门窗的结露与霉变

1 水蒸气的分压力

含有水蒸气的空气称为湿空气，室内外的空气都是湿空气，湿空气是干空气和水蒸气的混合物。

湿空气的总压力等于干空气的分压力和水蒸气的分压力之和，如图1所示。

空气中所含的水分越多，空气的水蒸气分压力越大。在一定的温度和压力下，一定容积的干空气所能容纳的水蒸气量有一定的限度。

水蒸气含量达到这一限度时的空气称为饱和湿空气。处于饱和状态的空气中水蒸气所呈现的压力，称为饱和蒸汽压力。

在一定的大气压力下，空气中水蒸气的含量取决于空气的温度，温度高的空气中水蒸气的含量比温度低的空气中水蒸气的含量要多。

饱和水蒸气分压力与对应温度有关，当温度上升时，对应的饱和水蒸气分压力随之上升，如图2所示。

图1 水蒸气的分压力

图2 饱和水蒸气分压力与温度的关系

2 空气湿度

空气湿度表示空气的干湿程度，有绝对湿度和相对湿度两种表示方法。

绝对湿度是指每立方米的湿空气所含水蒸气的重量。用绝对湿度描述空气的湿度，与人对空气湿度的感觉和材料的湿特性出入非常大。

绝对湿度相同的两种空气，其干湿程度未必相同。必须是在相同温度和相同气压的条件下，才能根据绝对湿度的数值来判断哪一种空气较为干燥或潮湿。

相对湿度是指在一定温度及大气压下，湿空气的绝对湿度与同温度下的饱和蒸汽量的比值。

相对湿度值小，表示空气干燥，吸收水分的能力强；相对湿度值大，表示空气潮湿，吸收水分的能力弱。

根据相对湿度的值大小，可直接判断空气的干、湿程度。用相对湿度描述空气的湿度，与人对空气湿度的感觉及材料的湿特性相吻合。

相对湿度值为100%时的空气称为饱和空气。

3 露点

空气在含湿量和大气压不变的情况下，冷却到饱和状态（即相对湿度100%）所对应的温度称为该状态下的露点温度。

如果使一定温度下的饱和空气冷却，则在较低温度的饱和水蒸气压力低于被冷却的空气的水蒸气压力，这样过量的水蒸气就会冷凝成液体水，即结露。

在冬季，室内温暖的空气在接触门窗表面时，温度的降低会导致相对湿度的升高，从而导致门窗表面及连接缝隙结露、霉变现象，破坏室内装修，并影响室内空气质量和人体健康。

在建筑物理中露点是一个非常重要的量。假如一座建筑内的温度不一样的话，那么从高温部分流入低温部分的潮湿的空气中的水就可能凝结。在这些地方可能会结露，甚至发霉。

同理，门窗的内表面温度低于露点温度时，内表面就会结露。

4 防止结露与霉变的措施

冷桥是导致门窗内表面结露的主要原因，门窗的内表面产生结露现象的主要原因有以下几个方面。

（1）门窗型材传热系数高或型材结构设计不合理，形成冷桥，使门窗框内表面温度低于露点温度从而产生结露。

（2）门窗玻璃传热系数高，保温性能差，玻璃内表面温度低产生结露。

（3）门窗的部分密封不好，热阻变小，造成门窗内表面温度下降产生结露。

（4）门窗洞口处构造不合理，洞口四周为保温薄弱部位，如没有相应的保温措施提高热阻，会使洞口部位形成冷桥，洞口部位内部表面温度降低从而产生结露。

铝合金门窗在型材及结构设计时，应考虑防结露或防霉变。

可采用热工模拟计算软件绘制等温线图，来进行型材结构辅助设计。通过热工模拟计算软件绘制型材等温线（图3）和结露霉变临界温度曲线（图4）。

如图4所示，以室内温度20℃、相对湿度50%为例，当空气温度降低到12.6℃时，达到霉菌生长的临界温度，当温度降低到9.3℃时，开始结露。所以把13℃和10℃作为型材设计时的两个关键性的控制温度。

图3 型材等温线

图4 结露霉变临界温度曲线