建筑围护结构的湿源一般包括气液固三种形态，在实际中三种形态的水分可相互转换并在围护结构中转移。从某种程度看，湿是影响建筑外墙外保温系统耐久性的决定性因素。

关于外墙或围护系统对水分的控制，目前常用的分析方法有：

1)?仅考虑气相水分在围护结构中的扩散，在温湿度稳态条件下，对围护结构采取一维断面进行分析，采用Glaser方法计算，计算水蒸气在分压力的作用下在围护结构中的传递或冷凝。基于这一理论的常用计算方法有：

在特定的时间，边界条件采用平均温度和相对湿度，采用Glaser方法计算围护结构内部是否存在冷凝，如现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50176的规定；

在采暖时期的建筑中，边界条件采用平均温度和相对湿度，假定气相水蒸气在特定层凝结成液相水分，计算的材料层一般为保温层，并对围护结构中保温材料因受潮而增加的重量湿度允许增量进行经验值限定要求，如现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的强制规定；

c)在一年的时间中，采用12个月份的室内为平均条件，采用Glaser方法计算围护结构内部所有材料层的冷凝与蒸发量，从全年评价水蒸气在围护结构中经过循环后，冷凝量与蒸发量经过平衡后的状态，如国际通行的湿热稳态计算方法ISO 13788，在欧洲国家广泛被采用。

2)?仅考虑液态水在围护结构外表面的吸附、吸收和扩散，采用经验值对围护结构的表层材料进行要求，表层材料一般指围护结构靠近室外部分的防护层，如薄抹灰的饰面层和抹面层，厚抹灰的饰面层和抹灰层，砌块墙体的抹灰层等。这种经验要求广泛地被各种标准采用，如ETAG 004和中国几乎所有的相关外保温标准对防护层的吸水量和水蒸气渗透阻的经验要求。

3)?考虑材料对气液相水分的吸收、排放和传递，将气液相水分的传递和温度耦合的计算方法，基于这一方法的充用计算方法有：

以多孔材料材料的吸湿、排湿、气液相水传递和温度耦合的计算方法，在上世纪上半叶已经建立了完善的计算方法，外界气象条件采用了余弦的波动，同时受制于计算程序，一直没有被采用；

随着计算机的普及和理论的进一步完善，以EN 15062为代表的湿热耦合计算方法和模拟软件逐渐完善，采用计算机辅助的计算，可充分考虑各种外界的影响，如瞬时的气象条件，室内条件，墙体由于空腔的空气流动或渗水均可以在计算机种进行模拟。

建筑围护结构的防潮控制一般包括围护结构表面冷凝，包括室内外表面；围护结构内部受潮，包括材料含湿量、材料的温湿度条件、系统的湿平衡。

以上的各种计算方法在实际工程种被大量使用，每一种方法在使用时，和实践均存在一定的差异，这与计算的理论、实际的应用、计算方法的不足均相关。本文以不同气候区的不同防潮控制进行多种计算，对计算和结果进行对比分析，并结合实际的工程观察得出结论，结论可作为各种建筑外墙防潮控制时的参考。

内容

围护结构的表面冷凝分成两类，即外表面和内表面。表面冷凝的计算可采用空气露点温度计算，研究内容包括：

1)?建筑采用外保温后，热桥成为围护结构中更容易出现问题的部分，一般为室内侧温度过低导致冷凝出现后，破坏室内一侧材料层，或者较大的相对湿度引起霉变。研究内容包括计算室内表面冷凝的方法和评价方法；

2)?外保温室外的冷凝与室内不同，建筑采用外保温后，随着外保温厚度的增加，晚间由于长波的辐射失热，导致表面的温度可能低于室外空气的露点温度，特别在早晨时间段，或者背阳光的立面。外保温系统外表面冷凝水会附着在建筑表面，如果饰面层不吸水，表面会附着较多的液态水，导致长时间和反复的高湿度环境，并由此导致表面微生物或藻类滋生；如果饰面层吸水，由于外表面冷凝而附着的水分会对材料耐久性产生较大的影响。研究内容主要为产生这种现象的条件和地区以及评价方法。

围护结构的内部受潮的原因较复杂，目前的计算理论可能和实际存在极大差别，加上现有实际工程的长期试验和记录数据有限，在目前阶段，本文中的结论侧重于理论部分，而实际的数据多通过观测或目测。研究内容侧重于对理论计算方法的对比分析，研究结论侧重于为不同气候区的围护结构内部受潮分析提供一种参考。

围护结构内表面冷凝

围护结构内表面冷凝的控制，其核心为室内一定的温度和相对湿度条件下，内表面的可接受温度要求。采用最低可接受内表面温度因子计算，用公式表达成:

