游泳馆钢结构屋面结露原因分析及改造方案探讨

摘要：本文详细分析了北方严寒地区钢结构室内游泳馆结露的主要原因，结合工程实例对已出现严重结露现象的钢结构室内游泳馆的改造方案阐述了自己的见解，在结语部分对钢结构室内游泳馆设计给出了适当建议。

关键词：结露 保温层 通风 除湿

一、前言：

随着生活质量的提高，全国各地大量兴建室内游泳馆。在游泳馆设计时除需考虑水处理设施外，还须考虑防结露措施。所谓结露，是指室内湿热空气在温度降到露点时产生液态水的现象。由于游泳馆内存在大量水，湿度远远高于其它建筑，此外北方地区游泳馆，除夏季外室内外温差较大，很容易产生室内结露现象。

二、结露现象的危害

1、降低游泳馆使用寿命

受湿热空气及露水的频繁侵蚀，网架、檩条、吊顶、各管道等防腐漆膜寿命降低，漆膜一旦破坏，含氯离子的湿热空气及露水对钢结构的侵蚀将急剧加速，导致钢结构在3～5年内破坏，大大降低其使用寿命。

照明灯具、消防自动报警设施、电子计分系统、LED大屏幕等电气线路、设备通常不能做到全部耐水封闭，一旦露水沿管线进入电器设施内部或线缆接头部位，轻则加速设备老化腐蚀，重则直接导致接地或短路破坏。

2、热量散失快，增大运行成本。

由于钢结构屋面多采用保温岩棉作为保温层，一旦出现结露现象，保温层会因饱和水而失效。导致室内外发生热交换，热量迅速散失，需要不断加热池水，加大冬季运行成本。

3、影响建筑物的美观及业绩

出现结露现象后，锈水下滴，顶棚、墙体、门窗玻璃、地面等均会产生黄色锈水印记，严重影响建筑物的美观。另外锈水可能会滴落到泳池内，影响水质。甚至会直接滴至顾客身上，给顾客带来不舒服的感觉，直接影响营业绩效。

三、结露原因分析

1、保温层厚度不足

保温层厚度不足，将导致其围护结构内表面与室内湿热空气中间出现温度差，满足露点条件。目前一些设计人员为了美观，将钢结构屋面的主次檩条隐蔽到屋面板内，降低主次檩条部位保温层的厚度，甚至取消主次檩条处的保温层材料，直接在屋面上设置若干人为“冷桥”。

2、屋面构造气密性不够

目前，钢结构屋面保温层多采用保温岩棉，其下层如不设置封闭性能良好的隔气层，必然会造成游泳馆内的湿热空气穿透保温层，直达屋面上层钢板下表面。温度的差异导致钢板下表面出现结露，使保温层吸水饱和后失效，加剧室内外热量交换，造成结露现象恶性循环。

3、相对湿度过大

相对湿度是导致游泳馆结露的一个重要因素，相对湿度越高，水蒸气的分子压力越大，露点温度就越高，室内温度与露点温度之间的温差就越小，越容易出现结露现象。所以设计时通常要求相对湿度要低于70%。

4、通风量不适宜

通风量主要是指排风量。理论上说，排风量应等于新风量。当排风量较大时，空调的负荷也较大。如空调负荷不足，则会使室内温度较低；而当排风量较小时，新风量也较小，不能有效降低室内的相对湿度。所以控制室内的排风量可以控制室内所需要的热负荷，进而降低日常运行的费用。

四、某游泳馆结露改造工程实例

1、工程概况及结露现象

该工程于2012年9月28日竣工，同期投入使用。建筑结构形式及屋面做法：框架结构、空心砖填充墙，网架、双层压型钢板屋面、保温层为125mm厚的苯板。于10月下旬开始出现轻微结露，且随室外温度降低逐渐加剧。至11月下旬，结露情况十分严重，室内电气设备管线、大白工程、地板工程均受到不同程度破坏。

2、原因调查

连续一周内，在不同位置布置多个测控点以监测室内空气的温湿度，实测结果为：温度在26～30度之间，湿度在45%～60%之间。

现场组织技术人员会同甲方、监理和分包单位施工人员，掀开屋面板。经检查发现：屋面板下结满露滴且岩棉保温层含水率接近饱和状态。屋面钢结构主次檩条旁没有保温和断桥措施，且保温层、隔气层及保温玻璃棉与钢檩条之间未充分密封。接近顶棚的墙体未出现结露现象，但顶棚结露严重。说明现室内温度湿度条件下，屋面保温层、隔气层失效及“冷桥”是游泳馆结露的主要原因。

游泳馆屋面消防排烟风机在未通电情况下自转，说明空调回风不畅，室内湿热空气滞留，存在正压。

3、整改措施方案

拆除原有保温层，隔气层。选取憎水性好且不透气的新型防火轻质复合保温屋面板，消除“冷桥”部位；屋面增设无动力排风机，排除室内滞留的湿热空气，同时调节回风量，降低室内空气正压；改造前后屋面做法如图1所示。

如图1改造前后屋面做法对比

4、露点及保温层热阻计算

计算依据为《民用建筑热工设计规范》GB50176-93

（1）屋顶内表面温度θi=ti-（ ti C te） *Ri/ R0

θi―屋面内表面温度；

ti ―冬季室内计算温度（℃）；本工程取28℃；

te ―冬季室外计算温度（℃）；本工程取-18℃；

R0 ―围护结构的传热阻；

Ri ―内表面换热阻（m2・k/w）；取为0.11。

假定屋顶室内计算温度28℃，查得露点温度为24.2℃，根据经验屋面内表面温度高于露点温度2℃以上可保证不结露，因此屋面内表面温度为26.2℃，带入公式：θi=ti-（ ti C te） *Ri/ R0，得R0=2.81 m2・k/w；

（2）屋面围护结构热阻的计算公式：R0= Ri + R + Ri

Ri ―内表面换热阻（m2・k/w）；取为0.11；

Re ―外表面换热阻（m2・k/w）；取为0.04；

R ―围护结构热阻（m2・k/w）。

带入公式：2.81 m2・k/w=0.11 m2・k/w+R+0.04 m2・k/w，得R=2.66 m2・k/w，即当屋面围护结构热阻≥2.66 m2・k/w时，满足要求。

五、结语

综上所述，笔者认为室内钢结构游泳馆设计时，应重视防结露措施的应用，保证围护结构保温层的厚度和隔气层的气密性。以上观点是多位专家共同论证，且经过工程实例检验后的设计经验，望各位业内人士应用后加以验证和推广。

参考文献：

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