門窗結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，人民的物質生活水平顯著提高，居住環境有了明顯改善，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“十二五規劃”就已明確提出節能減排的目標及細則，同時也對門窗等圍護結構節能標準要求有了顯著提升，但我國既有建筑中仍約有95%的門窗不符合節能標準，這也意味著大多數門窗，尤其是寒冷地區，會出現門窗結露的問題。

現階段，我國門窗市場逐漸以節能性能較好的斷橋鋁窗、塑鋼窗、鋁木復合窗替代了傳統的鋼窗、鋁合金窗，同時Low-e 玻璃、暖邊條、多鎖點五金、優質三元乙丙膠條的普及應用，以及更完善的工藝技術及制造設備，使門窗質量、性能有了較大提升。本文通過對結露原因進行研究分析，提出預防和控制門窗結露的措施和方法。

1 門窗結露原因分析

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

1.1 水蒸氣壓及露點溫度

室內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。

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

當建筑物內濕空氣未飽和，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成露水，這一特定溫度稱為“露點溫度”，簡稱“露點”。

室內側露點溫度確定方法：

（1）室內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)

續表1

（2）室內設計溫度條件下的水蒸氣分壓P 按室內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 門窗室內側表面溫度計算

如公式（2）所示（參考文獻JGJ 113-2015 建筑玻璃應用技術規程）：

式中：

T 為玻璃室內側表面溫度（K）；

Ti 為建筑物室內溫度（K）；

Te 為建筑物室外溫度（K）；

h為室內對流換熱系數[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[W/（m·K）]。

1.3 計算示例

假設室內溫度為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℃，即當玻璃內表面溫度低于13℃時，玻璃內表面會出現結露現象。

根據公式（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，玻璃內表不會出現結露現象；

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，玻璃內表面會出現結露現象。

2 門窗結露的危害

2.1 滋生霉菌，影響健康

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

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

2.2 影響美觀，破壞室內裝修

（1）門窗長時間結露，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）門窗內表面結露后，會影響玻璃的透光率，嚴重影響室內采光。尤其是在冬季陰冷天氣，會大大降低室內亮度。

（2）門窗內表面長期結露，使室內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。

門窗結露會產生如此多不利的影響，如何避免門窗結露問題就顯得尤為重要。

3 門窗結露解決方案及措施

在門窗結露原因分析中本文明確了門窗結露的原因主要包括室內空氣相對濕度、室內外溫差、門窗周邊空氣流動性、玻璃內表面溫度等，通過對結露原因的分析了解，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相對濕度越大，門窗越容易出現結露現象，因此要在保證人體舒適的條件下合理調節室內相對濕度，可以有效降低門窗結露的風險。

3.1.1 合理種植綠植，適當澆水

合理種植綠植可以調節室內空氣，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結露的情況非常常見，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、衛生間是門窗結露最嚴重的區域，主要是因為煮飯、洗澡時室內濕度過大，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，保證室內濕度不要過高。

3.1.4 安裝新風系統，合理控制室內濕度

目前新風系統在新建建筑中得到廣泛應用，其在提高室內空氣質量的同時也可有效控制室內溫濕度，相較開窗通風，新風系統熱回收效率更高也更加智能，因此新風系統也是提高居住環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，使熱氣流沿門窗內表面與室內空氣產生對流。

3.2.3 合理布置通風設備

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

3.3 降低門窗傳熱系數（K 值）

無論是合理控制室內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手段有效降低門窗K 值，提高門窗內表面溫度，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，從而提高窗框內表面溫度。塑鋼可以增加墻體數量，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%，門窗結露也主要是因為玻璃結露所引起的，目前業內主要采用以下方法措施降低玻璃K 值，提高玻璃內表面溫度。

（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。

4 結語

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