采用式1计算时，如果从避免霉菌滋生的角度进行设计，可确定室内空气湿度，基于需要达到的建筑内表面相对湿度计算出内表面可接受的体积饱和湿度或者饱和水蒸汽压，对于大多数的砌体墙或混凝土墙体外保温围护结构，可以以表面相对湿度的临界值作为基准，对于轻质围护结构，如钢结构、玻璃等内表面，可采用作为基准。然后计算确定内表面的最低可接受温度，得出在此温度条件下围护结构需要达到的热工性能，一般而言，需要对热桥部位进行计算，热桥部位的计算可采用专用的热桥分析软件。

相对湿度的计算参考下式：

当采用式1计算时，在不同的气候区的适应性不同，在严寒和寒冷地区，较容易出现内表面冷凝的季节出现在采暖季节，在《民用建筑热工设计规范》中规定：“冬季室外计算温度低于0.9CD时，应对围护结构进行内表面结露验算。”

但是，在夏热冬冷地区5月~7月和夏热冬暖的3月~4月，由于室内温度可能低于室外温度，而室外相对湿度较高，导致在室内致密材料表面可能会出现结露，此时室内表面的冷凝控制通过围护结构的热工性能改善不能起到效果，甚至在采用外保温时带来负面效果，在这种气候区只能通过通风或者室内除湿降低空气中的含湿量避免内表面冷凝。

在进行内表面防止冷凝控制时，需要结合当地的气候区和气象条件进行控制，基本可分成：

1)?需要采暖的严寒和寒冷地区，采用被动的方式对围护结构的热工性能进行改善，一般为降低热桥影响和降低围护结构的传热系数；

2)?在夏热冬冷和夏热冬暖地区，需要结合大气出现高湿度的季节进行主动或被动控制，在满足传热系数的基础上，采用被动、主动通风，或采用主动空气除湿处理。

围护结构外表面冷凝

围护结构的外表面冷凝由于一般不受关注，由于很难维护和清洁，外表面冷凝产生的问题较室内更明显，外表面的冷凝所存在的风险有：

1)?在薄抹灰的防护层外表面长期反复出现液态水导致微生物滋生，影响美观，这种现象广泛；

2)?带有保温层的厚抹灰或贴面砖的外保温系统，由于传统的砌体墙没有保温层，温度的波动受到蓄热性能较大的基层的影响，外表面温度一般都高于环境温度，很少出现外表面冷凝；相比较于传统的砌体墙，外保温系统由于保温层的存在，面层材料的温度更低，特别是在空气透彻的夜晚和天亮时湿度较大的时候，由于宇宙辐射降温，面层的蓄热相对较低，面层的温度较低，当空气相对湿度较大时，或者清晨太阳辐射导致空气升温，而此时在没有太阳照射的墙面的温度低于环境温度，水份在系统表面冷凝，产生吸水后破坏，或微生物滋生；

3)?开缝的外挂围护系统，当进入空腔的潮湿空气遇到较冷的表面时，如龙骨、支座、面板内表面，可能在材料表面产生冷凝，虽然此种冷凝产生在围护结构内部，但并非内部冷凝主要体现在：

a)?在采暖季，由于空腔表面温度较低，在较冷的材料表面产生冷凝或凝华；

b)?由于夜间宇宙辐射降温后，大气温度较低，当早晨温度升高时，如果空气的相对湿度增加，空气中的湿度在气流的带动下进入到空腔中，空腔周围的材料温度还保持在较低时，冷凝可能会在这些表面产生，这种状况容易发生在春秋季湿度较大的清晨；

c)?在制冷季节，外界的温度和湿度较高时，由于龙骨局部的温度较低导致的冷凝。

围护结构外表面在实际使用中可能吸收较多的液态水，比如雨水或者外表面冷凝水，防护层吸水后，需要液态水在围护结构外表面的吸附、吸收和扩散，也就是材料的吸水后可通过蒸发排出，并且在两者之间取得平衡。实际中成膜的涂料表面一般很难进水，大多数外保温的防护层一般是带裂缝工作，正常的裂缝的宽度可能会达到0.3 mm，或者某些条件下防护层采用矿物饰面层和抹面层，附着在围护结构外表面的水分，特别是冷凝水随着时间推移会被慢慢吸收到防护层中；与此同时，水分被吸收后，防护层的水蒸气扩散阻力会决定围护系统的干燥速度，为了避免湿在系统内部累积，需要保证在一定的时间内，湿在防护层的干燥量大于吸水量。使用公式表达成式4，为方便使用，实际中简化成式5，采用防护层吸水率           和水蒸气扩散等效空气层厚度表达，并满足经验值要求：

