孫文遷

【摘要】本文介紹門窗室內(nèi)側(cè)結(jié)露是門窗常見的現(xiàn)象，提出抗結(jié)露設(shè)計就是利用等溫設(shè)計原理解決門窗室內(nèi)結(jié)露甚至發(fā)生霉變。

【關(guān)鍵詞】露點;等溫線;霉變

1. 前言

露點溫度指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時的溫度。形象地說，就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r候的溫度叫露點溫度，氣溫降到露點以下是水汽凝結(jié)的必要條件。

結(jié)露就是指物體表面溫度低于附近空氣露點溫度時表面出現(xiàn)冷凝水的現(xiàn)象。結(jié)露點是物體表面開始結(jié)露形成液滴或冰的臨界溫度點，當物體表面的溫度等于或低于結(jié)露點溫度時，其表面就會產(chǎn)生結(jié)露，長時間會引起物體表面發(fā)霉、變黑、銹蝕。

霉變是一種常見的自然現(xiàn)象，多出現(xiàn)在食物中，食物中含有一定的淀粉和蛋白質(zhì)，而且或多或少地含有一些水份，而霉菌生長發(fā)育需要水的存在和暖和的溫度。在受潮后水分活度值升高，霉菌就會吸收食物中的水分進而分解和食用食物中的養(yǎng)分。

2.門窗結(jié)露

門窗結(jié)露就是在門窗的室內(nèi)表面凝聚著露水或水霧。當固體（玻璃、窗扇、窗框）表面溫度較周邊臨近潮濕空氣的露點溫度低時，空氣中的水蒸汽變?yōu)橐后w的水，凝結(jié)在冷的固體表面，就會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。當結(jié)露部位溫度持續(xù)達到13℃以上，相對濕度達到80%以上時，就容易發(fā)生霉變。

2.1門窗工程發(fā)生結(jié)露的主要部位

2.1.1框結(jié)露

框型材的隔熱性能達不到要求，在型材部位形成冷橋，產(chǎn)生結(jié)露（圖1）。對鋁合金隔熱型材來說，型材的隔熱性能與型材隔熱條的寬度和形狀有著直接的關(guān)系，如果型材的隔熱條寬度較小，不能滿足當?shù)氐亩颈匦阅芤蟆?/p>

圖1

2.1.2玻璃結(jié)露

玻璃結(jié)露現(xiàn)象（圖2、圖3）大多數(shù)情況下是外窗整體保溫性能較差，導(dǎo)致室內(nèi)溫度降低，在玻璃表面形成結(jié)露。還有一種情況是室內(nèi)濕度較大，這種情況主要是因為現(xiàn)在門窗的密封性能較好，特別是在冬季，不能經(jīng)常開窗換氣，導(dǎo)致室內(nèi)濕度較大，特別在廚房和陽臺部位產(chǎn)生水汽較多的位置。

圖2

圖3

2.1.3框與玻璃結(jié)合部位結(jié)露

玻璃與框結(jié)合部位結(jié)露（圖4、圖5），一是中空玻璃間隔條為鋁合金，產(chǎn)生冷橋;二是玻璃與槽口鑲嵌部位隔熱措施不到位，形成空氣對流，產(chǎn)生冷橋。圖5所示，玻璃中間部位沒有結(jié)露，僅在邊部產(chǎn)生結(jié)露。

圖4

圖5

2.1.4框與洞口結(jié)合部位結(jié)露

門窗框與安裝洞口結(jié)合部位產(chǎn)生結(jié)露（圖6、圖7、圖8、圖9），一是門窗安裝間隙保溫沒處理好，產(chǎn)生冷橋、結(jié)露，甚至發(fā)生霉變;二是安裝部位防水沒處理好，產(chǎn)生漏水。

圖7窗框側(cè)面安裝部位產(chǎn)生結(jié)露、霉變，圖6、圖8和圖9則為凸（飄）窗和陽臺窗安裝部位產(chǎn)生結(jié)露、霉變情況，這種情況除了與安裝部位保溫沒處理好外，還與凸窗和陽臺部位建筑主體保溫性能較差有關(guān)（圖8）。

圖6

圖7

圖8

圖9

2.1.5霉變

墻體霉變是指在適宜的溫度和濕度下，霉菌利用墻體膚層中的碳源、氮源，寄生于墻體表面，并且大量繁殖，通常呈現(xiàn)出黑毛、綠毛、紅毛、黃毛等形態(tài)，見圖6～圖9所示。

