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摘要：为了响应了国家的节能政策与可持续发展政策，提高建筑物的保温性与耐久性，避免由结露现象引起的健康问题，本文以浙江地区居住建筑外墙作为研究对象进行结露研究分析，针对易发生结露现象的部位提出防结露计算方法与防结露构造措施，并分析其防结露效果。
关键词：防结露;浙江地区;居住建筑;夏热冬冷;节能
中图分类号： 文献标志码： 文章：
Abstract： In order to respond to the country’s energy-saving policies and sustainable development policies， improve the insulation and durability of buildings， and avoid health problems caused by condensation， this paper takes the exterior wall of residential buildings in Zhejiang area as the research object to do the research and analysis of condensation， propose anti-condensation calculation methods and anti-condensation structural measures for parts prone to condensation， and analyze their anti-condensation effects.
Keywords： Anti-condensation; Zhejiang area; residential buildings; hot in summer and cold in winter; energy saving
0 引言
随着社会与经济的发展，出现大量新建建筑，2017年发布的《中国建筑能耗研究报告（2017年）》显示，2015年我国建筑能耗占能源消费总量的20%，因此建筑领域绿色低碳发展是实现“美丽中国”目标的重要途径。2007年国家《节能减排综合性工作方案》及《中国应对气候变化国家方案》的发布，也使环保节能成为人们关注的焦点，在建筑方面主要体现在节能设计和节能改造上[1]。作为建筑节能与建筑可持续发展的重要措施之一，建筑的防结露研究显得尤为重要。所谓结露，是在一定的温度和压力下，湿含量一定的湿空气受到冷却或膨胀，温度开始下降，当温度降至其露点以下时，空气就容纳不了原有的水蒸气，其中一部分便凝结成水珠从空气中析出[2]。结露现象不仅会影响建筑的保温性能，还会影响构件的强度与耐久性[3-4]，严重的还会导致构件表面发霉，从而影响人体健康[5]。因此，分析建筑构件表面或内部是否会发生结露现象及如何采取防结露构造措施是节能设计中不可缺少的环节。
目前国内外对建筑外墙防结露的研究有很多，主要采用热传递、湿传递和热湿耦合迁移三种研究方法[6]进行理论分析或数值模拟。《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016[7]中通过露点温度验算判定墙体内表面是否结露是热传递研究法。王玉英等提出建筑围护外墙结构的防结露和空气露点温度相关，将三种露点温度计算方法进行了对比研究[8]。侯连建通过防结露计算公式，对围护结构进行了防结露计算[9]。但该方法无法判定墙体内部的结露情况。与热传递方法不同，湿传递通过某处水蒸气分压力是否大于该处饱和水蒸气分压力来判定墙体内部是否结露，该研究方法大部分是基于Glaser模型[10]，但该模型无法准确描述墙体内部的动态热湿分布。实际上热传递与湿传递互相影响，热湿耦合传递考虑了热、空气、湿组分之间的相互影响，用以分析墙体内部的动态热湿分布情况，更切合实际。郭兴国等建立了以空气含湿量与温度为驱动势的热湿耦合传递模型，对长沙地区石膏板-玻璃纤维-砖墙内热湿分布进行了分析[11]。康嘉伦等通过热湿耦合数值计算，对不同保温层边界结构墙体模型与预制夹芯保温墙体进行了结露特性分析[12]。邹凯凯等采用热湿耦合传递模型，对夏热冬冷地区常见的EPS外保温墙体进行了结露特性模拟分析[13]。Hong等对相对湿度高的公寓楼地下室墙体与地面进行了防结露分析[14]。Yamankaradeniz等對不同外墙保温层厚度的防结露效果进行了研究[15]。针对浙江地区这样冬冷夏热、全年湿度较大的地理和气候环境，结露问题更为严重。目前针对该地区防结露的研究还较少，对结露产生的原因和防结露构造措施缺乏系统的分析总结。
本文通过对浙江地区居住建筑外墙出现的结露现象加以分析，从研究方法和构造措施方面进行分析，全面总结了防结露的方法，并提出了针对浙江地区外墙的防结露构造措施。
1 建筑外墙内表面防结露措施研究
