建筑外墙污染研究及雨洁的可行性分析

发布时间：2020-06-19 12:59

【摘要】：近年来，外墙污染得到人们的重视。经常需清洗的外墙花费较高，因此研究外墙污染的特点及其清洗设备的研究很有意义。本课题以西安市受污染的四面都暴露于空气中的建筑外墙为主要研究对象，统计分析了外墙污染的主要污染物及其成因、主要形式及其原因、污染物常出现的部位及其形成原因等内容，同时分析西安市雨水的特点并分析其用于外墙清洁的可行性，得到以下主要结论：（1）由于有机物和水分充足产生的生物污染、由于铁制品受腐蚀引起的锈蚀污染、由于水泥中的石灰外渗引起的石灰污染、由于周边扬尘引起的灰尘污染是主要四种污染物，其颜色包括橙色、浅黄色、黑色、绿色、白色、咖啡色。（2）流痕类（主要是单一条状、斑状等10种）和花脸类两大类主要污染形式，容易发生在建筑的凸出或者凹进等9部分(A-I)的周围。（3）建筑物外墙的污染情况随着时间波动上升。0-5年内建筑外墙污染较轻，处于污染物的积累阶段，与内外在影响因素相关较小，11-15年是建筑污染的突越时期，0-15年内对建筑的维护决定着建筑受污染的情况。（4）西安市外墙主要污染源是灰尘及冬季的粉煤颗粒，由于受季风气候等外环境的影响，建筑各个面墙的污染程度不同：东南面墙＞西北面墙，东面墙＞南面墙＞北面墙＞西面墙。（5）不同材料的外墙纵向上污染特点不同，纵向上灰尘颗粒粒径基本上是低处的高于高处的。外墙材料粗糙程度引起的污染程度不同：水泥类墙面＞涂料类＞陶瓷类＞大理石＞铝塑板＞无釉面砖。在设计时应注意不同污染物颜色与墙面材料颜色之间的凸显程度来掩饰污染物。（6）雨水管中雨水的pH处于中性区间，雨水浊度在5NTU左右。分析1961—2011年51年间的降雨数据得出每年都会下大雨和中雨，可借助雨水利用装置完成临街外墙的清洗。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU746.2;TU227
【图文】：

几何形状,风动,数值模型,外墙

研究的课题[17]。任何一栋建筑产生缺陷的原因是构造和排除面层水分的问题[18]。水分在多空材料中的积累引起水分在多空材料中的渗透[19-21]，且低温条件下外墙易冻坏[22]，材料的物理和化学性能也会下降[23]。Bert Blocken 等（2007 年）运用 CFD HAM 模拟了风动雨对建筑立面墙的冲击[24]。B. Blocken等用实验验证数值模型并用其分析面墙上的风动雨（WDR），从图 1.1 可以看出在 20m的建筑表面，当 a 中的降雨强度由大变小时，b 中的雨膜厚度达到最大值之后开始下流，假若 d 中的雨水吸收量等于面墙上接受的风动雨量那么就不会产生径流，当风动雨量大于吸收量时就产生径流，径流随着时间的加长在墙面上的运动轨迹加长[25]。建筑表面的几何形状和材料对 WDR 作用下的径流也有影响。如图 1.2 所示[ 26]，面墙上的径流是逐步增加的。由于墙面是干燥的所以雨水径流有可能不能达到面墙最低端，这时面墙上的灰尘与雨水作用产生污染。若是径流量大，即便是雨水径流能到达底端，墙面上也仍会有灰尘颗粒的积累，产生视觉效果上的污染。

风动,手绘,雨水径流,面墙

图 1.1 外墙上的风动雨的数值模型结果a，72 分钟内风动雨的降雨强度 b，雨膜随着时间厚度的变化 c，面墙上的雨水径流量d，被吸收的雨水ab c d

【参考文献】