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建筑門窗防結露設計及應用
來源: | 作者:陳光華 | 發(fā)布時間: 2023-12-22 | 3223 次瀏覽 | 分享到:

摘要:本文分析了建筑門窗結露問題產生的原因,提出了建筑門窗結露問題的系統解決方案和總體思路,,重點從設計,、安裝,、應用和智能化等方面闡述了建筑門窗防結露,,提升建筑門窗品質的方法和路徑,。


關鍵詞:建筑門窗,;防結露設計;門窗品質

1 引言

門窗是建筑的眼睛,,在建筑中不可或缺,。高品質門窗可以為人們提供安全、健康,、舒適的生活與工作空間,,是美好生活的守護者。建筑門窗的質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聯,、密不可分的,,對門窗品質有重要影響,我們在研發(fā),、制造和選用門窗時要給予重點的關注,。在現實生活中,特別是在嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的冬季,,門窗結露是常見現象,。門窗一旦結露,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。

本文將分析建筑門窗結露問題產生的主要原因,,并進一步探討建筑門窗防結露設計的思路,、方法和路徑。


門窗防結露設計的要點


2.1 結露的基本原理


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
P=pv+pa
根據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所對應的飽和溫度,稱為露點溫度,,簡稱露點,,以Td表示。如果露點溫度低于0℃,,就會出現結霜,,因此,測定露點還可以預報是否會有霜凍出現。
當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和露點溫度Td,。當繼續(xù)降低空氣的溫度時,其中的部分水蒸氣將凝結成水,,即出現所謂的結露現象,。
2.2 門窗結露的原因和主要形式
只要滿足結露條件,結露現象就一定會出現,。關于門窗結露,,主要有以下幾種表現形式:一是玻璃結露,在玻璃大面結露,,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表面結露,;三是接縫處有冷橋的位置結露或者玻璃邊緣結露,。門窗玻璃大面結露,勢必降低門窗的采光性能,、視覺感受和居住空間的舒適度,,因為結露形成冷凝水,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露的原因和表現形式,從門窗設計,、選材,、制作、安裝和使用維護等方面進行相應改進和完善,,減少門窗結露問題帶來的困擾,,是提升建筑門窗品質的重要方向和有效途徑。
2.3 建筑門窗防結露設計的要點
2.3.1 堅持系統化設計思想
在建筑門窗防結露設計中,,要堅持基于建筑門窗全生命周期的系統化設計思路,。要根據建筑門窗的適用范圍,如應用環(huán)境的氣候分區(qū),、建筑類型,、使用習慣和常見工況等確定門窗的相關功能和性能,特別是與結露有關的整窗傳熱系數,,框料的傳熱系數,、扇料的傳熱系數等,,優(yōu)化門窗構造,合理選擇有關材料,,確保門窗能夠最大限度的滿足各種應用場景的要求,,并有良好的防結露性能。
2.3.2 重視應用場景的虛擬設計


門窗企業(yè)追求的目標不僅僅是為客戶提供性能穩(wěn)定,、質量可靠,、高性能的門窗,而應該是為用戶提供安全,、健康,、舒適空間的系統解決方案。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,門窗在其中發(fā)揮重要作用,。因此,,當門窗企業(yè)的目標發(fā)生變化時,工作的思路和策略也應做相應的調整,。

在一般情況下,,設計和選用氣密性能高的門窗產品,會有許多好處,。如可以提高門窗的實際保溫性能,,降低門窗實際傳熱系數,節(jié)約能源,,當然其他相關性能也會得到改善,。但如果我們忽視應用場景的設計,高性能門窗可能不能表現出好的用戶體驗,?在特定的應用場景中,,可能表現出更差的用戶體驗,。比如在特定條件下,,如寒冷地區(qū)的冬季,當室外霧霾嚴重,,用戶不宜開窗換氣時,,高氣密性能的門窗會讓室內二氧代碳濃度上升,使室內居住者感到憋悶,,健康指數下降,;同時,由于門窗氣密性能好,,室內外水蒸氣不能交換,,造成室內空氣的相對濕度急劇上升,,出現門窗結露現象,給用戶帶去“好窗”不如“差窗”的用戶感受,。
2.3.3 滿足人們更高品質需求
門窗設計要追求更高品質的室內舒適度,。要提高建筑室內的舒適度和健康指數,應根據建筑室內外環(huán)境條件,,合理設定室內空氣溫度,、濕度以及CO2含量等。舒適是人與空間的核心關系,,追求更高的室內舒適度是設計的基本準則,。濕度與溫度也是室內環(huán)境中直接影響人們體表舒適度的因素??諝鉂穸冗^高或過低都會產生不良影響,,保持在科學合理的范圍內才能給人帶來舒適的體驗,濕度甚至會對工作與學習效率產生影響,。研究表明,,在一般情況下,室內溫度控制在22℃-26℃,,濕度為40%-50%,,人體感覺最舒適,而室內溫度在18℃-20℃,,濕度為40%-60%時,,人的思維最敏捷,工作效率最高,。
(1)實際空氣溫度C(℃)和相對濕度B(%)以及露點溫度Td(℃)之間存在一定關系:
當空氣溫度>=0℃時,,

