建筑物理(热)-4 外围护结构的传湿与防潮
(完整版)建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第4章
第四章 外围护结构的湿状况习 题4-1、围护结构受潮后为什么会降低其保温性能，试从传热机理上加以阐明。
答：材料的导热系数是固体〉液体〉气体，当围护结构受潮后原来围护结构中的水蒸气就以液态凝结水的形式存在于围护结构中，使围护结构的导热系数增大，保温能力降低。
4-2、采暖房屋与冷库建筑在蒸汽渗透过程和隔汽处理原则上有何差异？答：对于采暖房屋蒸汽渗透过程是从室内向室外，而对于冷库建筑蒸汽渗透过程是从室外向室内的过程。
在设置隔汽层时，隔汽层应布置在蒸汽流入的一侧，所以对采暖房屋应布置在保温层内侧，对于冷库建筑应布置在隔热层外侧。
4-3、试检验图4-12中的屋顶结构是否需要设置隔汽层。
已知：ti=18℃，ψi=65%；采暖期室外平均气温t α=-5℃；平均相对湿度ψα=50%；采暖期Ζh= 200天，加气混凝土容重γ0=500kg/m3。
解：1）计算各层的热阻和水蒸汽渗透阻材料层 dλR=d/λμ*104H=d/μ*104二毡三油 0.01 0.17 0.059 0.075 水泥砂浆 0.02 0.93 0.022 0.9 0.02 加气混凝土 0.06 0.19 0.275 1.99 0.03 水泥砂浆 0.01 0.93 0.011 0.9 0.01 钢筋混凝土板 0.031.740.017 0.1580.19R=0.384H=0.25*104由此可得：R 0=0.11+0.384+0.04=0.534 H 0=2500 2）计算室内外空气的水蒸汽分压力ti=18℃ ps=2062.5pa 则pi=2062.5×65%=1340.6pa ti=-5℃ ps=401.3pa 则pi=401.3×50%=200.7pa 3）计算围护结构各层的温度和水蒸汽分压力3.13)518(534.011.018=+⨯-=i θ ℃ pa p i s 5.1526,=5.12)518(534.0017.011.0182=+⨯+-=θ ℃pa p s 2.14492,=1.12)518(534.011.0017.0011.0183=+⨯++-=θ ℃pa p s 5.14103,=2.0)518(534.011.0275.0017.0011.0184=+⨯+++-=θ ℃pa p s 9.6194,=5.1)518(534.0022.0059.0534.0185-=+⨯---=θ ℃pa p s 0.5405,=5.2)518(534.0059.0534.018-=+⨯--=e θ ℃pa p e s 0.496,=pa p i 6.1340=pa p 3.474)7.2006.1340(250019006.13402=-⨯-= pa p 7.428)7.2006.1340(250010019006.13403=-⨯+-=pa p p 9.291)7.2006.1340(250030010019006.134054=-⨯++-==pa p e 7.200=做出ps 和p 的分布线，两线不相交，说明不需设置隔汽层。
第四章建筑围护结构的传湿与防潮
围护结构的蒸气渗透
在外围护结构的 两侧存在水蒸气分压 力差（即室内外空气 的水蒸气含量不等时） 水蒸气分子将从压力 较高的一侧通过围护 结构向较低的一侧渗 透扩散。
稳态下纯蒸气渗透过程的计算与稳传 热的计算方法是完全相似的。
几种常见材料的蒸气渗透系数 g/(mhPa)：
玻璃和金属：不透蒸气 油毡：1.35×10-6 钢筋混凝土：1.58×10-5 加气混凝土：1×10-4 灰砂砖砌体：1.05×10-4 玻璃棉、岩棉：4.88×10-4 垂直空气间层：1.01×10-3
λ R=d/λ μ
H=d/ μ
1 石灰砂浆 0.02 0.81 0.025 0.00012 166.67
2 泡沫混凝 0.05 0.19 0.263 0.000199 251.51
土
3 振动砖板 0.14 0.81 0.173 0.0000667 2098.95
Σ
0.461
2517.13
由此得： R0=0.11+0.461+0.04=0.611m2·K/W H0=2517.13m2·h·Pa/g
24.6℃
2
22
0.11 0.139 0.633
(22
24.6)
3.7℃
3
22
0.11
0.139 0.633
0.263
(22
24.6)
15.7℃
4
22
0.11 0.139 0.263 0.633
0.022
(22
24.6)
17.3℃
e
湿源
围护结构中材料含湿； 施工过程中进入结构材料的水分； 雨雪作用渗透； 使用管理中的水分； 从土壤渗透进入围护结构； 材料吸湿作用从空气中吸收的水分；
第4章 建筑围护结构的传湿讲解
保温地面（地暖）
架空地面
