3材料参数，得三种外墙板整体参数，详见表4。

2 冷凝计算与分析

2.1 外墙计算界面划分及基础数据计算

根据外墙的构成将计算界面分为4部分，如右图图1所示。

根据公式（1）得各界面温度，查表得各界面饱和水蒸气分压Ps；根据公式（2）得实际水蒸气分压Pm，计算结果见表5。

2.2 结果数据分析

根据表5结果绘制出Ps-Pm曲线，如图2-图4。从图及表中可知，以下规律：（1）三种外墙的各个界面实际水蒸气分压均小于饱和水蒸气分压，不会发生冷凝；（2）三种外墙均在界面3接近冷凝，从接近程度上看，酚醛夹芯外墙板最易接近冷凝，其次聚苯乙烯泡沫塑料夹芯外墙板，挤塑聚苯乙烯泡沫塑料夹芯外墙板最保险。

3 结束语

（1）设计条件下，当采用工程中常用的60mm厚的钢筋混凝土外叶墙和90mm厚的钢筋混凝土内叶墙，并且外围护墙体整体满足节能的传热系数的要求时，本文中的三种外墙均不会发生冷凝。

（2）根据计算结果，设计时，可优先选用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料夹芯外墙板，其次是聚苯乙烯泡沫塑料夹芯外墙板，最后是酚醛夹芯外墙板。

参考文献：

[1]国务院办公厅.国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见[Z].2016.

[2]GB 50176-2016.中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑热工设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[3]GB 50736-2012.中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[4]周默超.中西部地区装配式建筑发展的现状与对策[J].科技创新与应用，2018（05）：195-196.

[5]谭美龄，戴国红，郑芳彤.装配式建筑发展前景与造价研究分析[J].科技创新与应用，2016（16）：247.

[6]何山.基于BIM的装配式建筑全生命周期管理问题探析[J].科技创新与应用，2016（05）：65.

[7]李曾，王彪.混凝土装配式住宅建筑施工技术探讨[J].科技创新与应用，2018（01）：61-62.