   當空氣溫度<0℃時,

 (2)露點溫度Td(℃)計算表如下表所示:

因此,,在進行門窗防結露設計時,,首先要根據門窗應用場景的實際工況,確定露點溫度Td(℃)的范圍,,然后再根據可能出現的環(huán)境條件,,計算門窗整體傳熱系數K(W/m2.K)的適用范圍,并確定門窗構造,,選擇合適的門窗材料,。

防結露措施及應用

3.1 門窗品質的內涵

門窗質量由兩方面質量構成,即功能性質量和感性質量,。建筑門窗能夠具備遮風擋雨,、隔音防噪、保溫隔熱,、通風采光,、護衛(wèi)安全等一系列功能,,功能性質量就達到了要求。門窗的感性質量是指門窗的審美質量或用戶體驗質量,。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,還有用戶體驗的要求,,也可以說是審美的要求,。一般說來,功能性的質量是有形的,,相對穩(wěn)定,、固化的和有限的,而感性的質量是無形的,、因人而異,。產品具有美好的感性質量,如產品將科技與藝術完美結合,、有品牌,、有文化底蘊、外觀美,、符合人機工程學原理等,,消費者會有賞心悅目、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,表明感性質量達到了更高的水平,。因此,,實用與審美相加,才是一個產品的全部品質,。

3.2 提升門窗品質的方法和路徑

提升門窗品質,,盡可能解決好防結露問題,其主要方法和路徑是:

3.2.1 重視應用設計

產品質量(感性質量和功能性質量)與應用條件和場景有直接關聯,。性能優(yōu)異的門窗產品在不同應用場景中會有不一樣的質量表現,。基于系統工程的思維,,只有關注門窗產品全生命周期的實際,,并確定好相應的應對措施與預案,才能讓好門窗具有好的品質呈現,。

3.2.2 要為用戶提供系統解決方案

門窗企業(yè)的任務和目標不僅僅是向客戶提供優(yōu)質的門窗產品,而是要成為安全,、健康,、舒適工作生活空間的系統供應商,,成為人們美好生活的締造者。

門窗要科學地集成和應用新風系統,、環(huán)境檢測儀器儀表,、智能設備、信息控制技術與產品,。產品智能化可以優(yōu)化產品性能,,更好地滿足客戶需要,增強市場力,,并提升集成應用環(huán)境下其他產品的品質,。

3.2.3 要優(yōu)化門窗應用條件

  (1)關于新風系統的應用。隨著人們生活品質的提高,,新風系統的應用越來越多,,成為高品質建筑的必然選擇。在防結露方面,,如果新風系統形成的氣流中濕度過大,,在接觸到溫度較低的門窗玻璃時,易造成門窗玻璃結露,。因此,,在建筑設計時需考慮新風系統的風口與門窗的間距,送風口不應直接對向門窗,。

(2)門窗安裝對建筑門窗防結露的影響,。為了減少門窗結露現象的產生,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保溫系統不延續(xù),,影響建筑保溫系統的完整性,。在建筑設計時,應考慮門窗洞口四周保溫措施,,特別是在嚴寒和寒冷地區(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,,洞口不標準或施工不正確會導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,出現冷橋現象,。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,,可能導致框扇間存在縫隙,整窗氣密性差,,造成門窗結露,,影響門窗品質。

  4)保證玻璃墊塊裝配符合技術要求,,做好玻璃邊緣保溫處理,。玻璃墊塊長度應不小于50mm,厚度大于5mm,,寬度不得小于玻璃公稱厚度,。為防止玻璃邊緣結露,玻璃邊緣宜做保溫處理,。

  5)保證玻璃安裝打膠質量及膠條裝配精度,;保證密封系統完整性,防止出現密封不嚴,、漏氣現象,,杜絕結露問題。

  6)保證組裝精度,。型材組裝精度應嚴格按規(guī)范要求執(zhí)行,,膠條與型材尺寸應相配,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外溫差較大時會出現結露,。

  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置不合理,,冷熱空氣進入型材內,易引發(fā)局部結露問題,。

結束語

結露是自然現象,,只要滿足結露條件,便會發(fā)生。解決門窗防結露問題,,要從研發(fā)設計做起,。要基于系統工程的思想和門窗全生命周期理念,,依據門窗可能面臨的實際應用場景,,優(yōu)化門窗設計方案,合理選材,,精細制造,,完美安裝,使建筑門窗能最大限度適應環(huán)境和滿足人們高品質生活的需要,。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解決方案作為目標,,只有這樣,,才能讓好門窗呈現出好品質。



參考文獻
[1]張學學,,李桂馥.熱工基礎[M].北京:高等教育出版.2002.


(作者:浙江正和建筑裝飾有限公司  陳光華)







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