门窗结露原因分析及解决方法

姚永凯

0 引言

伴随着我国全面建成小康社会的时代步伐，人民的物质生活水平显著提高，居住环境有了明显改善，截至2020 年底，全国既有建筑总面积已超过600 亿m，所用门窗的总面积超过100 亿m。虽然国家“十二五规划”就已明确提出节能减排的目标及细则，同时也对门窗等围护结构节能标准要求有了显著提升，但我国既有建筑中仍约有95%的门窗不符合节能标准，这也意味着大多数门窗，尤其是寒冷地区，会出现门窗结露的问题。

现阶段，我国门窗市场逐渐以节能性能较好的断桥铝窗、塑钢窗、铝木复合窗替代了传统的钢窗、铝合金窗，同时Low-e 玻璃、暖边条、多锁点五金、优质三元乙丙胶条的普及应用，以及更完善的工艺技术及制造设备，使门窗质量、性能有了较大提升。本文通过对结露原因进行研究分析，提出预防和控制门窗结露的措施和方法。

1 门窗结露原因分析

门窗结露一般存在于室内侧窗框型材内表面或室内侧玻璃内表面，主要原因是在严寒、寒冷地区秋冬季室外温度低，室内外温差大，室内热空气尤其是相对湿度较大的热空气遇到框体或玻璃内表面温度较低的物体时，水蒸气凝结成水附着在物体表面，形成生活中常见的门窗结露现象。室内空气相对湿度、室内外温差、门窗周边空气流动性、玻璃内表面温度等都会引起门窗结露现象，下面将深入分析水蒸气为何会遇冷析出，框体及玻璃内表面温度如何计算，温度低于多少时会发生结露现象。

1.1 水蒸气压及露点温度

室内外空气都是含有一定水分的湿空气，可以视为干空气和水蒸气的混合物，在温度和压强一定的条件下，一定容积的干空气所能容纳的水蒸气量有一定限度，当水蒸气含量尚未达到这一限度时，该湿空气称为“未饱和”，达到此限度就称为“饱和”。达到饱和状态的水蒸气分压强称为饱和蒸气压，温度越高，一定容积中所能容纳的水蒸气越多，饱和蒸气压也越高。

当建筑物内的湿空气已经饱和（相对湿度达到100%），再继续向其供给水蒸气，则超量的水蒸气会凝结成水雾或在温度较低的墙面、顶棚及窗户上结成水珠。

当建筑物内湿空气未饱和，但温度下降到某一特定值时，由于饱和蒸气压下降，使水蒸气达到饱和（相对湿度达到100%），再降温，空气中容纳不下的水蒸气就凝结成露水，这一特定温度称为“露点温度”，简称“露点”。

室内侧露点温度确定方法：

（1）室内设计温度条件下的饱和水蒸气压Ps 如表1 所示。

表1 不同温度下的饱和水蒸气压Ps(mmHg)

续表1

（2）室内设计温度条件下的水蒸气分压P 按室内湿度与该温度下饱和水蒸气压Ps 的乘积取值，计算公式如下：

式中P 为空气的水蒸气压，f 为空气的相对湿度，Ps 为空气的饱和水蒸气压。

1.2 门窗室内侧表面温度计算

如公式（2）所示（参考文献JGJ 113-2015 建筑玻璃应用技术规程）：

式中：

T 为玻璃室内侧表面温度（K）；

Ti 为建筑物室内温度（K）；

Te 为建筑物室外温度（K）；

h为室内对流换热系数[W/（m·K）],玻璃表面未镀低辐射膜，h=8W/（m·K）；

U 为玻璃传热系数[W/（m·K）]。

1.3 计算示例

假设室内温度为24℃，室外温度为-10℃，空气相对湿度为50%，玻璃配置分别定为5Low-e+12A+5C（G），5C（G）+12A+5C（G），玻璃中心U 值分别取1.8W/m·k、2.8W/m·k；

如表1 所示，当温度为24℃时，PS 取值22.37，根据公式（1）：

计算得，p=22.37×50%=11.19。

如表1 所示，11.19 饱和水蒸气压对应温度为13℃，即当玻璃内表面温度低于13℃时，玻璃内表面会出现结露现象。

根据公式（2）：

当玻璃配置为5Low-e+12A+5C（G），U 值为1.8W/m·k 时，T=24-1.8×[24-（-10）]/8，T=16.35℃，16.35＞13，玻璃内表不会出现结露现象；

当玻璃配置为5C（G）+12A+5C（G），U 值为2.8W/m·k 时，T=24-2.8×[24-（-10）]/8，T=12.1℃，12.1＞13，玻璃内表面会出现结露现象。

2 门窗结露的危害

2.1 滋生霉菌，影响健康

（1）门窗长期结露会导致冷凝水沿窗框、玻璃流淌至室内窗套、墙体，地板，当窗套、墙体、地板尤其是木质窗套线、壁纸墙体及木质地板长期处于浸泡状态时会滋生大量霉菌，当人体直接碰触霉菌，或霉菌颗粒挥发到空气中飘落室内各个角落，影响人体健康。

（2）门窗长期结露将影响阳光照射，使室内光照时间变少，利用太阳光自然杀菌能力变弱，也会影响人体健康。

2.2 影响美观，破坏室内装修

（1）门窗长时间结露，会影响整体装修的视觉效果，使精心设计的颜色搭配无法得到诠释，木制窗套、墙纸、墙布、木制地板等长期浸水均会发生鼓泡、翘曲、变形等问题，使整体装修效果遭到破坏。