吸湿相变材料在建筑围护结构中的应用研究,对于 建筑材料的物理性能和建筑围护结构保温隔热性 能的应用具有非常重要的意义。氯化钙作为吸湿 相变材料、价格便宜以及具有凝固点低、吸湿性 强、易潮解、低温相变等性质在工业中获得了大 量的应用。但在建筑工程中过去常见的是利用氯 化钙能加速混凝土的硬化、缩短固化时间并增加 砂浆的耐寒能力的特性用作水泥施工的硬化剂。 结合建筑物所处自然气候条件，充分利用氯化钙 的吸湿性质及相变特性制造一些建筑材料应用于 建筑围护结构，可以实现对室外太阳辐射的转化 和控制、降低室内空气温度和湿度、改善建筑室 内热环境，达到节约能源、再生能源的利用和实 现可持续发展的目的。
2)高湿房间 一般是指冬季室内空气温度处于18—20℃以上，而
相对湿度高于75％的房间。对于此类建筑应尽量防止表 面显潮和滴水现象，以免结构受潮和影响房间使用质量。
当房屋在使用中处于短暂或间歇性高湿状况时，为 避免围护结构内表面冷凝水形成水滴下落，内表面可采用 吸湿能力强又耐潮湿的饰面层。在凝结期，水分被饰面层 所吸收，待房间比较干燥时，水分又从饰面层蒸发出去。
但有时并不一定是最妥善的办法，因为隔汽层的 隔汽质量在施工和使用过程中难以保证。为此， 在围护结构中设置通风间层或泄汽通道。
4）冷侧设置密闭空气层
4.3夏季结露与防止措施
在我国广大南方地区，由于春季大量的降水， 春夏之交气温骤升骤降，变化幅度甚大，加 之空气的湿度大，当空气温度突然升高时， 某些表面特别是地面的温度将处于露点温度 之下，于是出现了泛潮现象。
实质就是看该处的空气是否过饱和
习惯上把这个最易 出现冷凝、而且凝 结最严重的界面， 叫做围护结构内部 的“冷凝界面”
建筑物理 1-4
（2）、降低室内的绝对湿度： ）、降低室内的绝对湿度 ）、降低室内的绝对湿度：
A、控制室内的产湿源； B、为湿气逸出提供出路。
）、高湿房间处理 （3）、高湿房间处理： ）、高湿房间处理：
蒸汽渗透阻 蒸汽渗透系数
a
c
H1 < H2
b
1 >2
建筑物ห้องสมุดไป่ตู้——热工 热工 建筑物理
第三节 防止和控制冷凝的措施
问题： 问题：冬季在北京某宾馆多个房间的外墙角处发现 墙皮受潮剥落，试分析原因？ 墙皮受潮剥落，试分析原因？ 一、防止和控制表面冷凝 1、表面冷凝会导致表面受潮 、
Wc.o = 24 Wc.Zh g/m2 Zh--------采暖期天数.
3、采暖期内保温层材料湿度的增量： 、采暖期内保温层材料湿度的增量：
W = 24 Wc Zh / ( 1000δi.γi ) ×100% δi--------.保温层厚度, γi ------保温材料的容重. 保温材料湿度增量允许值： 聚苯乙烯：15% 加气混凝土：4%。
建筑物理——热工 热工 建筑物理
思考： 思考： 夏季房屋内结露、返潮的原因是什么？ 夏季房屋内结露、返潮的原因是什么？ （P114）
建筑物理——热工 热工 建筑物理
夏季结露、 第四节 夏季结露、地面泛潮的防止和控制
2、水蒸汽渗透规律： 、水蒸汽渗透规律：
ω = （Pi-Pe ）/ Ho ω----蒸汽渗透强度（g/（m2.h）
Ho------围护结构总蒸汽渗透阻（m2.h. Pa / g）
围护结构的防潮设计
措施一：提高隔汽层的隔汽能力，减少进入该界面的水蒸气量； 措施二：在砖墙上设置泄气口，使水蒸气流很容易排出。
1—石膏板条粉刷 2—隔汽层 3—保温层 4—空气间层 5—砖砌层 图4-33 内墙冷凝分析检验
2．设置隔汽层
经内部冷凝验算必须设隔汽层时，可在保温层水蒸气流入的一侧设置隔汽层， 如沥青、卷材或隔汽涂料等，如图4-34所示。
设置通风间层或泄气沟道，特别适用于夏热冬冷及部分夏热冬暖地区的墙体 以及屋面结构。由于通风间层与外界空气相通，对屋面保温有不利影响，所以在 严寒地区和寒冷地区应当慎用。
（a）冬季冷凝受潮
（b）夏季蒸发干燥
图4-35 有通风间层的围护结构
1.3 空调节能建筑围护结构防潮设计
根据设计实践经验，空调建筑围护结构的防潮措施主要有：
建筑节能设计
围护结构的防潮设计
1．采取房间表面受潮分析
在采暖期内，采暖房间一般并不结露。通常，采暖期间房间温度20℃的含湿 量为50%～ 60%，露点温度一般为8.7 ～12.4℃。采暖时墙面温度随房间温度升高， 即使传热阻不大也未必结露。为防止墙体表面发生结露，房间温度越高越好，而 湿度越低越好。为防止发生结露，最好采用连续采暖方式，且应使用不散湿的采 暖设备。
（a）内保温水蒸气易进难出出现冷凝
（b）外保温水蒸气难进易出不出现冷凝
图4-32 材料布置层次对内部冷凝的影响
由此可见，材料层次的布置应尽量使水蒸气渗透的通路形成“难进易出”。 设计中也可根据“难进易出”的原则分析和检验所设计的构造方案内部的冷凝情 况。
如图4-33所示外墙结构，其内部可能出现冷凝的危险界面是隔汽层内表面和砖 砌体内表面。如果界面a出现冷凝水，可增加外侧的保温能力，以提高该界面的温 度；如果界面b出现冷凝水，可采取以下两种措施。
建筑物理(热)-4 外围护结构的传湿与防潮
Pm P i
H
j 1Βιβλιοθήκη m 1jH0
(P i P e)
4.建筑围护结构的传湿与防潮 4.1 建筑围护结构的传湿 4.1.3 内部冷凝的检验
◆经判别若出现内部冷凝时，可按
下述近似方法估算冷凝强度和采暖 期保温层材料湿度的增量。
◆ 冷凝界面
2 采暖期内保温层材料湿度(重量湿度)的 g/m 增量为：
?
