保温墙体:水蒸气渗透阻,一个不容忽视的问题

随着消防要求的日益严苛,以岩棉为代表的无机保温材料逐渐占据建筑保温市场的半壁江山。毋庸讳言,这类产品除防火性能优异外,其他性能都不敢恭维。且不说导热系数高,单说某些开孔结构的结构的材料,如发泡水泥、玻化微珠浆料,由于内结构疏可走马,水、汽在保温层内迁移的时候,很容易形成冻融界面。

薄如蝉翼的刚性孔壁经过冻涨后,变得如同沙琪玛一般酥脆、毫无强度可言,一阵风过后,便会从墙上掉下来。修师傅走访过的某市乐天百货、七院、东陵西路26号,无一不是如此。


图一、各种无机保温材料,因为冻融界面而脱落

有的无机保温材料虽不至于脱落,但如果水汽穿行后结露过多,最起码会影响保温效果。试想你穿一件黑心棉做的棉袄,然后到工地搬砖,一阵大汗淋漓后,你棉衣中的棉絮还能保暖吗?某市奥体XX公馆的改性聚苯板就是因此而拆除的。


图二、某公馆的改性聚苯板因为吸水率太高而被铲除

当然了,目前市场上主流的A级保温材料是岩棉制品,包括岩棉板和岩棉岩带。在设计岩棉薄抹灰外墙外保温系统时,应该考虑饰面材料的水蒸气渗透阻。因为岩棉制品的水蒸气渗透阻较小,当基层墙体为加气混凝土等多孔材料时,如果外饰面水蒸气渗透阻较大,会存在系统冷凝受潮和内部结露的风险。这就好比一个人穿一件劣质化纤制品做面料的棉袄,出的汗排不出去,必然会在棉絮中凝结。


图四、蒸压加气混凝土砌块等轻质砌块的水蒸气渗透阻很低

北京市《岩棉外墙外保温工程施工技术规程》编制组选取具有代表性的钢筋混凝土墙体和加气混凝土墙体,进行外保温系统内部结露和冷凝受潮验算,墙体构造如图五。


图五、室内外温差图

    墙体构造如图,验算复合墙体模型构造及相应热阻见表1,内部结露验算用基础数据取值自《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93和《居住建筑节能设计标准》DB11/891-2012。其中外饰面材料由于太薄,热阻忽略不计,根据以上标准计算冬季复合墙体内温度,计算结果见表2



    墙体对应的水蒸气渗透阻见表3。计算复合墙体内各界面的水蒸气分压Pm,并与同样温度下的饱和蒸汽压Ps相比较。Pm≤Ps时界面不会产生结露,反之则会产生结露。结果显示3#4#墙的界面2(保温材料防护面层砂浆)会出现结露(图6)。

问题出在两个方面:一是基层墙体与保温层内水蒸气分压差太小。症结是加气混凝土与岩棉板(带)水蒸气渗透阻太小。二是饰面层水蒸气分压降过大,即饰面层的水蒸气渗透阻过大。



我们将饰面层的水蒸气渗透阻标记为“H,验算3#墙界面2(保温材料砂浆界面)不产生结露的条件:

1238-1238-308×H基墙+H保温)/H基墙+H保温+H砂浆+H饰)≤624

    计算得  H≤610 m2·h·Pa/g

欧标EN 13500中要求岩棉系统的水蒸气湿流密度g≥1.67 g/(m2h),即系统的水蒸气渗透阻不大于842 m2·h·Pa/g,则外饰面水蒸气渗透阻限值为:

H=H系统-H砂浆=842-238=604 m2·h·Pa/g

由是观之:当一个框架结构的建筑物采用蒸压加气混凝土砌块或空心砖等轻质砌块做填充墙时,整个系统的水蒸气渗透阻较小,为防止在冬季结露,需要两种措施:

1、设置隔汽层。

2、采用透气性较好的材料,其水蒸气渗透阻应小于700,如彩色饰面砂浆。


图七、彩色岩棉外保温系统加彩色饰面砂浆

彩色饰面砂浆憎水性好、透气性佳,防火性能达到A级,是现代建筑不可多得的饰面材料。

Taochun Yang
Author: Taochun Yang

佐雍得尝,与众分享,收获快乐!

Related Posts

发表回复