根据建筑热工设计分区，浙江省属于五个气候区中的夏热冬冷地区，其气候特点是夏季炎热，冬季湿冷，全年湿度较大，这也使得该地区建筑结露的风险较其他地区要高。建筑结露通常分为表面结露和内部结露，表面结露指外墙等构件内表面温度低于露点温度而发生的结露。浙江省居住建筑冬季采暖室内设计温度为16℃，夏季室内设计温度为26℃[16]。设计时，需根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010[17]与浙江省工程建设标准《居住建筑节能设计标准》DB33/1015[18]中的规定对外墙进行防结露计算。目前建筑外墙内表面是否会发生结露基本上是通过《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016中对露点温度的验算来判定。最常见的露点温度计算可根据地面气象观测规范GB/T 35226-2017、ASHRAE （American Society of Heating， Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）手册、世界气象组织（WMO）的气候观测指南[8]。当计算所得的内表面温度大于室内露点温度时则不会发生结露现象。通过计算可以得出墙体内表面的最小传热阻，防止结露现象的发生。但这些标准中未考虑墙体内的湿迁移。 2 建筑外墙内部防结露措施研究
内部结露指水蒸气在蒸气压差作用下通过墙体等构件时，被阻挡在低温部位而产生的结露现象。我国夏热冬冷地区外墙多采用砖墙、混凝土等多孔介质材料，需考虑湿传递。《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016对外墙的传热系数做了明确要求，但未考虑湿迁移。该标准中校验墙体内部冷凝是基于Glaser蒸汽渗透理论，但Glaser模型无法反应墙体内部的动态热湿分布。考虑多孔介质内的热传递与湿传递相互耦合的热湿耦合传递模型[19]，通常采用数值法求解，目前的常用软件是CHAMPS-BES[20]与WUFI[21]。
浙江地区在冬季工况下，由于墙体内部相对湿度低于室外相对湿度，墙体内部基本没有结露风险。考虑到该地区冬季不是集中供暖，部分房间供暖不足，居民为了保温不常开门窗导致室内湿度偏高，水蒸气在内保温墙体内部凝结;而外保温由于室内水蒸气不易通过室内一侧的密实承重墙体，可以较好地防止内部冷凝[10]。因此，推荐使用外保温墙体。在夏季工况下外保温墙体保温层与基层交界面相对湿度高于室外相对湿度，存在结露风险，可通过设置空气层来降低夏季墙体内部保温层相对湿度。此外，在复合保温外墙设计中，应将蒸气渗透系数小的密实材料设置在保温材料水蒸气分压力较大的室内高温一侧。墙体内部的保温层材料外侧附近易发生结露，在实际工程中除了使用有效的保温材料外还应优先选择向内半封闭型墙体保温结构[13]。
3 结论
本研究成果从建筑构造上改善浙江地区居住建筑外墙的结露现象，除了提高建筑物的耐久性外，也响应了国家的节能政策与可持续发展政策，解决了人们担心的结露现象引起的健康问题。要降低结露风险就要避免室内出现高温高湿的情况，除了采取构造措施外，也可通过空调、新风等进行室内温湿度的调节，当然，人的行为也是很重要的因素。
参考文献
[1]郭猛. 浅谈中国建筑节能发展趋势[J]. 建筑节能， 2013， 41（1）：74-76.
[2]Litavcova E， Korjenic A， Korjenic S， et al. Diffusion of moisture into building materials： A model for moisture transport [J]. Energy and Buildings， 2014， 68：558-561.
[3]Li Q， Rao J， Fazio P. Development of HAM tool for building envelope analysis [J]. Building and Environment， 2009， 44（5）：1065-1073.
[4]Ozcelik Y， Ozguven A. Water absorption and drying features of different natural building stones [J]. Construction and Building Materials， 2014， 63：257-270.
[5]dos Santos G H， Mendes N， Philippi P C. A building corner model for hygrothermal performance and mould growth risk analyses [J]. International Journal of Heat and Mass Transfer， 2009， 52（21）： 4862-4872.
[6]邹凯凯. 夏热冬冷地区保温墙体结露特性及防结露措施效果分析[D].2018
[7]《民用建筑热工设计规范》（GB50176-2016）. 北京：中国建筑工业出版社，2016.
[8]王玉英，白燕，杨柳，刘衍.三种露点温度计算方法的对比研究[J]. 2020年工业建筑学术交流会论文集（下册）. 2020：105-109.
[9]侯连建. 围护结构防结露计算分析[J]. 制冷，2020， 2（39）：19-23.
[10]Glaser H. Graphical method for investigation of diffusion process. German： Kalttechnik，1958， 35-67.
[11]郭兴国，陈友明. 热湿气候地区多层墙体的热湿性能分析[J]. 湖南大学学报（自然科学版），2008，35（8）.
[12]康嘉伦， 李威. 多层建筑墙体界面结露特性及其影响因素分析[J].制冷，2018， 3（37）：25-32
[13]鄒凯凯，李舒宏. 夏热冬冷地区外保温墙体凝露特性及防结露措施分析[J]. 东南大学学报（自然科学版），2018，48（4）：654-661.
