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一、前言
随着国家建筑节能要求的不断提高，建筑门窗玻璃幕墙的材质越来越好，如断桥铝型材和low-e中空玻璃、三玻两腔中空玻璃已普遍使用，其热工性能越来越高。如今在北方地区，建筑门窗玻璃幕墙的传热系数均小于2.0W/Km2，且经过结露点设计计算，结果表明不会发生冬季室内结露。但实际工程中，许多建筑出现室内结露，特别是居住建筑，结露现象比较严重，直接给用户带来困扰，也使得设计者迷惑、不解。本文针对建筑门窗玻璃幕墙抗结露性能与结露做详细分析、解惑。
二、结露机理
空气是一种氧、氮和其他少量气体的混合物，它含有少量的水蒸汽，这部分水蒸汽的分压力可用式(1)表示：
式中 p——水蒸汽的分压力(毫米汞柱);
P——大气压力(毫米汞柱);
0.622——水和空气分子量比值，即18/28.97;
x——单位空气重量中含有水蒸汽的重量。
空气中最大水蒸汽的含量取决于空气的温度，温度高的空气中水蒸汽的含量比温度低冷空气中水蒸汽的含量要多。
当空气的湿度达到100%时，此时的水蒸汽压力称为饱和水蒸汽压力。饱和水蒸汽压力与温度的关系见图1。如果使一定温度下的饱和空气冷却（词条“冷却”由行业大百科提供），则冷却后水蒸汽压力高于该温度的饱和水蒸汽压力，这样过量的水蒸汽就会冷凝成液体水，即结露。
室内相对湿度可用p/ps比值表示，ps称为饱和水蒸汽压力。在冬季，特别是北方冬季，一般来讲，室内温度较高，所以室内的相对湿度高于室外，因此室内水蒸汽压力高于室外，所以室内的水蒸汽总是稳定地从室内扩散到室外。饱和水蒸气压与温度数值对应关系见表1。饱和水蒸气压所对应的温度即结露温度，简称结露点。
不同温度下t(oC)的饱和水蒸汽压ps(毫米汞柱) 表1
图2给出了温度与相对湿度的关系曲线，它和表1是计算门窗玻璃幕墙结露点的基础。
三、结露点计算
门窗玻璃幕墙结露点的计算方法如下：
方法1：(1)根据室内温度可在表1中确定该温度下的饱和水蒸气压ps。
(2)室内湿度与该温度下饱和水蒸气压ps的乘积等于该温度下的水蒸气分压力p，在表1种查找饱和水蒸气压等于该温度下水蒸气分压力p的温度，该温度即是室内的结露温度。
例1：室内温度21 oC，室内湿度30%，由表1可知, 21 oC条件下的饱和水蒸气压ps为18.65mmHg， mmHg，在表1中可查得，饱和水蒸气压ps为5.6mmHg所对应的温度约为3.0 oC，即室内温度21 oC，室内湿度30%条件下，室内结露点为3.0 oC。
方法2：在图2横坐标上确定室内温度，由该温度点垂直向上查到对应的室内湿度曲线，由该坐标点向左平行查到对应100%的湿度曲线点，由该点向下查到横坐标温度即为结露点。
四、抗结露性能设计计算
只要门窗玻璃幕墙室内侧表面温度达到结露点，门窗玻璃幕墙即发生结露。 门窗玻璃幕墙室内侧表面温度按式(2)计算：
由式(2)可见，门窗玻璃幕墙室内侧表面温度与室内温度、室内湿度、门窗玻璃幕墙传热系数和室外温度有关。设计时按式(2)求门窗玻璃幕墙室内侧表面温度，当其大于室内结露温度时，门窗玻璃幕墙不结露;当其小于等于室内结露温度时，门窗玻璃幕墙开始结露。
五、结露现象
实际工程中，一些工程经设计计算不会发生结露，但使用中却发生结露，有些居住建筑结露现象很严重。究其原因，有一下几点：
1. 结露点取位不合理
例如在上述例2中，门窗玻璃幕墙的传热系数取2.0 ，这是门窗玻璃幕墙传热系数按玻璃和框面积计权平均值，玻璃的传热系数比2.0 要小，框的传热系数比2.0 要大。同等条件下，玻璃的室内表面温度会比框的室内表面温度高。对于中空low-e玻璃，其传热系数一般为1.5—1.8 。对于断桥铝型材，其传热系数一般为3.0—4.5 。对于上述例2，取玻璃传热系数为1.6 ，取框传热系数为3.5 ，计算结果为：玻璃室内表面温度为14.8 oC，框的室内表面温度为7.4 oC。室内的结露点温度为3.0 oC，玻璃和框的室内表面温度均高于结露点，似乎玻璃和框均不会结露。但是框周边有缝隙，如果框与周边密封不好，室外冷空气会渗漏（词条“渗漏”由行业大百科提供）进入室内，进而降低框的温度，造成框周边局部温度低于结露点而出现结露。实际工程中，有些框结露就主要发生在框的缝隙处，并没有出现框整体结露，其原因就在于此。因此门窗幕墙做室内结露点设计计算时，结露点位置应取门窗玻璃幕墙传热系数最大位置，而不应取其平均值进行计算。
2. 室内湿度取值偏低
如今加湿器已普遍使用，特别是居住建筑，几乎家家在使用。例2中室内相对湿度取30%是指没有使用加湿器的北方冬季室内相对湿度的平均值，如果使用加湿器，室内相对湿度将达到40%—50%，甚至更高。同等条件下，当室内相对湿度为40%时，其室内结露温度为7.0 oC，当室内相对湿度为50%时，其室内结露温度为10.5 oC，两者均高于其设计时的3.0 oC。出现结露就很自然了，这就是居住建筑结露现象甚于公共建筑的主要原因。
3. 极寒和大风天气
近些年，北方冬季经常出现极寒和大风天气。例2中，室外气温取-10 oC进行设计，如果室外温度下降至-20 oC，同等条件下，门窗玻璃幕墙内表面温度会进一步下降，结露条件就会出现。在大风天气，同等气密条件下，空气渗漏量会增加，使得门窗玻璃幕墙内表面温度下降，进一步加剧结露。
4. 采暖方式的变更
过去北方冬季采暖多采用暖气片，且暖气片多位于窗下面。由于暖气片造成室内热空气对流，使得窗内表面温度大于计算值，因此会减少室内结露现象。现在许多建筑采用地暖，室内热源远离窗口，使得窗内表面温度低于计算值，因此会加剧结露现象。
5. 室内窗帘的作用
居住建筑大多有窗帘，卧室的窗帘格外厚重。窗帘的使用对于门窗幕墙的结露也有明显影响。对于采用暖气片采暖的房间，窗帘的使用会使窗内表面温度进一步提高，会减少结露。而对于地暖的房间，窗帘的使用会使窗内表面温度进一步下降，会加剧结露。
五、解决结露的方法
1. 设计时应尽可能考虑极限条件，如室外温度和室内湿度取值应更符合实际。
2. 提高门窗玻璃幕墙气密性。
2. 使用时不宜过分加大室内湿度，同时合理使用室内窗帘。对于地暖房间，在最寒冷的日子，窗帘不宜拉的太严，会提高窗内表面温度，减少结露。这些看似简单的方法，对于降低室内结露会非常有效。
作者单位：北京中新方建筑科技研究中心