（2）作为建材本身的门窗，在长期浸蚀作用下，也会大大加速其老化、腐蚀，降低其使用寿命。

2.3 阻挡阳光，遮挡视线

（1）门窗内表面结露后，会影响玻璃的透光率，严重影响室内采光。尤其是在冬季阴冷天气，会大大降低室内亮度。

（2）门窗内表面长期结露，使室内活动人员无法远眺观看室外景物，使人感觉压抑紧迫，不利于缓解紧张情绪。

门窗结露会产生如此多不利的影响，如何避免门窗结露问题就显得尤为重要。

3 门窗结露解决方案及措施

在门窗结露原因分析中本文明确了门窗结露的原因主要包括室内空气相对湿度、室内外温差、门窗周边空气流动性、玻璃内表面温度等，通过对结露原因的分析了解，给出以下解决方案及措施。

3.1 合理控制室内湿度

人体的合理舒适湿度为30%～60%之间，通过上文的分析可以知道室内相对湿度越大，门窗越容易出现结露现象，因此要在保证人体舒适的条件下合理调节室内相对湿度，可以有效降低门窗结露的风险。

3.1.1 合理种植绿植，适当浇水

合理种植绿植可以调节室内空气，增加生活情趣，但绿植种植不宜过多，冬季浇水时要尽量在温度较高、阳光照射条件较好时，避免晚上温度下降时室内湿度过大。

3.1.2 在晾晒衣物时尽可能开窗通风

实际生活中衣服一般在阳台晾晒，晾晒衣服后阳台窗出现结露的情况非常常见，因此在冬季晾晒衣服时要适当开窗通风，同时晾晒衣物时也尽可能在温度及光照条件较好时。

3.1.3 烧水煮饭及洗澡后开启排风设备

厨房、卫生间是门窗结露最严重的区域，主要是因为煮饭、洗澡时室内湿度过大，因此在煮饭烧水过程中要开启油烟机，洗澡完毕后及时开启排气扇，保证室内湿度不要过高。

3.1.4 安装新风系统，合理控制室内湿度

目前新风系统在新建建筑中得到广泛应用，其在提高室内空气质量的同时也可有效控制室内温湿度，相较开窗通风，新风系统热回收效率更高也更加智能，因此新风系统也是提高居住环境舒适度的必要选择。

3.2 增加门窗周边空气流动性

门窗周边空气流动性小也是门窗结露的主要因素，当把气密性较差的推拉窗换成气密性较好的平开窗后结露概率反而更高了的原因。增加门窗周边空气流动性主要有以下几种方法。

3.2.1 增加夜间空气流动

夜晚睡觉时，窗帘适当留置缝隙，增加室内空气与门窗周边空气的对流。

3.2.2 合理布置采暖设备

当使用外置暖气片供暖方式时，尽可能将暖气安装于门窗下方，使热气流沿门窗内表面与室内空气产生对流。

3.2.3 合理布置通风设备

当采用中央空调等吹风设备供暖时，保证部分吹风口方向朝向门窗，增加门窗内表面的空气流动。

3.3 降低门窗传热系数（K 值）

无论是合理控制室内湿度还是增加门窗周边空气流动性都有非常大的局限性，但可以通过设计方案及技术手段有效降低门窗K 值，提高门窗内表面温度，这也是目前高性能门窗所追求的。

3.3.1 选用合适的窗框材料及设计方案

目前市面上主流的门窗多为断桥铝、塑钢和铝木复合窗框，断桥铝可以通过增加隔热条的宽度来降低窗框K 值，从而提高窗框内表面温度。塑钢可以增加墙体数量，加大型材厚度来降低窗框K 值，铝木铝复合窗可通过增加木材厚度，在木材与铝材之间填充保温材料等方式降低窗框K 值。

3.3.2 选用合理的玻璃配置

玻璃面积占整个门窗面积的65%～85%，门窗结露也主要是因为玻璃结露所引起的，目前业内主要采用以下方法措施降低玻璃K 值，提高玻璃内表面温度。

（1）使用中空玻璃。普通中空玻璃采用两片玻璃或三片玻璃，通过间隔条进行复合，采用丁基胶+聚硫胶双道密封，间隔条内填充分子筛，吸收多余水分，玻璃为空气层，大大降低热传导，有效降低玻璃K 值。

（2）采用Low-e 低辐射镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃可以有效反射远红外辐射，使自身吸收的热量减少，从而散发的热量也少，有效减少对流传导的热量，降低玻璃K 值，目前使用较多的为单银Low-e，使用双银Low-e、三银Low-e、三玻两腔双Low-e 等配置可进一步降低玻璃K 值。

（3）适当增加间隔条宽度。之前受技术影响，中空玻璃多采用6mm、9mm 间隔条，目前12mm、14mm、16mm 间隔条得到越来越多的使用，但玻璃隔条并不是越厚越好，间隔条理想厚度应根据外界边界条件不同控制在12～18mm 之间。

（4）采用暖边间隔条。传统中空玻璃采用铝间隔条，铝是热的良导体，通过采用不锈钢+尼龙复合材料，可有效降低玻璃边部热传导，降低玻璃K 值。

（5）玻璃腔体中填充惰性气体。目前中空腔内最常用的填充气体有氩气、氪气等惰性气体，由于这些惰性气体分子运动相对较慢，热量传递强度略低，因此可以降低空腔的换热系数。

4 结语

随着社会的进步，人们追求更高品质的生活，门窗结露问题严重影响人们对健康、审美、舒适等方面的要求。鉴于门窗结露的重要性，应充分重视门窗结露的危害，并通过选材、设计、使用等多种方法和手段相结合，达到降低和避免门窗结露的目的，满足人们对高品质、高舒适居住环境的要求。