門窗結(jié)露原因分析及解決方法

姚永凱

0 引言

伴隨著我國全面建成小康社會的時代步伐，人民的物質(zhì)生活水平顯著提高，居住環(huán)境有了明顯改善，截至2020 年底，全國既有建筑總面積已超過600 億m，所用門窗的總面積超過100 億m。雖然國家“十二五規(guī)劃”就已明確提出節(jié)能減排的目標及細則，同時也對門窗等圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能標準要求有了顯著提升，但我國既有建筑中仍約有95%的門窗不符合節(jié)能標準，這也意味著大多數(shù)門窗，尤其是寒冷地區(qū)，會出現(xiàn)門窗結(jié)露的問題。

現(xiàn)階段，我國門窗市場逐漸以節(jié)能性能較好的斷橋鋁窗、塑鋼窗、鋁木復合窗替代了傳統(tǒng)的鋼窗、鋁合金窗，同時Low-e 玻璃、暖邊條、多鎖點五金、優(yōu)質(zhì)三元乙丙膠條的普及應用，以及更完善的工藝技術(shù)及制造設備，使門窗質(zhì)量、性能有了較大提升。本文通過對結(jié)露原因進行研究分析，提出預防和控制門窗結(jié)露的措施和方法。

1 門窗結(jié)露原因分析

門窗結(jié)露一般存在于室內(nèi)側(cè)窗框型材內(nèi)表面或室內(nèi)側(cè)玻璃內(nèi)表面，主要原因是在嚴寒、寒冷地區(qū)秋冬季室外溫度低，室內(nèi)外溫差大，室內(nèi)熱空氣尤其是相對濕度較大的熱空氣遇到框體或玻璃內(nèi)表面溫度較低的物體時，水蒸氣凝結(jié)成水附著在物體表面，形成生活中常見的門窗結(jié)露現(xiàn)象。室內(nèi)空氣相對濕度、室內(nèi)外溫差、門窗周邊空氣流動性、玻璃內(nèi)表面溫度等都會引起門窗結(jié)露現(xiàn)象，下面將深入分析水蒸氣為何會遇冷析出，框體及玻璃內(nèi)表面溫度如何計算，溫度低于多少時會發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。

1.1 水蒸氣壓及露點溫度

室內(nèi)外空氣都是含有一定水分的濕空氣，可以視為干空氣和水蒸氣的混合物，在溫度和壓強一定的條件下，一定容積的干空氣所能容納的水蒸氣量有一定限度，當水蒸氣含量尚未達到這一限度時，該濕空氣稱為“未飽和”，達到此限度就稱為“飽和”。達到飽和狀態(tài)的水蒸氣分壓強稱為飽和蒸氣壓，溫度越高，一定容積中所能容納的水蒸氣越多，飽和蒸氣壓也越高。

當建筑物內(nèi)的濕空氣已經(jīng)飽和（相對濕度達到100%），再繼續(xù)向其供給水蒸氣，則超量的水蒸氣會凝結(jié)成水霧或在溫度較低的墻面、頂棚及窗戶上結(jié)成水珠。

當建筑物內(nèi)濕空氣未飽和，但溫度下降到某一特定值時，由于飽和蒸氣壓下降，使水蒸氣達到飽和（相對濕度達到100%），再降溫，空氣中容納不下的水蒸氣就凝結(jié)成露水，這一特定溫度稱為“露點溫度”，簡稱“露點”。

室內(nèi)側(cè)露點溫度確定方法：

（1）室內(nèi)設計溫度條件下的飽和水蒸氣壓Ps 如表1 所示。

表1 不同溫度下的飽和水蒸氣壓Ps(mmHg)

續(xù)表1

（2）室內(nèi)設計溫度條件下的水蒸氣分壓P 按室內(nèi)濕度與該溫度下飽和水蒸氣壓Ps 的乘積取值，計算公式如下：

式中P 為空氣的水蒸氣壓，f 為空氣的相對濕度，Ps 為空氣的飽和水蒸氣壓。

1.2 門窗室內(nèi)側(cè)表面溫度計算

如公式（2）所示（參考文獻JGJ 113-2015 建筑玻璃應用技術(shù)規(guī)程）：

式中：

T 為玻璃室內(nèi)側(cè)表面溫度（K）；

Ti 為建筑物室內(nèi)溫度（K）；

Te 為建筑物室外溫度（K）；

h為室內(nèi)對流換熱系數(shù)[W/（m·K）],玻璃表面未鍍低輻射膜，h=8W/（m·K）；

U 為玻璃傳熱系數(shù)[W/（m·K）]。

1.3 計算示例

假設室內(nèi)溫度為24℃，室外溫度為-10℃，空氣相對濕度為50%，玻璃配置分別定為5Low-e+12A+5C（G），5C（G）+12A+5C（G），玻璃中心U 值分別取1.8W/m·k、2.8W/m·k；