[14]Hong，Seok-Jin，Sung，Ki-Chul，Kim，Ji-Hyun. Analysis of condensation on the wall and floor of the underground space in apartment buildings. 2009.
[15]Yamankaradeniz， N. Minimization of thermal insulation thickness taking into account condensation on external walls [J]. Advances in Mechanical Engineering， 2015.
[16]杜秀媛，毛凯，林常青. 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准室内热湿环境指标对比研究[J]. 建筑科学，2019，35（10）.
[17]夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ134-2010）. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[18]《居住建筑节能设计标准》DB33/1015-2015. 北京：中国计划出版社，2015.
[19]刘何伟. 夏热冬冷地区建筑墙体热、空气、湿耦合迁移特性研究[D]. 2015
[20]http：//champs.syr.edu/software/champs_bes.html
[21]https：//wufi.de/en/
基金项目：
浙江省教育厅一般科研项目资助（编号：KP12117I01）
关键词：防结露;浙江地区;居住建筑;夏热冬冷;节能
中图分类号： 文献标志码： 文章：
Abstract： In order to respond to the country’s energy-saving policies and sustainable development policies， improve the insulation and durability of buildings， and avoid health problems caused by condensation， this paper takes the exterior wall of residential buildings in Zhejiang area as the research object to do the research and analysis of condensation， propose anti-condensation calculation methods and anti-condensation structural measures for parts prone to condensation， and analyze their anti-condensation effects.
Keywords： Anti-condensation; Zhejiang area; residential buildings; hot in summer and cold in winter; energy saving
0 引言
随着社会与经济的发展，出现大量新建建筑，2017年发布的《中国建筑能耗研究报告（2017年）》显示，2015年我国建筑能耗占能源消费总量的20%，因此建筑领域绿色低碳发展是实现“美丽中国”目标的重要途径。2007年国家《节能减排综合性工作方案》及《中国应对气候变化国家方案》的发布，也使环保节能成为人们关注的焦点，在建筑方面主要体现在节能设计和节能改造上[1]。作为建筑节能与建筑可持续发展的重要措施之一，建筑的防结露研究显得尤为重要。所谓结露，是在一定的温度和压力下，湿含量一定的湿空气受到冷却或膨胀，温度开始下降，当温度降至其露点以下时，空气就容纳不了原有的水蒸气，其中一部分便凝结成水珠从空气中析出[2]。结露现象不仅会影响建筑的保温性能，还会影响构件的强度与耐久性[3-4]，严重的还会导致构件表面发霉，从而影响人体健康[5]。因此，分析建筑构件表面或内部是否会发生结露现象及如何采取防结露构造措施是节能设计中不可缺少的环节。
目前国内外对建筑外墙防结露的研究有很多，主要采用热传递、湿传递和热湿耦合迁移三种研究方法[6]进行理论分析或数值模拟。《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016[7]中通过露点温度验算判定墙体内表面是否结露是热传递研究法。王玉英等提出建筑围护外墙结构的防结露和空气露点温度相关，将三种露点温度计算方法进行了对比研究[8]。侯连建通过防结露计算公式，对围护结构进行了防结露计算[9]。但该方法无法判定墙体内部的结露情况。与热传递方法不同，湿传递通过某处水蒸气分压力是否大于该处饱和水蒸气分压力来判定墙体内部是否结露，该研究方法大部分是基于Glaser模型[10]，但该模型无法准确描述墙体内部的动态热湿分布。实际上热传递与湿传递互相影响，热湿耦合传递考虑了热、空气、湿组分之间的相互影响，用以分析墙体内部的动态热湿分布情况，更切合实际。郭兴国等建立了以空气含湿量与温度为驱动势的热湿耦合传递模型，对长沙地区石膏板-玻璃纤维-砖墙内热湿分布进行了分析[11]。康嘉伦等通过热湿耦合数值计算，对不同保温层边界结构墙体模型与预制夹芯保温墙体进行了结露特性分析[12]。邹凯凯等采用热湿耦合传递模型，对夏热冬冷地区常见的EPS外保温墙体进行了结露特性模拟分析[13]。Hong等对相对湿度高的公寓楼地下室墙体与地面进行了防结露分析[14]。Yamankaradeniz等對不同外墙保温层厚度的防结露效果进行了研究[15]。针对浙江地区这样冬冷夏热、全年湿度较大的地理和气候环境，结露问题更为严重。目前针对该地区防结露的研究还较少，对结露产生的原因和防结露构造措施缺乏系统的分析总结。