我國南方地區(qū)，夏季氣溫高，相對濕度大，持續(xù)時間長。最熱月平均相對濕度為78%～83%，屬典型的高溫高濕區(qū)域，墻體易吸收空氣中水分;北方地區(qū)冬季嚴寒漫長，墻體冷橋?qū)е碌慕Y(jié)霜結(jié)露很普遍，墻體受潮、積水后極易發(fā)生墻體霉變。

2.2霉變產(chǎn)生的四個主要條件

2.2.1合適的溫度。22℃～35℃被認為是霉菌生長的最佳溫度。大多數(shù)建筑（特別是空調(diào)類建筑）通常正好處于這個溫度范圍里;

2.2.2水分存在。建筑圍護材料中，由于結(jié)露所提供的液態(tài)水分比其周圍空氣中所含的水蒸氣對霉菌的生長更起作用 。通常以材料中的相對濕度80%，作為預(yù)防霉菌生長的臨界濕含量;

2.2.3足夠的營養(yǎng)。每種建筑材料中都含有不同程度上的營養(yǎng)物質(zhì);

2.2.4充足的時間。霉菌生長取決于溫度、相對濕度、材料的含濕量、時間等特性。

當環(huán)境溫度在5℃～5O℃，相對濕度在80%以上，數(shù)周或數(shù)月就能引發(fā)霉菌生長。

3. 防結(jié)露設(shè)計

在冬季，室內(nèi)溫暖的空氣在接觸門窗表面時，溫度的降低會導(dǎo)致相對濕度的升高，可能導(dǎo)致門窗表面結(jié)露及霉變，破壞室內(nèi)裝修，并影響室內(nèi)空氣質(zhì)量和健康。

不管是構(gòu)成門窗的型材和玻璃，還是門窗的各節(jié)點構(gòu)造，多腔設(shè)計是隔熱設(shè)計的基本原則。

3.1型材的隔熱設(shè)計

型材的隔熱設(shè)計應(yīng)根據(jù)門窗的整體隔熱性能設(shè)計來確定。型材的隔熱性能與型材的有效隔熱厚度成正比。對于多腔體門窗型材來說，型材的有效隔熱厚度及型材多腔設(shè)計是增大型材熱阻的有效手段，熱阻越大，型材阻止熱的傳遞的能力就越強，就能減小在型材部位產(chǎn)生冷橋效應(yīng)，避免在型材部位結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2玻璃隔熱設(shè)計

多腔中空玻璃是玻璃隔熱設(shè)計的首選，在此基礎(chǔ)上根據(jù)門窗整體節(jié)能實際需求選擇Low-E膜或是充惰性氣體。為了獲得更好的隔熱性能，可選擇真空與中空組成的復(fù)合玻璃。

為了阻止玻璃的邊部結(jié)露現(xiàn)象，應(yīng)在中空玻璃邊部采用暖邊膠條，避免玻璃邊部冷橋現(xiàn)象發(fā)生。

3.3節(jié)點構(gòu)造隔熱設(shè)計

門窗節(jié)點構(gòu)造設(shè)計是門窗節(jié)能設(shè)計的重要內(nèi)容，其隔熱設(shè)計同樣遵循多腔設(shè)計原則。門窗的節(jié)點構(gòu)造包括固定節(jié)點和開啟節(jié)點。

對于固定節(jié)點構(gòu)造的隔熱設(shè)計主要存在于玻璃鑲嵌槽口邊部，玻璃邊部余隙主要通過對流的方式進行熱量交換，是產(chǎn)生冷橋的主要原因（圖5），隔熱設(shè)計時應(yīng)采取措施對玻璃余隙進行阻隔。為了取得更好的隔熱性能，同樣在固定節(jié)點應(yīng)進行多腔隔熱設(shè)計。

開啟腔的隔熱設(shè)計應(yīng)遵循多腔設(shè)計及冷腔和熱腔分隔的原則。

3.4安裝節(jié)點隔熱設(shè)計

門窗框安裝時與墻體之間的密封保溫處理，應(yīng)使門窗盡量貼近保溫層或被保溫層包住，安裝間隙填充保溫材料，以達到減少冷橋的目的。

門窗安裝位置對于建筑整體節(jié)能性能也有較大的影響。建筑保溫墻體形式有外保溫、內(nèi)保溫及夾心保溫。建筑門窗安裝方式主要有居中、沿墻外側(cè)、沿墻內(nèi)側(cè)及沿墻外掛安裝。

3.4.1 外保溫墻體

外保溫墻體外窗洞口熱橋線性附加傳熱系數(shù)值見表1，沿墻外側(cè)安裝保溫效果最好。

3.4.2 內(nèi)保溫墻體

內(nèi)保溫墻體外窗洞口處熱橋線性附加傳熱系數(shù)值見表2，沿墻內(nèi)側(cè)安裝保溫效果最好。

3.4.3 夾心保溫墻體

夾心保溫墻體外窗洞口線性附加傳熱系數(shù)見表3，沿墻外側(cè)安裝窗時 ，窗洞口處熱橋損失較小 ，墻體居中安裝時比沿墻外側(cè)安裝時的結(jié)果稍大些 。