c,0 24c Zh
c,0
1000di i
100(%)
百分比，重量 湿度
换算系数，g→kg
24c Z h 100(%) 1000d i i
保温层厚度，m
保温材料的干密度，kg/m3
应指出，上述的估算是很粗略的，当出现内部冷凝后，必须考虑冷凝范围内的液 相水分的迁移机理，方能得出较精确的结果。
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
单位：g/m· h· Pa
油毡
μ=0.00018
静止空气
μ=0.018
不渗透蒸汽
玻璃棉
μ=0.065
玻璃和金属
垂直空气间层和热流由下向上的水平间层
μ=0.135
应指出，材料的蒸汽渗透系数还与温度和相对湿度有关， 计算中采用的是平均值。
1 Pi Pe H0
蒸汽渗透强度， g/(m2· h) 围护结构的总蒸汽渗透阻, m2· h· Pa/g 室内空气的水蒸 气分压力, Pa 室外空气的水蒸 气分压力,Pa
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案.doc
第二章建筑围护结构的传热原理及计算习题2-1、建筑围护结构的传热过程包括哪几个基本过程，几种传热方式？分别简述其要点。
答：建筑围护结构传热过程主要包括三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。
表面吸热一一内表面从室内吸热（冬季），或外表面从事外空间吸热（夏季）结构本身传热一一热量由高温表面传向低温表面表面放热一一外表面向室外空间散发热量（冬季），或内表面向室内散热（夏季）2-2、为什么空气间层的热阻与其厚度不是成正比关系？怎样提高空气间层的热阻？答：在空气间层中，其热阻主要取决于间层两个界面上的空气边界层厚度和界面之间的辐射换热强度。
所以，空气间层的热阻于厚度之间不存在成比例地增长关系。
要提高空气间层的热阻可以增加间层界面上的空气边界层厚度以增加对流换热热阻；或是在间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料以增加辐射换热热阻。
2.3、根据图2.17所示条件，定性地作为稳定传热条件下墙体内部的温度分布线，应区别出各层温度线的倾斜度，并说明理由。
已知入3〉XI）入2。
答：由q =-普可知，由于是稳定传热，各壁面内的热流都相同，当人值越大时，dx各壁层的温度梯度丝就越小，即各层温度线的倾斜度就越小。
dx2-4、如图2.18所示的屋顶结构，在保证内表面不结露的情况下，室外外气温不得低于多少？并作为结构内部的温度分布线。
已知：ti=22°C, 4）i=6O%, Ri= 0.115m2*k/W, Re=0.043 m2*k/Wo解：由ti=22"C,虬=60% 可查出Ps=2642.4Pa贝p = Ps x/=26424x0.6 = 158544/pa可查出露点温度七=13.88 °C要保证内表面不结露，内表而最低温度不得低于露点温度1）将圆孔板折算成等面积的方孔板-d2 =a2 a = 0.091m42）计算计算多孔板的传热阻有空气间层的部分（其中空气间层的热阻是0.17）=四竺 +0.17 +丝竺• + 0.11 + 0.04 = 0.35 （m2 K）/W01 1.74 1.74无空气间层的部分% =停 + 0.11+0.04 = 0.24 （m2-K）/W3）求修正系数0 097A, =1.74 W/（m K）%=号言=0.57 W/（m K）-0.15x0.93 = 0.143（麻./Q/W所以修正系数取0. 934）计算平均热阻0.097+0.053 0.097 0.053 0.35 * 0.245） 计算屋顶总的传热系数D 0.010.02 0.05 n 1 n 1 -八 / 2 r>r\ /II/ R = ------ + ------- + ------ + 0.143 + 0.15 = 0.63 （m - K ）/W0.17 0.93 0.196） 计算室外温度t — ttj — 2 2 - 22— 13.88R ~ Rj 0.63 一Ojl得 te=-24.79°C 由此可得各层温度是0 F 3. 45°C 02=-15. 92°C0 3=-17. 5°C 0 e=-21.84°C可画出结构内部的温度分布线。
4 建筑物理 建筑热工学 第四章 建筑外围护结构的传湿与防潮-第3-4周 (1)
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• 材料的吸湿机理：
• 低湿度时以单分子吸湿为主；中等湿度时以多分子吸湿为 主；高湿度时以毛细吸湿为主。
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4.2 外围护结构中水分的迁移
• 材料内部如果存在水蒸气的分压力差或存在湿度 差和温度差，就会发生材料内部的湿迁移。 • 湿迁移有两种方式：水蒸气的扩散（汽态）和水 分的毛细渗透（液态）。
• 当材料有吸湿能力时，其内部的水分称为吸附水， 它的迁移方式是先蒸发，后扩散。
• 当材料的吸湿能力达到饱和时，其内部的水分称为 自由水，它的迁移是以毛细渗透的方式进行的。
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4.2.1 通过围护结构的蒸汽渗透
• 定义：当室内外空气中的含湿量不等，也就是围护结构的 两侧存在着水蒸气分压力差时，水蒸气分子就会从分压力 高的一侧通过围护结构向分压力低的一侧渗透扩散或迁移， 这种传湿现象叫蒸气渗透。 • 如果围护结构的设计不当，就会 引起围护结构内部出现冷凝受潮甚 至出现冻结的现象。
• 进出某一界面的蒸汽渗透强度之差称为截面处的冷凝强度。 Ps,c:饱和水蒸气分压力
