论文发表：建筑幕墙防结露设计计算__集群智慧云

【摘要】： 本文从幕墙设计的角度探讨幕墙结露的形成原因，并通过定量计算探讨如何防止幕墙结露现象的发生。
【关键词】建筑幕墙 热工性能 幕墙设计 结露 表面换热系数
结露是一种很普遍的自然现象，比如汽车玻璃、空调机、空气压缩机、冬季使用的摄像机、眼镜等都会产生结露现象。幕墙作为建筑物的外围护结构，结露问题的出现一直以来都困扰着使用者和维护者，近年来随着《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的实施，玻璃幕墙节能性能的不断提高，有效的防止了幕墙的结露现象的发生，但是由于引起结露的原因是多方面的，并不能完全避免结露现象的发生（类如高湿环境，室内空气湿度大情况）。如何定量的对幕墙结露问题进行分析计算，尽可能的从设计的角度避免结露成为幕墙设计者必须要面对的问题。下面我们就从幕墙设计角度对幕墙结露进行定量分析计算，对幕墙防结露性能进行合理评估。
一、结露现象的形成
空气中含有少量的水蒸气，空气中水蒸气的含量可用水蒸气压Es表示。空气中所能含水蒸气的最大量与空气的温度有关，高温空气比低温空气能含有更多的水蒸气。在大气压和空气湿度不变的情况下，未饱和的空气因冷却而达到饱和状态时的温度，称为露点温度。当围护结构表面温度低于附近空气露点温度时，就会在表面出现冷凝水的现象。
幕墙结露现象主要分为两种情况：1.当室内的湿空气碰到低于露点温度的幕墙或采光顶时，水蒸气就会附着于表面上形成结露现象;2.在水蒸汽压差作用下，空气通过幕墙或采光顶时，被阻挡在低温部位产生结露。
对于我国北方地区冬季因气候寒冷，使得幕墙结构的内表面温度下降，当室内的湿空气碰到低于露点温度的幕墙或采光顶时，造成附近空气中的水蒸汽饱和，产生冷凝水现象，水蒸气就会附着于表面上形成结露现象。而对于南方地区夏季，多气候炎热潮湿，当室外空气向高温高湿变化，幕墙和采光顶内表面的温度不能及时升高时；或者室内温度较低，结构外表面的温度低于室外空气的露点温度时，或者外部高湿空气流入低温房间中，达到饱和时所产生的结露。因此对于不同的建筑物要根据不同的环境条件，设立边界条件进行计算。
二、玻璃幕墙结露计算算例
1、计算环境条件的设立
该建筑物在北京地区，所采用的计算条件如下：
室内环境温度 Tin=20℃
室外环境温度 Tout=-20℃
室内相对湿度 RH=30% 或 RH=50% 或 RH=70%
室外风速 V=4m/s；
室外平均辐射温度等于室外环境气温
室内平均辐射温度等于室内环境气温
2、水(冰)表面的饱和水蒸汽压计算：
Es=E0×10((a×t)/(b+t))
式中：
E0：空气温度为0℃时的饱和水蒸汽压，取E0=6.11hPa；
t：空气温度，℃；
a、b：参数，对于水面(t>0℃)，a=7.5，b＝237.3；对于冰面(t≤0℃)，a=9.5，b＝265.5。
Es=E0×10((a×t)/(b+t))
=6.11×10((7.5×20)/(237.3+20))
=23.389
3、在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算：
e=f•Es
式中：
e：空气的水蒸汽压，hPa；
f：空气的相对湿度，％；
Es：空气的饱和水蒸汽压，hPa；
e=f•Es
=0.50×23.389
=11.694
4、空气的结露点温度计算：
Td=b/(a/lg(e/6.11)-1)  [注：lg(e/6.11)表示取以10为底，e/6.11的对数。]
式中：
Td：空气的结露点温度，℃；
e：空气的水蒸汽压，hPa；
a、b：参数，对于水面(t>0℃)，a=7.5，b=237.3；对于冰面(t≤0℃)，a=9.5，b=265.5。
Td=b/(a/lg(e/6.11)-1)
=237.3/((7.5/lg(11.694/6.11))-1)
=9.268℃
5、幕墙内表面的计算温度：
室内环境温度：Tin=20.0℃；
室外环境温度：Tout=-10℃；
内表面换热系数：hbi=8.0W/(m2•K)；
外表面换热系数：hbe=23.0W/(m2•K)；
幕墙的传热系数：K=2.6W/(m2&#