摘要:本文分析了建筑門窗結(jié)露問題產(chǎn)生的原因,,提出了建筑門窗結(jié)露問題的系統(tǒng)解決方案和總體思路,重點(diǎn)從設(shè)計、安裝、應(yīng)用和智能化等方面闡述了建筑門窗防結(jié)露,提升建筑門窗品質(zhì)的方法和路徑。
關(guān)鍵詞:建筑門窗;防結(jié)露設(shè)計,;門窗品質(zhì)
1 引言
門窗是建筑的眼睛,在建筑中不可或缺,。高品質(zhì)門窗可以為人們提供安全,、健康、舒適的生活與工作空間,,是美好生活的守護(hù)者,。建筑門窗的質(zhì)量和性能是多方面的。就建筑門窗的性能來說,,包括安全性,、節(jié)能性能、適用性和耐久性等,。其中門窗的抗風(fēng)壓性能,、氣密性能、保溫性能,、遮陽性能,、水密性能、空氣聲隔聲性能和采光性能等是相互關(guān)聯(lián),、密不可分的,,對門窗品質(zhì)有重要影響,我們在研發(fā),、制造和選用門窗時要給予重點(diǎn)的關(guān)注,。在現(xiàn)實(shí)生活中,特別是在嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的冬季,,門窗結(jié)露是常見現(xiàn)象,。門窗一旦結(jié)露,勢必影響門窗的采光性能和視覺感受,給人們的生活造成困擾,,影響生活的品質(zhì),。
本文將分析建筑門窗結(jié)露問題產(chǎn)生的主要原因,并進(jìn)一步探討建筑門窗防結(jié)露設(shè)計的思路,、方法和路徑。
2 門窗防結(jié)露設(shè)計的要點(diǎn)
2.1 結(jié)露的基本原理
在自然界中,,由于江河湖海里水的蒸發(fā),,使空氣中總含有一些水蒸氣,這種含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣,。濕空氣中水蒸氣的含量可以用水蒸氣的分壓力pv表示,,也可以用絕對濕度、相對濕度和含濕量來表示[1],。一般情況下濕空氣可以看作理想混合氣體,。根據(jù)道爾頓定律,濕空氣的總壓力p等于水蒸氣的分壓力pv與干空氣的分壓力pa之和,,即根據(jù)濕空氣中所含水蒸氣的狀態(tài)是否飽和,,濕空氣可分為未飽和濕空氣與飽和濕空氣。當(dāng)濕空氣溫度為T時,,若濕空氣的相對濕度是確定的,,其水蒸氣的飽和壓力ps也是確定的。因此,,若濕空氣中的水蒸氣的分壓力pv<ps,,表明此時濕空氣的濕度低于飽和濕度,這時的濕空氣是未飽和濕空氣,。濕空氣中水蒸氣的分壓力pv所對應(yīng)的飽和溫度,,稱為露點(diǎn)溫度,簡稱露點(diǎn),,以Td表示,。如果露點(diǎn)溫度低于0℃,就會出現(xiàn)結(jié)霜,,因此,,測定露點(diǎn)還可以預(yù)報是否會有霜凍出現(xiàn)。當(dāng)濕空氣中水蒸氣含量確定時,,也就表示其絕對濕度,、相對濕度是確定的,在濕空氣的溫度確定時,,則可以得到水蒸氣的飽和壓力ps和露點(diǎn)溫度Td,。當(dāng)繼續(xù)降低空氣的溫度時,其中的部分水蒸氣將凝結(jié)成水,即出現(xiàn)所謂的結(jié)露現(xiàn)象,。只要滿足結(jié)露條件,,結(jié)露現(xiàn)象就一定會出現(xiàn)。關(guān)于門窗結(jié)露,,主要有以下幾種表現(xiàn)形式:一是玻璃結(jié)露,,在玻璃大面結(jié)露,使玻璃面板霧化,,影響門窗的采光性能和視覺效果,;二是門窗框料或者扇料內(nèi)表面結(jié)露;三是接縫處有冷橋的位置結(jié)露或者玻璃邊緣結(jié)露,。門窗玻璃大面結(jié)露,,勢必降低門窗的采光性能、視覺感受和居住空間的舒適度,,因?yàn)榻Y(jié)露形成冷凝水,,還可能給人們生活造成不必要的困擾。