C A B
H
d
PA PS ,C H o ,i
PS ,C PB H o ,e
ωC——界面处的冷凝强度，g/ (m2·h）。 ωA、ωB——界面两侧的蒸汽渗透强度，g/(m2·h)； PA——分压力较高一侧空气的水蒸气分压力，Pa； PB——分压力较低一侧空气的水蒸气分压力，Pa； Psc——冷凝界面处的饱和水蒸气分压力，Pa； Ho,i——在冷凝界面蒸汽流入一侧的蒸汽渗透阻 （m2·h·Pa）/g； Ho,e——在冷凝界面蒸汽流出一侧的蒸汽渗透阻 （m2·h·Pa）/g 。
建筑围护结构热湿传递
• 发达国家寒冷地区的住宅则多装有充惰性气体的多层玻璃窗
• 大型公共建筑
• 我国大型公共建筑多采用有色玻璃或反射镀膜玻璃。部分新建筑采用lowe玻璃 • 发达国家大型公共建筑多采用高绝热性能的low-e玻璃
第二节 建筑围护结构的热湿传递
• 通过透光围护结构传入室内的显热包括：通过玻璃板壁的热传导 和透过玻璃的日射辐射得热 • 通过透光外围护结构的传热得热量：
w K v ( Pout Pin )
• 水蒸气渗透系数Kv
Kv 1
i 1 1 in vi a out
1
第二节 建筑围护结构的热湿传递
• 第n层材料层外表面的温度tn
i t n t a ,in K (t a ,in t a ,out )( ) in i 1 i
长波辐射
• 夜间除了通过玻璃
窗的热传导外还有 向外的长波辐射 • low-e玻璃可以减少 夜间的辐射散热
导热和 自然对 流换热
长波 辐射
对流换热
室内表面 对玻璃的 长波辐射
第二节 建筑围护结构的热湿传递
• 透过标准玻璃的太阳辐射得热SSG
• 透过单位面积玻璃或透光材料的太阳辐射得热量：
HGglass , I Di glass ,Di I dif glass ,dif
x 0
in [t ( , ) ta,in ( )] x j j [T ( , ) T ( )] Qshw
j 1
t ( x) x
x
第二节 建筑围护结构的热湿传递
• 利用室外空气综合温度来代替围护结构外侧空气温度，则x=0时 边界条件简化为：
• 得热量与通过透光围护结构实际进入 室内的热量之间有差别
建筑物理课后习题答案
习题1-1、构成室内热环境的四项气候要素是什么？简述各个要素在冬（或夏）季，在居室内，是怎样影响人体热舒适感的。
答：（1）室内空气温度：居住建筑冬季采暖设计温度为18℃，托幼建筑采暖设计温度为20℃，办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。
这些都是根据人体舒适度而定的要求。
（2）空气湿度：根据卫生工作者的研究，对室内热环境而言，正常的湿度范围是30-60%。
冬季，相对湿度较高的房间易出现结露现象。
（3）气流速度：当室内温度相同，气流速度不同时，人们热感觉也不相同。
如气流速度为0和3m/s时，3m/s的气流速度使人更感觉舒适。
（4）环境辐射温度：人体与环境都有不断发生辐射换热的现象。
1-2、为什么说，即使人们富裕了，也不应该把房子搞成完全的“人工空间”？答：我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境，它要求人有袍强的适应能力。
而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境，会导致人的生理功能的降低，使人逐渐丧失适应环境的能力，从而危害人的健康。
1-3、传热与导热（热传导）有什么区别？本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同？答：导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动，热量由高温向低温处转换的现象。
纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。
围护结构的传热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。
严格地说，每一传热过程部是三种基本传热方式的综合过程。
本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程，同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程。
对流换热是对流与导热的综合过程。
而对流传热只发生在流体之中，它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。
1-4、表面的颜色、光滑程度，对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面，在辐射传热方面，各有什么影响？答：对于短波辐射，颜色起主导作用；对于长波辐射，材性起主导作用。
如：白色表面对可见光的反射能力最强，对于长波辐射，其反射能力则与黑色表面相差极小。
建筑物理第五讲：第四章：建筑防潮设计
常用隔汽材料的实有蒸汽渗透阻可以查（P119）表5-3得出。 冷库建筑外围护结构的隔汽层的蒸汽渗透阻应满足下式： Hγβ=1.6Δp (室内外水蒸汽分压力差)
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（2）隔汽层应布置在蒸汽流入（常年高湿）一侧
隔蒸汽层可用沥青、 油毡或铝箔等做成，需 做得十分严密。
左图：表示了房间隔汽 层的设置方式，隔汽层 设在常年高湿一侧
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设置隔汽层应注意两点
（1）保证围护结构内部正常湿状况所必需的蒸汽渗透阻。
:要求围护结构必须有一定的蒸气渗透阻!