本文通过对浙江地区居住建筑外墙出现的结露现象加以分析，从研究方法和构造措施方面进行分析，全面总结了防结露的方法，并提出了针对浙江地区外墙的防结露构造措施。
1 建筑外墙内表面防结露措施研究
根据建筑热工设计分区，浙江省属于五个气候区中的夏热冬冷地区，其气候特点是夏季炎热，冬季湿冷，全年湿度较大，这也使得该地区建筑结露的风险较其他地区要高。建筑结露通常分为表面结露和内部结露，表面结露指外墙等构件内表面温度低于露点温度而发生的结露。浙江省居住建筑冬季采暖室内设计温度为16℃，夏季室内设计温度为26℃[16]。设计时，需根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010[17]与浙江省工程建设标准《居住建筑节能设计标准》DB33/1015[18]中的规定对外墙进行防结露计算。目前建筑外墙内表面是否会发生结露基本上是通过《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016中对露点温度的验算来判定。最常见的露点温度计算可根据地面气象观测规范GB/T 35226-2017、ASHRAE （American Society of Heating， Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）手册、世界气象组织（WMO）的气候观测指南[8]。当计算所得的内表面温度大于室内露点温度时则不会发生结露现象。通过计算可以得出墙体内表面的最小传热阻，防止结露现象的发生。但这些标准中未考虑墙体内的湿迁移。 2 建筑外墙内部防结露措施研究
内部结露指水蒸气在蒸气压差作用下通过墙体等构件时，被阻挡在低温部位而产生的结露现象。我国夏热冬冷地区外墙多采用砖墙、混凝土等多孔介质材料，需考虑湿传递。《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016对外墙的传热系数做了明确要求，但未考虑湿迁移。该标准中校验墙体内部冷凝是基于Glaser蒸汽渗透理论，但Glaser模型无法反应墙体内部的动态热湿分布。考虑多孔介质内的热传递与湿传递相互耦合的热湿耦合传递模型[19]，通常采用数值法求解，目前的常用软件是CHAMPS-BES[20]与WUFI[21]。
浙江地区在冬季工况下，由于墙体内部相对湿度低于室外相对湿度，墙体内部基本没有结露风险。考虑到该地区冬季不是集中供暖，部分房间供暖不足，居民为了保温不常开门窗导致室内湿度偏高，水蒸气在内保温墙体内部凝结;而外保温由于室内水蒸气不易通过室内一侧的密实承重墙体，可以较好地防止内部冷凝[10]。因此，推荐使用外保温墙体。在夏季工况下外保温墙体保温层与基层交界面相对湿度高于室外相对湿度，存在结露风险，可通过设置空气层来降低夏季墙体内部保温层相对湿度。此外，在复合保温外墙设计中，应将蒸气渗透系数小的密实材料设置在保温材料水蒸气分压力较大的室内高温一侧。墙体内部的保温层材料外侧附近易发生结露，在实际工程中除了使用有效的保温材料外还应优先选择向内半封闭型墙体保温结构[13]。
3 结论
本研究成果从建筑构造上改善浙江地区居住建筑外墙的结露现象，除了提高建筑物的耐久性外，也响应了国家的节能政策与可持续发展政策，解决了人们担心的结露现象引起的健康问题。要降低结露风险就要避免室内出现高温高湿的情况，除了采取构造措施外，也可通过空调、新风等进行室内温湿度的调节，当然，人的行为也是很重要的因素。
参考文献
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[10]Glaser H. Graphical method for investigation of diffusion process. German： Kalttechnik，1958， 35-67.
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[12]康嘉伦， 李威. 多层建筑墙体界面结露特性及其影响因素分析[J].制冷，2018， 3（37）：25-32
[13]鄒凯凯，李舒宏. 夏热冬冷地区外保温墙体凝露特性及防结露措施分析[J]. 东南大学学报（自然科学版），2018，48（4）：654-661.
[14]Hong，Seok-Jin，Sung，Ki-Chul，Kim，Ji-Hyun. Analysis of condensation on the wall and floor of the underground space in apartment buildings. 2009.
[15]Yamankaradeniz， N. Minimization of thermal insulation thickness taking into account condensation on external walls [J]. Advances in Mechanical Engineering， 2015.
[16]杜秀媛，毛凯，林常青. 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准室内热湿环境指标对比研究[J]. 建筑科学，2019，35（10）.
[17]夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ134-2010）. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
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基金项目：
浙江省教育厅一般科研项目资助（编号：KP12117I01）