如表1 所示，當溫度為24℃時，PS 取值22.37，根據(jù)公式（1）：

計算得，p=22.37×50%=11.19。

如表1 所示，11.19 飽和水蒸氣壓對應溫度為13℃，即當玻璃內(nèi)表面溫度低于13℃時，玻璃內(nèi)表面會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

根據(jù)公式（2）：

當玻璃配置為5Low-e+12A+5C（G），U 值為1.8W/m·k 時，T=24-1.8×[24-（-10）]/8，T=16.35℃，16.35＞13，玻璃內(nèi)表不會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象；

當玻璃配置為5C（G）+12A+5C（G），U 值為2.8W/m·k 時，T=24-2.8×[24-（-10）]/8，T=12.1℃，12.1＞13，玻璃內(nèi)表面會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

2 門窗結(jié)露的危害

2.1 滋生霉菌，影響健康

（1）門窗長期結(jié)露會導致冷凝水沿窗框、玻璃流淌至室內(nèi)窗套、墻體，地板，當窗套、墻體、地板尤其是木質(zhì)窗套線、壁紙墻體及木質(zhì)地板長期處于浸泡狀態(tài)時會滋生大量霉菌，當人體直接碰觸霉菌，或霉菌顆粒揮發(fā)到空氣中飄落室內(nèi)各個角落，影響人體健康。

（2）門窗長期結(jié)露將影響陽光照射，使室內(nèi)光照時間變少，利用太陽光自然殺菌能力變?nèi)?，也會影響人體健康。

2.2 影響美觀，破壞室內(nèi)裝修

（1）門窗長時間結(jié)露，會影響整體裝修的視覺效果，使精心設計的顏色搭配無法得到詮釋，木制窗套、墻紙、墻布、木制地板等長期浸水均會發(fā)生鼓泡、翹曲、變形等問題，使整體裝修效果遭到破壞。

（2）作為建材本身的門窗，在長期浸蝕作用下，也會大大加速其老化、腐蝕，降低其使用壽命。

2.3 阻擋陽光，遮擋視線

（1）門窗內(nèi)表面結(jié)露后，會影響玻璃的透光率，嚴重影響室內(nèi)采光。尤其是在冬季陰冷天氣，會大大降低室內(nèi)亮度。

（2）門窗內(nèi)表面長期結(jié)露，使室內(nèi)活動人員無法遠眺觀看室外景物，使人感覺壓抑緊迫，不利于緩解緊張情緒。

門窗結(jié)露會產(chǎn)生如此多不利的影響，如何避免門窗結(jié)露問題就顯得尤為重要。

3 門窗結(jié)露解決方案及措施

在門窗結(jié)露原因分析中本文明確了門窗結(jié)露的原因主要包括室內(nèi)空氣相對濕度、室內(nèi)外溫差、門窗周邊空氣流動性、玻璃內(nèi)表面溫度等，通過對結(jié)露原因的分析了解，給出以下解決方案及措施。

3.1 合理控制室內(nèi)濕度

人體的合理舒適濕度為30%～60%之間，通過上文的分析可以知道室內(nèi)相對濕度越大，門窗越容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，因此要在保證人體舒適的條件下合理調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度，可以有效降低門窗結(jié)露的風險。

3.1.1 合理種植綠植，適當澆水

合理種植綠植可以調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣，增加生活情趣，但綠植種植不宜過多，冬季澆水時要盡量在溫度較高、陽光照射條件較好時，避免晚上溫度下降時室內(nèi)濕度過大。

3.1.2 在晾曬衣物時盡可能開窗通風

實際生活中衣服一般在陽臺晾曬，晾曬衣服后陽臺窗出現(xiàn)結(jié)露的情況非常常見，因此在冬季晾曬衣服時要適當開窗通風，同時晾曬衣物時也盡可能在溫度及光照條件較好時。

3.1.3 燒水煮飯及洗澡后開啟排風設備

廚房、衛(wèi)生間是門窗結(jié)露最嚴重的區(qū)域，主要是因為煮飯、洗澡時室內(nèi)濕度過大，因此在煮飯燒水過程中要開啟油煙機，洗澡完畢后及時開啟排氣扇，保證室內(nèi)濕度不要過高。