根据采暖期间保温层内湿度的允许增量，有下式确定冷凝计算界 面内侧所需的蒸气渗透阻：
当实有渗透阻小于计算渗透 阻时，应设 隔汽层或提高 已有隔汽层的隔气能力。
H i ,min
pi ps ,c 10 i di ps ,c pe 24Z h H 0,e
措施： 架空层防结露、空气层防结露、材料层防结露、 呼吸防结露、密闭防结露、通风防结露、空调防结 露
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XYH 自粘、低温自粘橡胶沥青防水卷材 SBS 改性沥青防水卷材 APP 改性沥青防水卷材 SBC120 聚乙稀丙纶防水卷材 YH201 水基高强防水涂料 XYH 高聚物防水涂料 JS 防水涂料 聚氨酯防水涂料 YH221 高级交联纳米外墙乳胶漆 YH222 高级交联纳米内墙乳胶漆
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4、外墙内设密闭空气间层
对采用内保温做法的
外墙，在保温层与外侧结 构层之间设密闭的空气间 层，由于空气间层两侧存 在蒸汽分压力差，使蒸汽 由处于高温一侧的保温层 表面引向低温一侧的结构 层表面，凝结的水分附着 于结构层上而不能进入保 温层内，从而使保温层处 于干燥。
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5.3.3地面泛潮的防止和控制
建筑物理第三版(柳孝图)中国建筑工业出版社课后习题答案1.4章
建筑物理第三版（柳孝图）课后习题答案 1.4 章1. 建筑防热的途径主要有哪些？答：建筑防热的途径有：(1) 减弱室外的热作用。
(2) 窗口遮阳。
(3) 围护结构的隔热与散热。
(4) 合理地组织自然通风。
(5) 尽量减少室内余热。
2. 何谓室外综合温度？其物理意义是什么？它受哪些因素的影响？答：（1) 室外综合温度的定义室外综合温度是指以温度值表示室外气温、太阳辐射和大气长波辐射对给定外表而的热作用。
(2) 室外综合温度的物理意义一般用室外综合温度计算出建筑外围护结构的热性能、建筑冷负荷和热负荷。
(3) 室外综合温度受影响的因素主要受到室外空气温度、围护结构外表面对太阳辐射的吸收率、太阳辐射照度、围护结构外表面与环境的长波辐射换热量、围护结构外表面的对流换热系数等的影响。
3. 由【例 1. 4-2 】可知，该种构造不能满足《规范》规定的隔热要求。
拟采取的改善措施是：（a) 在钢筋混凝土外侧增加20mm厚的苯板（即聚苯乙烯泡沫塑料，下同）；(b) 在钢筋混凝土内侧增加20mm 厚的苯板。
试分别计算这两种构造方案的内表面温度是否能满足要求？哪种构造方案的效果更好？己知：苯板的热工指标为：干密度P o=30kg / m3；导热系数入=0. 042W / (m -K) ；蓄热系数S24=0. 36W / (m2 ? K) 。
答：略4. 冬季保温较好的围护结构是否在夏季也具有较好的隔热性能？试分析保温围护结构和隔热围护结构的异同。
答：（1)对于冬季保温较好的围护结构不一定在夏季也具有较好的隔热性能。
因为冬季保温的效果主要取决于围护结构的热阻，而夏季隔热则与围护结构的热惰性指标、蓄热性能密切相关。
(2)保温围护结构和隔热围护结构的异同①相同之处在于围护结构的保温隔热对热阻都有一定的要求；围护结构的保温隔热对热惰性指标也应该满足在谐波热作用下保证有足够的热稳定性的要求。
②不同之处之在于围护结构保温的设计指标主要是热阻。
第四章-建筑围护结构的传湿与防潮
２ 、设置隔汽层
保证围护结构内部正常湿状况所必需的蒸汽渗透阻：根据
采暖期间保温层内湿度的允许增量，可算出冷凝计算界面 内侧所需的最小水蒸汽渗透阻为
H i,min
Pi Ps,c
10di i[] Ps,c
Pe
24Z h
H 0,e
隔汽层应布置在蒸汽流入的一侧，对于采暖房屋应布置在 保温房内侧，对于冷库建筑应布置在隔热层外侧。
蒸汽渗透系数表明材料的透汽能力，与材料的密实程度有关， 材料的孔隙越大，透汽性就越强。蒸汽渗透系数还与温度和相 对湿度有关，计算中采取平均值。
围护结构内外表面的水蒸汽分压力可近似的取为 围护结构内任一层内界面上的水蒸汽分压力
Pi和Pe
。
m1
Hj
Pm
Pi
j 1
H0
(Pi Pe )
m 2,3,4n
在目前的建筑设计中，按稳定条件下单纯的水蒸汽渗透 过程考虑围护结构的湿状况。即在计算中，室内外空气的 水蒸汽分压力为不随时间变化的定值，且不考虑围护结构 内部液态水分的转移和热湿交换过程之间的相互影响。
在稳定条件下通过围护结构 的蒸汽渗透量，与室内外的水 蒸汽分压力差成正比，与渗透 过程中受到的阻力成反比，即
在蒸汽渗透的途径中，若材料的蒸汽渗透系数出现由大变小的 界面，水蒸汽至此最易发生冷凝现象，这一界面称为冷凝界面。