防护层的湿平衡

防护层的湿平衡经验常数仅仅是一种经验值年至，最早为德国弗朗霍夫物理研究所Kunzel博士提出，在ETAG004和欧洲外保温技术规范中被广泛采用，国内一直沿用这一指标。这种需要实际测试的材料参数指标与前几种计算不同，仅仅针对防护层而言，而不针对整个外保温系统。

如果严格执行公式5对吸水量和水蒸气透过性能的要求，大量的工程的运行状况可以说明经验值具有较高的指导意义，通过近9年时间可追踪的工程案例看，在降水量较大的地区，外保温抹灰工程实际出现问题的几率多一些，主要是防护层的开裂或者涂层破坏，对于这种条件下的防护层的研究需要进一步深入，公式5中的控制因素指标和要求可能需要适当提高。对于大多数的外挂系统，同带通风层的外挂幕墙或围护系统，需要注意面板、保温层外侧的防护层在受到水分影响时的反应。

围护结构内部受潮

采用三种计算方法分别进行计算：

1)?按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的规定，采用Glaser方法计算围护结构内部是否存在冷凝。室内条件：采暖房间应取18℃，非采暖房间应取12℃；相对湿度取60％；

2)?采暖季围护结构中保温材料因受潮而增加的重量湿度，按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的强制规定进行计算，外保温系统室外侧防护层水蒸气渗透阻Z=2,085 （m2﹒h﹒Pa/g）；采暖房间温度取18℃，相对湿度取50％；

3)?采用ISO 13788规定的Glaser方法计算围护结构内部所有材料层的冷凝与蒸发量，从全年评价水蒸气对围护结构的影响。

计算的基础主要为每一层材料界面的温度、界面处的水蒸汽分压力和参考下式：

4)?采用湿热耦合计算方法时，考虑了建筑物的方向、坡度、初始条件，材料的湿热特性，气象条件的湿热耦合，采用公式简易表达成：

计算结果 计算结果 汇总如下：
1) 按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的规定计算围护结构内部是否存在冷凝，结果如下：
a) 严寒地区，基层240 mm砌块，150 mm MW，11月~2月在保温层和防护层产生内部冷凝；150 mm EPS，12月~2月在防护层产生内部冷凝；
b) 严寒地区，基层200 mm混凝土，150 mm MW，12月~1月在保温层和防护层产生内部冷凝；150 mm EPS，1月在防护层产生内部冷凝；
c) 寒冷地区，基层240 mm砌块，室内饰面层??=3.0 m，100 mm MW和EPS，均无内部冷凝；如果降低室内饰面层??=1.0 m，则会出现12月~1月在保温层和防护层产生内部冷凝；
d) 寒冷地区，基层200 mm混凝土，室内饰面层??=3.0 m或??=1.0 m，100 mm MW和EPS，均无内部冷凝。
e) 夏热冬冷地区，无论采用哪种基层和室内饰面层，均无内部冷凝。
f) 夏热冬暖地区，基层240 mm砌块，50 mm MW，5月在保温层和基层产生内部冷凝；采用50 mm EPS时无冷凝。水蒸气主要从外至内传递。
g) 夏热冬暖地区，基层200 mm混凝土，50 mm MW，4~5月在保温层和基层产生内部冷凝；采用50 mm EPS时，5月在保温层和基层产生内部冷凝。水蒸气主要从外至内传递。
2) 按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的规定，采暖季围护结构中保温材料因受潮而增加的重量湿度的计算结果如下：
a) 严寒地区，基层240 mm砌块，保温层为150 mm MW时，室内水蒸气渗透阻需要达到Z=8,760（m2﹒h﹒Pa/g），即??=6.3 m，才能符合要求；保温层为150 mm EPS时，室内水蒸气渗透阻需要达到Z=848（m2﹒h﹒Pa/g），即??=0.6 m，便符合要求；
b) 严寒地区，基层200 mm混凝土，保温层为150 mm MW或EPS时，混凝土作为主要的水蒸气阻隔材料，室内不增设水蒸气渗透阻隔材料也符合要求；
c) 寒冷地区，基层240 mm砌块或混凝土，保温层为150 mm MW或EPS时，室内不增设水蒸气渗透阻隔材料也符合要求。
3) 按ISO 13788中改进的Glaser方法计算围护结构内部所有材料层全年的冷凝与蒸发量，结果如下：
a) 严寒地区，基层240 mm砌块，150 mm MW，11月~3月在保温层和防护层界面存在内部冷凝，含湿量聚集最高达到0.36 kg/m2，在4月~5月逐渐干燥，在6月~10月完全干燥；150 mm EPS，12月~2月在保温层和防护层界面存在内部冷凝，含湿量聚集最高达到0.03kg/m2，在3月逐渐干燥，在4月~12月完全干燥；
b) 严寒地区，基层200 mm混凝土，150 mm MW或EPS，无冷凝积聚；
c) 寒冷地区，基层240 mm砌块或混凝土，100 mm MW或EPS，无冷凝积聚；
d) 夏热冬冷地区，基层240 mm砌块或200 mm混凝土，50 mm MW或EPS，无冷凝积聚。
e) 夏热冬暖地区，基层240 mm砌块或200 mm混凝土，50 mm MW或EPS，无冷凝积聚。
4) 采用EN 15062规定耦合计算方法，采用WUFI模拟软件计算，室外条件采用瞬时的气象条件，室内条件按常规湿度计算。

