这两天世界杯,老泰约上三五好友一起看看球,喝点健康饮料,看着豪门球队纷纷爆冷,即便是入了冬,我们看球的氛围依旧火(shang)热(huo),一转头,哟,这窗户结露了,这不,职业病犯了拦不住,结露文章来码住。
说起结露,在建筑门窗的质量问题投诉里,是客户投诉中占比最大的一项,如果门窗边部出现结露问题,久而久之,此处就会衍生霉菌,生锈,病菌等。如果从业者自身也不能找到结露最薄弱点位置所在,那就更难有效去避免结露问题。
因此,老泰就想聊聊结露的薄弱点位置以及如何解决结露问题,内容很硬,分上下两个部分讲解,上篇理论,谈谈结露的影响因素,计算公式;下篇拿数据对比分析,并提供相应措施解决结露问题,建议关注,点收藏。
影响门窗结露的因素
1、门窗型材内表面结露的影响因素
室内温度、室内空气湿度、门窗型材内表面温度。
2、解决结露问题的因素
提高室内温度、降低室内空气湿度、提高门窗型材内表面温度。
以上两点我相信关注泰叔公众号的小伙伴没有不知道的吧,那如何综合考量三者关系,以实现结露优化最大效果呢,我们继续往下看。
(1)室内温度、空气湿度
室内温度和湿度是热舒适度的两个重要指标,空气质量标准的下限湿度是40%,上限温度是23℃,为了保持舒适度,采取提高室内温度和降低室内空气湿度的措施去解决结露问题是不可取的。
门窗内表面温度在室外温度已知的情况下可以通过不同的型材系统设计来进行有效控制,进而消除结露现象,所以隔热型材Uf值的计算及测试的意义正在于此。
(2)空气渗透、其他热源
空气渗透会降低门窗或幕墙内表面的温度,可能使得结露更加严重。但对于多层构造而言,外层构造的空气渗透有可能降低内部结露的风险。
热源可能会造成较高的温度和较大的绝对湿度,使得结露加剧。当门窗或幕墙附近有热源时,抗结露性能要求更高。
另外,湿热的风也会使得结露加剧。如果室内有湿热的风吹到门窗或幕墙上,应考虑换热系数的变化、湿度的变化等问题对结露的影响。
空气渗透和其他热源等均会影响结露,在本文的模拟分析中这些实际环境中的不可控因素暂不予考虑,但实际应用时应予以考虑。
结露性能评价
1、露点温度的计算
水表面(高于0℃)的饱和水蒸气应按下式计算:

式中
Es — 空气的饱和水蒸气压(hPa);
E0 — 空气温度为0℃时的饱和水蒸气压,取E0=6.11hPa;
t — 空气温度(℃);
在一定空气相对湿度RH下,空气的水蒸气压e可按下式计算:

式中
e — 空气的水蒸气压(hPa);RH — 空气的相对湿度(%);
空气的露点温度可按下式计算:

Td — 室内设计环境条件对应的露点温度(℃);
以山东X城市为例:冬季假设室内温度为18℃,湿度55%,那么联立公式(1),(2),(3)可得出结露点温度Td为8.829℃。
2、 结露的计算与评价
为了评价门窗、玻璃幕墙产品的结露性能,所有的部件均应进行计算,计算的部件包括所有的框、面板边缘区域以及面板中部。门窗、幕墙的各个部件划分示意图见图1。
根据经验总结(可参考图2等温流图),内表面低温区集中于玻璃面板边缘与框搭接的位置范围内,框型材又分框、扇、中梃、梃扇,结露性能与每个节点均有关系,所以每个节点均需要计算。
考虑结露是个比较长时间的效果,所以典型节点的温度场仍按照稳态方法进行计算。
其次门窗、幕墙的面板相对比较大,所以典型节点的计算可以采用二维传热计算程序进行计算。为了评价每一个二维截面的结露性能,统计结露的面积,在二维计算的情况下,将室内表面的展开边界细分为许多个小段,这些分段的长度不大于计算软件程序中使用的网格尺寸,再来计算截面各个分段长度的温度。
那哪个部位才是室内温度最低而易结露的位置呢?


3、运用专业工具计算型材的Uf值,等温排布法分析结露与否
(1)门窗、玻璃幕墙结露计算节点包括哪些?
在进行门窗、玻璃幕墙结露计算时,计算节点应包括所有的框、面板边缘以及面板中部,此处的面板即为玻璃面板。
就玻璃而言,因为其规格、工艺相对标准化、系列化,所以各种规格及工艺方式的产品在玻璃供应商出具的产品检验报告中应明确注明其Ug值(玻璃的热传导系数)。
而框型材的设计及界面是一个相对多样化、个性化的组合方式,所以必须对具体的断面进行相关计算及分析,方可定量解决结露的定性判断。对不同断面设计的框型材结构需要运用THERM计算软件进行其Uf(型材的热传导系数)的计算与分析。

(2)结露性能评价指标T10的定义
<1>定义
JGJ/T-151中为了评价产品性能和便于进行结露验算,定义了结露性能评价指标T10。
T10的物理意义是指在规定的条件下门窗或幕墙的各个部件(如框、面板中部及面板边缘区域)有且只有10%的面积出现低于某个温度的温度值。
可采用二维稳态传热程序,计算门窗或幕墙各个框、面板及面板边缘区域的二维截面室内表面各分段的温度。
在规定的条件下计算出门窗、幕墙内表面的温度场,对于每个部件按照室内表面各分段温度由低到高对每个分段排序,由最低温度开始将分段长度进行累加,直至统计长度刚好达到该截面室内表面对应长度的10%,所统计分段的最高温度即为该部件截面的结露性能评价指标值T10。
<2>产品性能评价
在进行工程设计或工程应用产品性能评价时,应以门窗、幕墙某个部件出现10%低于露点温度的情况,说明门窗、幕墙的结露性能不满足要求,反之为满足要求。
进行产品性能分级或评价时,按各个部分最低的评价指标T10,min进行分级或评价。
在已知产品的结露性能评价指标T10,min的情况下,按照标准计算条件对应的室内外温差进行计算,计算出实际条件下的室内表面和室外的温差,则可以得到实际条件下的内表面最低的温度(只有某个部件的10%可能低于这一温度)。只要计算出来的温度高于实际条件下室内的露点温度,则可以判断产品的结露性能满足实际的要求。
采用产品的结露性能评价指标T10,min,确定门窗、玻璃幕墙在实际工程中是否结露,应以内表面最低温度不低于室内露点温度为满足要求,可按公式4计算判定:

式中
T10,min——产品的结露性能评价(℃);
Tin,std——结露性能计算时对应的室内标准温度(℃);取为20℃
Tout,std——结露性能计算时对应的室外标准温度(℃);取为-20℃
Tin——实际工程对应的室内标准温度(℃);(根据实际工程地点查询可得)
Tout——实际工程对应的室外标准温度(℃);(根据实际工程地点查询可得)
Td——室内设计环境条件对应的露点温度(℃)。
所以在公式4中只剩未知数T10,min就可判断窗框是否结露,运用THERM计算软件进行其Uf(型材的热传导系数)的计算与分析。