当出现内部冷凝时，冷凝界面处的水蒸汽分 压力已达到该界面温度下的饱和水蒸汽分压 力，界面处的冷凝强度为
c
1
2
PA Ps,C H 0,i
Ps,C PB H 0,e
采暖期内总的冷凝量的近似估算值为
湿地面：面层材料的密度较大，表面蓄热能力较强，气温 变化下表面温度波动较平缓；表面温度与气温的差额较大， 容易产生冷凝；不会吸收表面上的凝结水，表面潮湿。 吸湿地面：面层材料具有微孔，会吸收表面上的冷凝水， 表面不会泛潮。 干地面：表面温度紧跟气温变化，相对湿度要十分接近饱 和时才有可能产生少量的表面冷凝。
建筑物理-4建筑围护结构的传湿与防潮
与“对流换热热阻”类比 与“导热热阻”类比
由于围护结构内外表面的湿转移阻，与结构材料层的蒸 汽渗透阻本身相比是很微小的，所以在计算总蒸汽渗透
阻时可忽略不计。
围护结构内外表面的水蒸气分压力可近似取为Pi和Pe，围
护结构任一层的内界面上的水蒸气分压力计算公式：
Pm Pi
外围护结构的湿状况主要决定于下列因素：
1. 用于结构中的材料的原始湿度 ；
2. 施工过程中进入结构材料的水分； 3. 由于毛细管作用，从土壤渗透到围护结构中的水分； 4. 由于受雨、雪的作用渗透到围护结构中的水分；
5. 使用管理中的水分，生产过程中使用水，使地板和墙的 下部受潮。 6. 由于材料的吸湿作用，从空气中吸收的水分； 7. 空气中的水分在围护结构表面和内部发生冷凝。
应指出，上述的估算是很粗略的，当出现内部冷凝后，必须考虑冷凝范围内的液 相水分的迁移机理，方能得出较精确的结果。
4.1 建筑围护结构的传湿
---4.1.3内部冷凝的检验
例4-1 试检验图4-6所示的外墙结构是否会产生内部冷 凝，若产生冷凝，试计算冷凝强度。已知ti=16℃， φi=60% ，采暖期室外平均气温te= - 4.0℃ ，平均相对 湿度 φi=50%。
◆湿度过大使围护结构发生冷凝的可能增大，会 影响其热工性能
第4章
建筑围护结构的传湿与防潮
◆冷凝：当物体表面温度低于与之相接触的空气 露点温度时，出现冷凝水的现象。
◆外围护结构的冷凝可分两种情况：
表面凝结 内部凝结
第4章
建筑围护结构的传湿与防潮
表面凝结，就是在外围护结构表面上出现凝结水， 其原因是由于水蒸气含量较多而温度高的空气遇到 冷的表面所致；
围护结构系统节能-防潮
2.4.3 夏季结露与防止措施
3）材料层防结露-采用热容量小的表面材料 4）呼吸防结露-利用材料的吸湿性能和呼吸作用 5）密闭防结露-室外温湿度骤升时关闭门窗 6）通风防结露-白天关窗，晚上通风换气 7）空调防结露-具有除湿降温作用
2.4.1 围护结构的传湿
2.4.1 围护结构的传湿
2.4.1 围护结构的传湿
2 围护结构中的水分转移 原因：材料内部压力差，温度差，湿度差 材料内部水的存在形式：气态，液态，固态 材料内部水的转移相态：气态，液态 ·材料湿度低于最大吸湿湿度：蒸发-气态转 移 ·材料湿度低于最大吸湿湿度：自由水渗透
2.4.3 夏季结露与防止措施
4.地面结露的原因 ·气象和结构的热工性能两方面的原因。不同地面 的泛潮程度分析：
2.4.3 夏季结露与防止措施
1）湿地面-与空气温差2℃，相对湿度达80%-90%就 会产生表面凝结 2）吸湿地面-与空气温差1-1.5℃，相对湿度达 90%-95%时会产生表面凝结 3）干地面-与空气温差1-1.5℃，相对湿度达100% 时会产生表面凝结
外围护结构受潮的原因
1）材料的原始湿度 2）施工过程进入的水分 3）从土地渗透到围护结构中 4）雨雪作用渗透进入的水 5）使用管理中的水 6）材料的吸湿作用从空气中吸水 7）空气中的水分在围护结构表面和内部凝结
2.4.1 围护结构的传湿
1 材料的吸湿特性 ·材料会从空气中逐步吸收水蒸汽而受潮。 材料的吸湿。（含水率） ·温度一定时，周围环境的相对湿度越高， 材料的平衡含水率越高。 ·相对湿度一定时，温度越低，材料的平衡 含水率越高
3. 内部冷凝的检验
M173北京建筑大学快题考研-第四章外围护结构的湿状况
a 12 3
b 45
压力PS，a。若在分压力差
（气从P量该i—小界Ps于 面,a）在 向下分 外进压流入力出a（的界P蒸面s,a汽的-P量水e），蒸下
则在界面a处就不会出现冷凝水，
反之则会产生冷凝。
小结：流入a面的水蒸气量是否 小于流出a面的水蒸气量：
若小于，则不会冷凝，反之将 产生冷凝。
比） 其中；
1 H0
Pi
Pe
ω—蒸气的渗透强度, g/（m2·h）
H0— 围 护 结 构 的 总 蒸 汽 渗 透 阻 ， m2·h·Pa/g
Pi—室内空气的水蒸气分压力，Pa; Pe—室外空气的水蒸气分压力，Pa;
围护结构的总蒸汽渗透阻：
H0
H1
H2
d1
1
d2
2
dm— 任一分层的厚度，m. μm—任一分层材料的蒸汽渗透系数
汽侵入。
（1）、正常湿度的房间
一般不会出现表面冷凝现象。围护结构内表 面宜采用蓄热特性系数较大的材料。