与ISO 13788的计算方法进行比较，从系统的水蒸气扩散的方向比较，两者具有类似行；如果需要研究每种不同的室内外条件和系统构造条件下，每一层的材料工作温度、相对湿度、含湿量、热流、湿流等，在计算中均有明确的结论。

结果比较分析

计算结果汇总如下:
1) 按Glaser方法计算围护结构内部是否存在冷凝时，计算的特点如下：
a) 在严寒地区的采暖时间中，在最寒冷的季节，冷凝一般都会出现在保温层外侧，很难采取措施避免；
b) 在寒冷地区，室内条件的取值和室内侧饰面材料的水蒸气透过性能起着决定性作用；
c) 夏热冬冷地区，计算结果和室内条件取值关联度较大；
d) 在夏热冬冷和夏热冬暖地区，是否出现冷凝和室内的条件取值关联度极大，在计算时，如果对室内条件没有清晰的定义，会导致计算结论和实际差异极大。
2) 按采暖季围护结构中保温材料因受潮而增加的重量湿度的允许增量计算时，计算结果说明如下：
a) 在《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93的版本中，此种计算方法参考了原苏联《建筑热工规范》的规定；在可参考的原苏联的资料中，关于围护结构的现场实测研究文件中，围护结构的内部受潮的分析中，包含了两部分：由于空气渗漏携带的水蒸气导致围护结构含湿量增加；由于水蒸气扩散导致的含湿量增加；在GB 50176-2016版本中，增加了保温材料的种类，按照其计算的原理：“通过对不同含水率下保温材料导热系数的变化研究，可以认为材料在含水率小于规定值时，导热系数的变化对围护结构的热工性能影响较小。”材料重量湿度的允许增量的计算时间为采暖季，其计算的原理是假定围护结构中的保温材料在采暖季的含湿量不停累积。
b) 通过对比，当采用ISO 13788规定的Glaser方法计算全年水蒸气的传递时，可以看到在采暖季，围护结构整体处于干燥的趋势中；如果按照EN 15062湿热耦合计算方法，也表明在采暖季围护结构处于干燥过程，而且保温层也处于干燥过程；两者的计算只表明在保温层外侧在采暖季的的相对湿度较大，而导致冷凝，但是含湿量却降低。
c) 通过在很冷地区的实测和观察，当围护结构采用在外保温系统时，如果不存在由于空气渗漏携带的水蒸气，仅考虑由于水蒸气扩散导致的含湿量变化时，围护结构的整体和保温材料部分的含湿量在采暖季均下降。特别是现代的建筑采用的采暖方式后，室内空气相对湿度很低；
3) 按ISO 13788中改进的Glaser方法计算围护结构内部所有材料层全年的冷凝与蒸发量，计算的特点如下：
a) 计算时由于仅考虑了水蒸气的扩散或蒸发，只能反应系统内部是否存在冷凝，不能计算系统的含湿量变化。但是，从计算的室内外水蒸气分压可以得出与WUFI计算的结果具有一致性；
b) 由于计算中考虑了水蒸气扩散的冷凝量和蒸发量，可以从一定程度上评估冷凝量的累积量，但是算法中不能体现液态水的迁移。
4) 按EN 15062规定湿热耦合计算方法，采用WUFI模拟软件计算，计算的特点如下：
a) 通过对寒冷地区和夏热冬冷地区的已有外保温系统的跟踪，计算的结果具有较好的吻合度，特别在寒冷地区，此外，对于严寒地区和夏热冬暖地区需要进一步的实际工程跟踪。
b)在使用软件计算时，精确的室外气候条件和室内条件不可能完全与实际相同，特别是室内条件，由于使用人员行为，可能和实际中存在很大的差别；此外，目前很多材料的湿热性能数据缺乏，比如材料的吸湿和放湿的参数；
c) 在建筑外墙中，湿气的进入方式有湿气扩散、气流带入的水蒸气冷凝或存储在系统内部、漏水产生的内部水分、夏季的冷凝和水份相变等。虽然软件可以进行各种设置，但是需要依据经验进行设置，否则可能和实际偏离很大。