因此,,研究分析引起門窗結(jié)露的原因和表現(xiàn)形式,,從門窗設(shè)計、選材,、制作,、安裝和使用維護(hù)等方面進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)和完善,減少門窗結(jié)露問題帶來的困擾,,是提升建筑門窗品質(zhì)的重要方向和有效途徑,。2.3 建筑門窗防結(jié)露設(shè)計的要點(diǎn)2.3.1 堅持系統(tǒng)化設(shè)計思想在建筑門窗防結(jié)露設(shè)計中,要堅持基于建筑門窗全生命周期的系統(tǒng)化設(shè)計思路,。要根據(jù)建筑門窗的適用范圍,,如應(yīng)用環(huán)境的氣候分區(qū)、建筑類型,、使用習(xí)慣和常見工況等確定門窗的相關(guān)功能和性能,,特別是與結(jié)露有關(guān)的整窗傳熱系數(shù),框料的傳熱系數(shù),、扇料的傳熱系數(shù)等,,優(yōu)化門窗構(gòu)造,合理選擇有關(guān)材料,,確保門窗能夠最大限度的滿足各種應(yīng)用場景的要求,,并有良好的防結(jié)露性能。2.3.2 重視應(yīng)用場景的虛擬設(shè)計
門窗企業(yè)追求的目標(biāo)不僅僅是為客戶提供性能穩(wěn)定,、質(zhì)量可靠,、高性能的門窗,,而應(yīng)該是為用戶提供安全、健康,、舒適空間的系統(tǒng)解決方案,。擁有安全、健康,、舒適的工作生活空間是人們美好生活的基礎(chǔ),,門窗在其中發(fā)揮重要作用。因此,,當(dāng)門窗企業(yè)的目標(biāo)發(fā)生變化時,,工作的思路和策略也應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。
在一般情況下,,設(shè)計和選用氣密性能高的門窗產(chǎn)品,,會有許多好處,。如可以提高門窗的實(shí)際保溫性能,,降低門窗實(shí)際傳熱系數(shù),節(jié)約能源,,當(dāng)然其他相關(guān)性能也會得到改善,。但如果我們忽視應(yīng)用場景的設(shè)計,高性能門窗可能不能表現(xiàn)出好的用戶體驗(yàn),?在特定的應(yīng)用場景中,,可能表現(xiàn)出更差的用戶體驗(yàn)。比如在特定條件下,,如寒冷地區(qū)的冬季,,當(dāng)室外霧霾嚴(yán)重,用戶不宜開窗換氣時,,高氣密性能的門窗會讓室內(nèi)二氧代碳濃度上升,,使室內(nèi)居住者感到憋悶,健康指數(shù)下降,;同時,,由于門窗氣密性能好,室內(nèi)外水蒸氣不能交換,,造成室內(nèi)空氣的相對濕度急劇上升,,出現(xiàn)門窗結(jié)露現(xiàn)象,給用戶帶去“好窗”不如“差窗”的用戶感受,。門窗設(shè)計要追求更高品質(zhì)的室內(nèi)舒適度,。要提高建筑室內(nèi)的舒適度和健康指數(shù),應(yīng)根據(jù)建筑室內(nèi)外環(huán)境條件,,合理設(shè)定室內(nèi)空氣溫度,、濕度以及CO2含量等。舒適是人與空間的核心關(guān)系,追求更高的室內(nèi)舒適度是設(shè)計的基本準(zhǔn)則,。濕度與溫度也是室內(nèi)環(huán)境中直接影響人們體表舒適度的因素,。空氣濕度過高或過低都會產(chǎn)生不良影響,,保持在科學(xué)合理的范圍內(nèi)才能給人帶來舒適的體驗(yàn),,濕度甚至?xí)ぷ髋c學(xué)習(xí)效率產(chǎn)生影響。研究表明,,在一般情況下,,室內(nèi)溫度控制在22℃-26℃,濕度為40%-50%,,人體感覺最舒適,,而室內(nèi)溫度在18℃-20℃,濕度為40%-60%時,,人的思維最敏捷,,工作效率最高。(1)實(shí)際空氣溫度C(℃)和相對濕度B(%)以及露點(diǎn)溫度Td(℃)之間存在一定關(guān)系:
當(dāng)空氣溫度<0℃時,,
(2)露點(diǎn)溫度Td(℃)計算表如下表所示:
因此,在進(jìn)行門窗防結(jié)露設(shè)計時,,首先要根據(jù)門窗應(yīng)用場景的實(shí)際工況,,確定露點(diǎn)溫度Td(℃)的范圍,然后再根據(jù)可能出現(xiàn)的環(huán)境條件,,計算門窗整體傳熱系數(shù)K(W/m2.K)的適用范圍,,并確定門窗構(gòu)造,選擇合適的門窗材料,。
3 防結(jié)露措施及應(yīng)用
3.1 門窗品質(zhì)的內(nèi)涵
門窗質(zhì)量由兩方面質(zhì)量構(gòu)成,,即功能性質(zhì)量和感性質(zhì)量。建筑門窗能夠具備遮風(fēng)擋雨,、隔音防噪,、保溫隔熱、通風(fēng)采光,、護(hù)衛(wèi)安全等一系列功能,,功能性質(zhì)量就達(dá)到了要求。門窗的感性質(zhì)量是指門窗的審美質(zhì)量或用戶體驗(yàn)質(zhì)量,。我們使用門窗,,除了希望門窗能解決功能性問題和滿足性能要求以外,還有用戶體驗(yàn)的要求,,也可以說是審美的要求,。一般說來,,功能性的質(zhì)量是有形的,相對穩(wěn)定,、固化的和有限的,,而感性的質(zhì)量是無形的、因人而異,。產(chǎn)品具有美好的感性質(zhì)量,,如產(chǎn)品將科技與藝術(shù)完美結(jié)合、有品牌,、有文化底蘊(yùn),、外觀美、符合人機(jī)工程學(xué)原理等,,消費(fèi)者會有賞心悅目,、輕松愉快、滿足快樂的幸福感受,,也會更有購買和使用的欲望,,表明感性質(zhì)量達(dá)到了更高的水平。因此,,實(shí)用與審美相加,,才是一個產(chǎn)品的全部品質(zhì),。
3.2 提升門窗品質(zhì)的方法和路徑
提升門窗品質(zhì),,盡可能解決好防結(jié)露問題,其主要方法和路徑是:
3.2.1 重視應(yīng)用設(shè)計
產(chǎn)品質(zhì)量(感性質(zhì)量和功能性質(zhì)量)與應(yīng)用條件和場景有直接關(guān)聯(lián),。性能優(yōu)異的門窗產(chǎn)品在不同應(yīng)用場景中會有不一樣的質(zhì)量表現(xiàn),。基于系統(tǒng)工程的思維,,只有關(guān)注門窗產(chǎn)品全生命周期的實(shí)際,,并確定好相應(yīng)的應(yīng)對措施與預(yù)案,才能讓好門窗具有好的品質(zhì)呈現(xiàn),。
3.2.2 要為用戶提供系統(tǒng)解決方案
門窗企業(yè)的任務(wù)和目標(biāo)不僅僅是向客戶提供優(yōu)質(zhì)的門窗產(chǎn)品,,而是要成為安全、健康,、舒適工作生活空間的系統(tǒng)供應(yīng)商,,成為人們美好生活的締造者。
門窗要科學(xué)地集成和應(yīng)用新風(fēng)系統(tǒng),、環(huán)境檢測儀器儀表,、智能設(shè)備、信息控制技術(shù)與產(chǎn)品,。產(chǎn)品智能化可以優(yōu)化產(chǎn)品性能,,更好地滿足客戶需要,,增強(qiáng)市場力,并提升集成應(yīng)用環(huán)境下其他產(chǎn)品的品質(zhì),。
3.2.3 要優(yōu)化門窗應(yīng)用條件