（2）、高湿房间
一般是指冬季室内相对湿度高于75％（相应的 室温在18～200C以上）房间。应尽量防止产生表 面冷凝和滴水现象。例如浴室、洗染间等。应在 围护结构的内表面增设吸湿能力强且本身又耐潮 湿的涂层和饰面层。（目前市场上已有一种SWA 的高吸水性的树脂，其吸湿能力可达600g/m2）. 而对于连续处于高湿条件下，又不允许屋顶内表 面的凝水滴落到设备和产品的房间，可设吊顶， 将滴水引走。
2、 设置隔汽层
在保温层蒸汽流入的一侧设置隔汽层
（如沥青或隔汽涂料等）这样可使水蒸汽流
抵达低温表面之前，水蒸气分压力已得急剧
的下降，从而避免内部冷凝的产生。
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4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
与“对流换热热阻”类比 与“导热热阻”类比
由于围护结构内外表面的湿转移阻，与结构材料层的蒸 汽渗透阻本身相比是很微小的，所以在计算总蒸汽渗透
阻时可忽略不计。
围护结构内外表面的水蒸气分压力可近似取为Pi和Pe，围
1. 用于结构中的材料的原始湿度 ； 2. 施工过程中进入结构材料的水分；
3. 由于毛细管作用，从土壤渗透到围护结构中的水分；
4. 由于受雨、雪的作用渗透到围护结构中的水分； 5. 使用管理中的水分，生产过程中使用水，使地板和墙的下部受潮。
6. 由于材料的吸湿作用，从空气中吸收的水分；
7. 空气中的水分在围护结构表面和内部发生冷凝。
空气湿度 材料的等温吸湿曲线
4.建筑围护结构的传湿与防潮 4.1 建筑围护结构的传湿 4.1.1 材料的吸湿特性 建筑材料吸收的水分，是
靠着水分子与材料骨架表 面分子之间的分子作用力， 以及水的表面张力作用保 持在材料内部。 水分子与材料固体骨架之间 的结合能量取决于材料含水 量的多少。当含水量很低时， 水分子与材料的结合是非常 牢固的。在严重受潮的材料 中，结合就较弱，所以水分 较易自由的迁移。
重量湿度
“S”形曲线
一状态（一定的气温和一定的相对
湿度）的空气处于热湿平衡时，
材料的吸湿特性，可用材料的等温 吸湿曲线表征，如图。
亦即材料的温度与周围空气 温度一致（热平衡），试件的 重量不再发生变化（湿平衡）， 这时的材料湿度称为平衡湿 度。 ◆材料的吸湿强度在相对湿度 相同的条件下，随温度的降低 而增加。
(3)根据P和Ps线相交与否判定围护结构内部是否出现冷凝。
Pm P i
H
j 1
m 1
j
H0
(P i P e)
4.建筑围护结构的传湿与防潮 4.1 建筑围护结构的传湿 4.1.3 内部冷凝的检验
◆经判别若出现内部冷凝时，可按
下述近似方法估算冷凝强度和采暖 期保温层材料湿度的增量。
◆ 冷凝界面
显然，当出现内部冷凝时，冷凝界 面处的水蒸汽分压力已达到该界面 温度下的饱和水蒸汽分压力Ps,c。
分压力较高一侧空 气的水蒸汽分压力， Pa
1 2
冷凝界面处的饱和 水蒸汽分压力，Pa 分压力较低一侧空 气的水蒸汽分压力， Pa
则，冷凝强度为：
c 1 2
PA Ps ,c H 0 ,i
干燥状态
吸水状态
材料的吸湿：把一块干的材料试件臵于湿空气 中，材料试件会从空气中逐步吸收水分（空气 中的水蒸气）而变潮，这种现象称为材料的吸 湿。
材料的吸湿特性用平衡湿度来表示。
4.建筑围护结构的传湿与防潮 4.1 建筑围护结构的传湿 4.1.1 材料的吸湿特性 平衡湿度：当材料试件与某
最大吸湿湿度
围护结构的总蒸汽渗透阻
H 0 H1 H 2 H 3 H m
1
d1
2
d2
3
d3
m
dm
围护结构的蒸汽渗透过程
H0 ——围护结构的总蒸汽渗透阻,m2· h· Pa/g
dm
——任一分层的厚度，m
h· Pa m ——任一分层材料的蒸汽渗透系数， g/m·
表明材料的透气能力，与材料的密实程度有关。 材料孔隙率越大，透气性越强。
1 Pi Pe H0
蒸汽渗透强度， g/(m2· h) 围护结构的总蒸汽渗透阻, m2· h· Pa/g 室内空气的水蒸 气分压力, Pa 室外空气的水蒸 气分压力,Pa
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
1 Pi Pe H0
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
材料内所包含的水分，可以以三种形态存在：气态 （水蒸气）、液态（液态水）和固态（冰）。
在材料内部可以迁移的只是两种相态：一种是气态
的扩散方式迁移（又称水蒸气渗透）；一种是以液
态水分的毛细渗透方式迁移。
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
单位：g/m· h· Pa
油毡
μ=0.00018
静止空气