3.4.4 沿墻外側(cè)外掛安裝

沿墻外側(cè)外掛安裝主要是超低能耗被動式門窗安裝方式，門窗安裝在墻體外測保溫層上，可以有效控制冷橋，見圖10所示。

3.5等溫線設(shè)計

圖12所示，以室內(nèi)溫度 20℃相對濕度 50%為例，當空氣溫度降低到 12.6 度時，達到霉菌生長的臨界溫度，當溫度降低到 9.3 度時，空氣開始結(jié)露。所以我們把 13℃和 10℃作為門窗節(jié)能設(shè)計時的兩個關(guān)鍵性的控制溫度。

門窗節(jié)點等溫線見圖 11，霉變臨界溫度見圖12。

門窗節(jié)點隔熱設(shè)計時，為了考慮防結(jié)露及防霉變，應(yīng)進行傳熱性能熱工模 擬，繪制出等溫線圖。10℃等溫線不應(yīng)露出門窗室內(nèi)表面，防止門窗表面結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生。13℃等溫線不宜露出門窗室內(nèi)表面，避免霉菌生長。

防結(jié)露設(shè)計應(yīng)在門窗的隔熱設(shè)計時整體考慮，應(yīng)綜合考慮組成門窗的型材、玻璃及節(jié)點構(gòu)造的隔熱設(shè)計和安裝節(jié)點隔熱設(shè)計，各部分的綜合隔熱性能構(gòu)成了門窗整體的隔熱性能，見圖13。

4.門窗的結(jié)露計算與評價

4.1室內(nèi)濕度計算選擇。在結(jié)露設(shè)計中，一般選擇室內(nèi)濕度為60%。濕度越高，對整窗材料選擇要求越高。相同型材、相同玻璃配置，在室內(nèi)溫度為20℃、室外溫度-13℃的氣候環(huán)境下，不同濕度對結(jié)露設(shè)計的影響分別見圖14～圖17及表4～表7。

4.2進行門窗的節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)當?shù)氐氖覂?nèi)外溫度、項目的室內(nèi)濕度設(shè)計要求等各項參數(shù)進行結(jié)露計算，計算結(jié)果必須全部滿足要求，才可以認定整窗的結(jié)露計算與評價滿足要求。

5.保溫隔熱設(shè)計誤區(qū)

一般情況下，門窗框面積占比為25%左右，玻璃占比為75%左右，認為只要采用傳熱系數(shù)小的玻璃即可降低門窗整體的傳熱系數(shù)，忽咯了框的傳熱系數(shù)及框與玻璃結(jié)合部位的線傳熱系數(shù)及玻璃與框的等溫線不連貫造成的結(jié)露隱患。

門窗框面積占比為25%左右，玻璃占比為75%左右，因此，很多企業(yè)的實際設(shè)計門窗的節(jié)能性能時，采取高配玻璃低配框。為了降低整窗的傳熱系數(shù)K值，認為玻璃面積占比較大，只要選用K值較低的玻璃即可快速降低整窗的傳熱系數(shù)，忽視了框的傳熱系數(shù)對整窗的節(jié)能性能的影響，忽視了玻璃與框型材的等溫線不連貫造成的冷橋效應(yīng)及結(jié)露隱患，實際門窗在使用過程中，窗框及玻璃邊部產(chǎn)生冷橋，保溫隔熱性能不好，產(chǎn)生結(jié)露。還有很大一部分企業(yè)忽視了門窗與洞口安裝間隙的保溫，安裝使用時，導(dǎo)致門窗的結(jié)合部位產(chǎn)生熱橋，產(chǎn)生結(jié)露。

6.結(jié)語

防結(jié)露設(shè)計是門窗節(jié)能設(shè)計的內(nèi)容深化，門窗的防結(jié)露設(shè)計應(yīng)進行系統(tǒng)性考慮。門窗的節(jié)能設(shè)計還應(yīng)放在建筑整體節(jié)能設(shè)計里綜合考慮，因此，安裝位置對門窗整體節(jié)能性能的發(fā)揮有著重要影響。

參考文獻

[1]張淑秘等.建筑外窗對建筑節(jié)能的影響分析.《吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報》2008.12，49-52.

（作者單位：山東省建筑科學(xué)研究院）

【中圖分類號】TU228

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-3362（2019）