(1)關(guān)于新風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用,。隨著人們生活品質(zhì)的提高,新風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多,,成為高品質(zhì)建筑的必然選擇,。在防結(jié)露方面,如果新風(fēng)系統(tǒng)形成的氣流中濕度過大,,在接觸到溫度較低的門窗玻璃時,,易造成門窗玻璃結(jié)露。因此,,在建筑設(shè)計時需考慮新風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)口與門窗的間距,,送風(fēng)口不應(yīng)直接對向門窗。
(2)門窗安裝對建筑門窗防結(jié)露的影響,。為了減少門窗結(jié)露現(xiàn)象的產(chǎn)生,,在安裝門窗時,宜做好以下幾方面的工作:
1)門窗洞口四周應(yīng)做保溫處理,。門窗洞口四周如不做保溫處理,,會造成整個建筑外圍護(hù)保溫系統(tǒng)不延續(xù),影響建筑保溫系統(tǒng)的完整性,。在建筑設(shè)計時,,應(yīng)考慮門窗洞口四周保溫措施,特別是在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū),,保溫的缺失極易形成冷橋,,造成墻體及窗框位置結(jié)露。
2)合理安裝門窗副框,。門窗安裝分為干法安裝和濕法安裝,。濕法安裝中,洞口不標(biāo)準(zhǔn)或施工不正確會導(dǎo)致窗框與墻體間隙過小甚至沒有間隙,,造成窗框與墻體直接接觸,,出現(xiàn)冷橋現(xiàn)象。干法安裝中,,門窗副框與門窗框間縫隙過小或塞縫不合格,,也會造成副框與門窗框直接接觸,或副框暴露在外,,形成冷橋,,引起窗框及安裝位置墻體結(jié)露。
3)保證門窗五金安裝精度,。由于五金件安裝不到位,,可能導(dǎo)致框扇間存在縫隙,,整窗氣密性差,造成門窗結(jié)露,,影響門窗品質(zhì),。
4)保證玻璃墊塊裝配符合技術(shù)要求,做好玻璃邊緣保溫處理,。玻璃墊塊長度應(yīng)不小于50mm,,厚度大于5mm,寬度不得小于玻璃公稱厚度,。為防止玻璃邊緣結(jié)露,,玻璃邊緣宜做保溫處理。
5)保證玻璃安裝打膠質(zhì)量及膠條裝配精度,;保證密封系統(tǒng)完整性,,防止出現(xiàn)密封不嚴(yán)、漏氣現(xiàn)象,,杜絕結(jié)露問題,。
6)保證組裝精度。型材組裝精度應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求執(zhí)行,,膠條與型材尺寸應(yīng)相配,,不能破損或短缺,膠條角部需使用三元乙丙專用膠水粘接,,建議優(yōu)先選用一體式膠條,,保證整窗密封性。組裝精度和膠條裝配存在問題的位置在室內(nèi)外溫差較大時會出現(xiàn)結(jié)露,。
7)正確安裝排水孔蓋,。在極端天氣下,,排水孔蓋未安裝或排水路徑設(shè)置不合理,,冷熱空氣進(jìn)入型材內(nèi),易引發(fā)局部結(jié)露問題,。
4 結(jié)束語
結(jié)露是自然現(xiàn)象,,只要滿足結(jié)露條件,便會發(fā)生,。解決門窗防結(jié)露問題,,要從研發(fā)設(shè)計做起。要基于系統(tǒng)工程的思想和門窗全生命周期理念,,依據(jù)門窗可能面臨的實(shí)際應(yīng)用場景,,優(yōu)化門窗設(shè)計方案,合理選材,,精細(xì)制造,,完美安裝,,使建筑門窗能最大限度適應(yīng)環(huán)境和滿足人們高品質(zhì)生活的需要。門窗企業(yè)要將為用戶提供安全,、健康,、舒適生活工作空間的系統(tǒng)解決方案作為目標(biāo),只有這樣,,才能讓好門窗呈現(xiàn)出好品質(zhì),。
[1]張學(xué)學(xué),李桂馥.熱工基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版.2002.