μ=0.018
不渗透蒸汽
玻璃棉
μ=0.065
玻璃和金属
垂直空气间层和热流由下向上的水平间层
μ=0.135
应指出，材料的蒸汽渗透系数还与温度和相对湿度有关， 计算中采用的是平均值。
图4-6 外墙结构
1-石灰砂浆 20 2-泡沫混凝土 （ρ=500kg/m3）50 3-振动砖板 140
（2）计算室内外空气的水蒸汽分压力
（3）计算围护结构内部各层的温度和水蒸汽分压力
（4）计算冷凝强度
5分钟！
4. 建筑围护结构的传湿与防潮
◆ 所以在设计之初，应分析所设计的构造方案是否会产生内部冷凝现象， 以便采取措施加以消除，或控制其影响程度
4.建筑围护结构的传湿与防潮 φ=(P／Ps)×100% 4.1 建筑围护结构的传湿 4.1.3 内部冷凝的检验
Pi Pe
Pi Pe
判断围护结构内部是否会出现冷凝现
象，可按下述步骤进行：
(1)根据室内外空气的温度和湿度确定室内外水
4.建筑围护结构的传湿与防潮 4.1 建筑围护结构的传湿
4.1.1 材料的吸湿特性 4.1.2 围护结构中的水分转移 4.1.3 内部冷凝的检验
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
热量传递的动力 是什么？
当材料内部存在压力差（分压力或总压力）、湿 度差（材料含湿量）和温度差时，均能引起材料 内部所含水分的迁移，从高势位面向低势 位面转移。
换过程之间的相互影响。
对于围护结构，稳态下纯蒸汽渗透过程的计算 与稳定传热的计算方法完全相似
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移
稳态条件下，通过围护结构的 蒸汽渗透量，与室内外的水蒸 气分压力差成正比，与渗透过 程中受到的阻力成反比。即
围护结构的蒸汽渗透过程 与传 热过 程计 算相 似！
本科生课程
建筑物理（热）
---建筑热工学
（Building Thermal Engineering ）
展长虹 （教授/博导）
哈尔滨工业大学 · 建筑学院
课程目录
绪论
1. 2.
3.
4. 5.
建筑热工基础知识 建筑围护结构的传热计算与应用 建筑保温与节能 建筑围护结构的传湿与防潮 建筑防热与节能
4. 建筑围护结构的传湿与防潮
经验和理论都已判明，在蒸汽渗透的途径中，若材料的蒸汽渗透系数 出现由大变小的界面，因水蒸汽至此遇到较大的阻力，最易发生冷凝 现象，习惯上把这个最易出现冷凝，而且凝结最严重的界面，叫做围 护结构内部的“冷凝界面”
冷凝界面
4.建筑围护结构的传湿与防潮 4.1 建筑围护结构的传湿 4.1.3 内部冷凝的检验
外围护结构的水分迁移
当室内外空气的水蒸气含量不等时， 在外围护结构的两侧就存在着水蒸气分 压力差，水蒸气分子将从压力较高的一 侧通过围护结构向低的一侧渗透扩散。 若设计不当，水蒸汽通过围护结构 时，会在材料的孔隙中凝结成水或冻结 成冰，造成内部冷凝受潮。
4.外围护结构的湿状况 4.2 外围护结构中的水迁移 4.1.2 围护结构中的水分迁移 目前，在建筑设计中对围护结构的湿状况，还是采用粗略的分 析方法，即按稳定条件下单纯的水蒸汽渗透过程考虑。 1）即在计算中，室内外空气的水蒸汽分压力都取为定值， 不随时间改变； 2）不考虑围护结构内部液态水分的转移，也不考虑热湿交
◆湿度过大使围护结构发生冷凝的可能增大，会 影响其热工性能
4.建筑围护结构的传湿与防潮
◆冷凝：当物体表面温度低于与之相接触的空气 露点温度时，出现冷凝水的现象。
◆外围护结构的冷凝可分两种情况：
表面凝结 内部凝结
4.建筑围护结构的传湿与防潮
表面凝结，就是在外围护结构表面上出现凝结水， 其原因是由于水蒸气含量较多而温度高的空气遇到 冷的表面所致；
Ps ,c PB H 0 ,e
在冷凝界面蒸汽流入一 侧的蒸汽渗透阻， m2· h· Pa/g
在冷凝界面蒸汽流出一 侧的蒸汽渗透阻， m2· h· Pa/g
4.建筑围护结构的传湿与防潮 4.1 建筑围护结构的传湿 4.1.3 内部冷凝的检验
采暖期内总的冷凝量的近似估算值为：
计算采暖期天数， day
4.1 建筑围护结构的传湿 4.2 围护结构的防潮 4.3 夏季结露与防止措施
4.建筑围护结构的传湿与防潮
防潮
耐久性
保温性能
室内环境品质
客 观 现 实
空气含有水蒸气 室内外温度变化
围护结构表面或 内部产生凝结
4.建筑围护结构的传湿与防潮
◆湿度的必要性
人体舒适要求空气保持一定的相对湿度,湿度过大 或过小会影响舒适度。 室内外环境需保持一定的湿度，如家具、材料等 保持其物理性能所需，但需适中。
◆水分迁移
当材料湿度<最大吸湿湿度时
经蒸发，后以气态形式沿水蒸汽分压力降低的方向
空气湿度
材料中的水分尚属吸附水，这种吸附水分的迁移，是先
当材料湿度>最大吸湿湿度时
材料内部就会出现自由水，这种液态水将从含湿量高的 部位向低的部位产生毛细迁移