193 深圳某大楼天花板结露分析.doc

深圳某大楼天花板结露分析周权 中国市政工程西南设计研究总院摘要：对深圳市某大楼天花板结露问题进行了分析，指出结露的原因是上层房间设置了低温送风系统，天花板保温层厚度不够。用抑制表面温度方法计算了保温层需要的厚度，并指出此类保温层厚度的计算需要考虑当地的温度、湿度等气象参数，相邻房间是否为空调房间以及两房间使用时间上的同步性等等，为保温厚度的设计考虑提供了参考。关键词： 天花板 结露 露点温度 保温层厚度1 引言结露是物体表面温度低于附近空气露点温度时，表面出现冷凝水的现象。在北方地区，若外墙（尤其是冷桥处）保温系统设计不当或施工不当，冬季内墙很容易结露，从而严重影响建筑的使用功能。然而在一些特殊区域，如通讯机房，由于使用了低温送风空调，若保温措施不当，则可能在其相邻房间产生结露现象。究其原因主要是建筑围护结构保温性能不能满足建筑热工设计的要求。2现象描述深圳市某大楼五楼通讯机房架空地板内设置低温送风，以消除通风机房的余热，保证通讯机器的正常工作，但是在满足此条件的同时，五楼正下方四楼的建材化学检测室、气体色谱检测室（空调房间）的天花板上出现了结露现象，影响了下层房间的正常使用。通讯机房和实验室空间构造图如下：图1 功能房间空间构造图3理论分析3.1 原理阐述当湿空气与某一冷固体表面接触时，若冷固体表面温度为Tw，则壁面结露的条件可以表示为TwTl。影响Tw和Tl的因素均会影响结露的产生。如湿空气的平均含湿量d一定， 其露点Tl也是一定的，此时壁温Tw就成为影响结露的主要因素。因此控制壁温，使其高于壁面周围的露点温度对于防止结露，保障建筑的正常使用十分重要。我们在平常生活中会看到这种情况，在夏热冬暖、夏热冬冷地区，由于空气湿度大，墙面和地面容易返潮，即墙面和地面存在结露现象。在地面和地下室外墙做保温层增加地面和地下室外墙的热阻，提高这些部位内表面温度，可减少地表面和地下室外墙内表面和地下室外墙内表面温度和室内空气温度间的温差，有利于控制和防止地面和墙面的返潮。在此大楼中，由于五楼通讯机房送风温度低（为16度），加上五楼地板保温不够，造成四楼天花板的温度低于室内空气露点温度，产生了结露现象。在解决此类由于空调而产生的天花板表面结露问题时，必须选择传热系数小、足够厚的天花板，使它的下表面温度不会太低，保证它的表面不产生凝结水。天花板的传热系数K值大小与天花板和保温的材料、厚度以及等有直接关系。 3.2 公式分析我们知道：壁面导热热阻越小， 内壁温度越低， 即越容易结露， 隔热材料增加热阻对防止结露有明显的效果。用抑制天花板表面温度的方法来计算保温层厚度的计算公式为：ts-tnRi+Rw+Rin+Re=ts-tnbRi+Rw+Rin其中： ts为地板夹层内送风温度； tn为下层房间温度（这里温度为靠近天花板处的温度）； tnb为下层天花板的表面温度；传热阻R0=Ri+Rw+Rin+Re其中： Ri ，Re 为天花板上、下表面热阻，m2K/W；Rw天花板的传热热阻，m2K/W；Rin保温层的热阻，m2K/W。Rin式中 保温层厚度，m；保温层的导热系数，Wm/K。有时用控制热流密度的方法来计算保温层的厚度，计算公式为：qtRq为允许的热流密度，t为天花板上下表面温差，R为总热阻。4.天花板保温层厚度的设计计算保温层厚度的计算方法，有三种不同的计算方法：(一) 通过控制保温层外表面温度的方法计算；(二) 通过控制最大热损失的方法计算；(三) 通过控制温度降时的保温层厚度计算。 在对天花板的保温设计考虑中，主要是要使得保温后天花板不产生凝水，因此控制天花板下表面的温度低于天花板周围空气的露点温度尤为重要，在这里采用控制天花板表面温度的方法来计算保温层的厚度。大楼天花板及保温材料的情况如下：楼板100mm厚，为现浇钢筋砼板，上铺彩色耐磨混凝土面层，传热系数设计值为1.85 w/m2k，因此楼板的热阻为0.54 m2K/W。保温材料为凝胶聚苯颗粒保温材料，导热系数为0.069W/mK。保温层厚度的计算过程如下：当未保温时天花板热阻R0.541m2K/W。1、若下层是空调房间（温度设为25度，湿度65%（对应的露点温度为17.81度），则通过保温之后，RT/n(TnTnb)0.193m2K/W，（感热系数n取7.5）此热阻小于天花板本身的热阻，因此此时天花板不需保温。2、若下层房间是非空调房间，此大楼四楼为建材化学检测室、气体色谱检测室，采用机械排风，自然补风的方式。由于室外的空气不断的进入室内，不断的与天花板接触，因此这里计算采用最不利情况进行保温层计算，即深圳空调季节具有最高露点温度的室外空气作为计算的气象条件，最不利空气的干球温度为31.6度，湿球温度：30.87度，相对湿度为95%，则通过保温之后，RT/n(TnTnb)2.82m2K/W，（感热系数n取7.5），所以保温层厚度0（RR）15.8cm。这里所计算出的保温层的厚度是临界情况下的保温层厚度，可以根据实际的需要加厚保温层厚度。虽然下层为空调房间，基于空调房间情况下通过计算可得不用加保温，下层房间不会产生结露现象，但是如果上层房间与下层房间存在使用时间上的差异性，就会存在下层房间不使用时，下层房间结露的现象，因此为了保险起见，需要通过仔细的分析计算天花板保温层厚度。5防止产生结露问题的设计考虑为了防止天花板结露的问题，需要从原理上进行分析计算，得出最佳的保温层厚度，保温层厚度的设计计算需要考虑很多的因素，归结起来主要有房间的类型（空调或非空调），房间的密闭情况，室外气象情况，室内散热散湿情况等等。5.1空调房间对于空调房间，需要搞清楚空调房间设计温度、相对湿度是多少，得出空调房间的露点温度，从而可以设定天花板壁面的最低温度等于周围空气的露点温度（紧挨天花板壁面处空气的露点温度），即tnbtl，先确定保温材料的类型，然后根据公式计算临界保温层的厚度。对于空调房间相对比较简单。在设计实践中，考虑到保温材料实际保温性能与理论值有所差距而应留有一定的富裕量，故提高相应保温层的设计厚度很有必要。5.2非空调房间对于非空调房间，需要搞清楚非空调房间的温湿度情况，房间的密闭性情况，室内热湿源的情况等等，对于密闭性比较差或通风要求比较高的房间要分析室外的空气参数，综合考虑这些因素后，得出一个室内空气最高的露点温度，选择好保温材料进行保温层的设计计算。5.3使用时间同步性的考虑相邻房间的空调使用时间的同步性仍需要考虑，虽然相邻房间都为空调房间，但是如果存在空调使用时间上的不同步，则就极有可能在相邻房间未使用空调时天花板结露，因此在保温设计时应充分考虑到这点。4结语结露影响建筑的使用寿命和使用功能，在结露的位置容易滋生细菌，污染空气，露水到处流淌，破坏装饰，造成经济损失，因此做好保温工作十分重要。做好保温工作，需要从设计到施工，使用等方面加以控制和防治。但设计是前提，必须在设计阶段把好关，才不至于在后面的过