结论

建筑在采用外保温后，热桥部位更容易出现低温现象，表面冷凝的分析部位应以热桥部位为主，热桥部位的温度计算不适宜采用手工计算，最好采用专用的软件计算，进行验算时，建议对以下部位进行计算：

1)?结构性线热桥，由于建筑围护结构的形状、构造截面形状的变化形成的热桥，如屋脊、屋檐（天沟）、屋檐（山墙）、内天沟、墙体与基础（地面）交接处、阳角、挑出的阳台或窗台板或凸窗；

2)?不同构件交接部位的线热桥：如装配式或构件拼装的接缝、门窗洞口四周、伸缩缝等；

3)?围护结构内部由于构造原因产生的热桥，如保温层的拼接空隙、保温层压缩、采用龙骨连接时龙骨穿过保温层产生的热桥等；

4)?围护结构内部由于构造原因产生的点状热桥，如紧固件，穿过墙体的管道、金属支座等。

围护结构内表面进行表面冷凝控制时，需要依据材质和构造进行冷凝的评判，依据现有的研究，建议如下：

1)?当建筑物对卫生要求时，大多数的砌体墙或混凝土墙体外保温围护结构内表面，表面相对湿度临界值                             ≤80%，评价的时间可以采用月度平均值、周平均值；对于轻质围护结构，如钢结构、玻璃窗框等内表面，可更宽松些。

2)?当评价建筑物材料表面冷凝时，可采用一年中的日平均温度和相对湿度进行计算。

3)?建筑室内表面冷凝控制时，需要结合当地的气候区和气象条件控制，以采暖为主的建筑可进行热工性能改善，在过渡季出现高湿度时，可采用被动、主动通风，或采用主动空气除湿处理。

4)?外保温的外表面很容易出现冷凝，一般可对热桥部位进行改善，如锚栓、金属连接件等；或采用不易滋生微生物的饰面材料；或长波辐射率低的材料保持相对较高的温度。

外保温系统外表湿平衡可采用吸水量、吸水率和水蒸气渗透阻进行控制，每种指标可结合气候区和降水量的不同进行分级要求。

外保温系统的围护结构进行内部受潮分析时，结论与建议如下：

1)?湿分析影响条件很多，建议采用2种或2种以上的计算对照分析，避免单一算法和实际产生较大的偏差或出现原则性的错误，结合实际的工程选定合适的算法；进行围护结构进行内部受潮分析时，尽可能使用计算机模拟计算，目前标准的推荐一些方法适合手工计算，但是需要充分理解计算的不足，以及指导实际工程的不足；

2)?室内条件的取值对计算结果的影响很大，同样类型，比如居住建筑，随着采暖和空调设施的使用，室内的湿度条件与目前标准中规定的均可能存在差异，比如现行的国标，或者本文中的集中国外计算方法，室内的条件与实际差异很大，在计算时，建议进行多种条件设置并对比计算；室外条件尽可能采用逐时算法，平均值的算法和实际的差异很大；采用湿热耦合逐时算法时，对于外保温系统中实际运行的附加条件，可进行多种设置进行对比分析，如：外保温裂缝的渗水，渗入的水分的量的选择；外保温表层吸附水分的量；带空腔的外挂围护系统中空气的流量、流速以及气液相水分的进出。

3)?进行内部冷凝计算或采用湿热耦合计算后，评价的方法目前没有统一的要求，一般采用经验值进行评判。采用稳态方法计算时，对界面进行评价，如采用ISO 13788中改进的Glaser方法计算围护结构内部材料层全年的冷凝与蒸发后的含湿量进行评价，评价可采用材料遇水的单位面积量进行评价，或材料遇水后，材料性能能维持稳定的时间；采用湿热耦合逐时方法计算时，可对系统、各层材料的含湿量进行评价。考虑软件计算的精度更高，可采用材料遇水的单位面积量进行评价；或材料遇水后，材料性能能维持稳定的时间进行评价；以及材料、系统整体含湿量是否能维持平衡或下降后趋于稳定。

 知识点来源：熙熙壤壤

知识点：建筑外墙外保温系统防潮分析方法

建筑外墙外保温系统与建筑节能技术分析