3.1.4 安裝新風系統(tǒng)，合理控制室內(nèi)濕度

目前新風系統(tǒng)在新建建筑中得到廣泛應用，其在提高室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時也可有效控制室內(nèi)溫濕度，相較開窗通風，新風系統(tǒng)熱回收效率更高也更加智能，因此新風系統(tǒng)也是提高居住環(huán)境舒適度的必要選擇。

3.2 增加門窗周邊空氣流動性

門窗周邊空氣流動性小也是門窗結(jié)露的主要因素，當把氣密性較差的推拉窗換成氣密性較好的平開窗后結(jié)露概率反而更高了的原因。增加門窗周邊空氣流動性主要有以下幾種方法。

3.2.1 增加夜間空氣流動

夜晚睡覺時，窗簾適當留置縫隙，增加室內(nèi)空氣與門窗周邊空氣的對流。

3.2.2 合理布置采暖設備

當使用外置暖氣片供暖方式時，盡可能將暖氣安裝于門窗下方，使熱氣流沿門窗內(nèi)表面與室內(nèi)空氣產(chǎn)生對流。

3.2.3 合理布置通風設備

當采用中央空調(diào)等吹風設備供暖時，保證部分吹風口方向朝向門窗，增加門窗內(nèi)表面的空氣流動。

3.3 降低門窗傳熱系數(shù)（K 值）

無論是合理控制室內(nèi)濕度還是增加門窗周邊空氣流動性都有非常大的局限性，但可以通過設計方案及技術(shù)手段有效降低門窗K 值，提高門窗內(nèi)表面溫度，這也是目前高性能門窗所追求的。

3.3.1 選用合適的窗框材料及設計方案

目前市面上主流的門窗多為斷橋鋁、塑鋼和鋁木復合窗框，斷橋鋁可以通過增加隔熱條的寬度來降低窗框K 值，從而提高窗框內(nèi)表面溫度。塑鋼可以增加墻體數(shù)量，加大型材厚度來降低窗框K 值，鋁木鋁復合窗可通過增加木材厚度，在木材與鋁材之間填充保溫材料等方式降低窗框K 值。

3.3.2 選用合理的玻璃配置

玻璃面積占整個門窗面積的65%～85%，門窗結(jié)露也主要是因為玻璃結(jié)露所引起的，目前業(yè)內(nèi)主要采用以下方法措施降低玻璃K 值，提高玻璃內(nèi)表面溫度。

（1）使用中空玻璃。普通中空玻璃采用兩片玻璃或三片玻璃，通過間隔條進行復合，采用丁基膠+聚硫膠雙道密封，間隔條內(nèi)填充分子篩，吸收多余水分，玻璃為空氣層，大大降低熱傳導，有效降低玻璃K 值。

（2）采用Low-e 低輻射鍍膜玻璃。低輻射鍍膜玻璃可以有效反射遠紅外輻射，使自身吸收的熱量減少，從而散發(fā)的熱量也少，有效減少對流傳導的熱量，降低玻璃K 值，目前使用較多的為單銀Low-e，使用雙銀Low-e、三銀Low-e、三玻兩腔雙Low-e 等配置可進一步降低玻璃K 值。

（3）適當增加間隔條寬度。之前受技術(shù)影響，中空玻璃多采用6mm、9mm 間隔條，目前12mm、14mm、16mm 間隔條得到越來越多的使用，但玻璃隔條并不是越厚越好，間隔條理想厚度應根據(jù)外界邊界條件不同控制在12～18mm 之間。

（4）采用暖邊間隔條。傳統(tǒng)中空玻璃采用鋁間隔條，鋁是熱的良導體，通過采用不銹鋼+尼龍復合材料，可有效降低玻璃邊部熱傳導，降低玻璃K 值。

（5）玻璃腔體中填充惰性氣體。目前中空腔內(nèi)最常用的填充氣體有氬氣、氪氣等惰性氣體，由于這些惰性氣體分子運動相對較慢，熱量傳遞強度略低，因此可以降低空腔的換熱系數(shù)。

4 結(jié)語

隨著社會的進步，人們追求更高品質(zhì)的生活，門窗結(jié)露問題嚴重影響人們對健康、審美、舒適等方面的要求。鑒于門窗結(jié)露的重要性，應充分重視門窗結(jié)露的危害，并通過選材、設計、使用等多種方法和手段相結(jié)合，達到降低和避免門窗結(jié)露的目的，滿足人們對高品質(zhì)、高舒適居住環(huán)境的要求。