1.1什么叫结露
指围护结构表面温度低于附近空气露点温度时,表面出现冷凝水的现象。
1.2露点温度
在大气压力一定,含湿量不变的情况下,未饱和的空气因冷却而达到饱和状态时的温度。
1.3结露的分类
l 表面结露: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的结露现象。
l 内部结露:在水蒸汽压差作用下,预通过幕墙或采光顶时,被阻挡在低温部位产生的结露。
l 冬季结露:因气候寒冷,使幕墙、采光顶内表面温度下降,造成附近空气中的水蒸汽饱和,产生冷凝水现象。
l 夏季结露: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。
2 结露计算参数
2.1换热系数
内表面换热系数αi 及内表面换热组Ri值
适用季节 |
表面特征 |
αi [w/m2.℃] |
Ri [m2. ℃/w] |
冬季 和 夏季 |
墙面、表面平整或有肋状突出物的顶棚 当n/s≤0.3时 |
8.7 |
0.11 |
有肋状突出物的顶棚 当n/s>0.3时 |
7.6 |
0.13 |
2.2室内空气计算参数
舒适性空气调节室内计算参数
参数 |
冬季 |
夏季 | |
温度 ti(℃) |
一般房间 |
20 |
25 |
大堂、过厅 |
18 |
室内外温差≤10 | |
风速(V)(m/s) |
0.10≤V≤0.20 |
0.15≤V≤0.30 | |
相对湿度Фi(%) |
30~60 |
40~65 |
2.3室外空气计算参数:[按《JGJ35-87建筑气象参数标准》查取]
室 外 空 气 计 算 参 数
参数 |
该城市或地区 | |
温 度 te(℃) |
冬季计算温度 |
最冷月月平均温度 |
夏季计算温度 |
最热月14时平均温度 | |
湿 度 Фe(%) |
冬季计算湿度 |
最冷月月平均湿度 |
夏季计算湿度 |
最热月14时平均湿度 |
3 计算例题
沈阳市区内有一铝合金玻璃幕墙,分格尺寸如图所示,玻璃采用单层 6mm厚单反射玻璃,传热系数为K1=5.7w/( m2. ℃)。铝型材框架传热系数为k2=3.2 w/( m2. ℃)。试计算露点温度和结露量。
计算条件:
ti :室内计算温度: 20℃
Фi :室内计算湿度:50%
V :室内风速: 0.2m/s
αi:内墙表面换热系数:8.7(w/m2.℃)
K1:玻璃传热系数:5.7(w/m2.℃)
k2:铝框架传热系数:3.2(w/m2.℃)
附录:1.空气的湿度和露点
2.温湿图
3.空气密度表
3.1露点温度的计算
由附录1空气的湿度和露点表查得:
气温(℃) |
湿度50%时气温与露点温差tc(℃) |
20 |
11.5 |
露点温度: td=ti-tc=20-11.5= 8.5℃
室内温度为 20℃,相对湿度为50%时的露点温度为 8.5℃。
3.2室外温度与结露的关系
① 室内玻璃表面结露时的室外温度:tE1
由公式:td = ti- K1 ( ti- tE1 ) /αi
可得:tE 1=( td- ti + ti ・K1 / αi ) αi / K1=(8.5-20+20 × 5.7 /8.7 ) × 8.7/5.7= 2.4℃
室外气温下降到 2.4℃时,室内玻璃已开始结露
② 幕墙铝框架室内表面结露时的室外温度:tE2
tE2 =(td - ti + ti × K2 /αi ) αi / K2=(8.5-20+20× 3.2/ 8.7 ) 8.7/3.2 = -11.3℃
室外气温下降到- 11.3℃时,室内侧铝框架表面已开始结露。
3.3 结露量的计算
对结露表面接触的空气都是在不停的移动,在正常的室内风速下,一般来说只有距结露表面 5mm厚的空气层才能将湿汽凝结成水,敷着于结露表面。正是这些空气不停的运动使结露水量不断的增加。
① 单元玻璃表面的结露量
室温 20℃,湿度50%的空气的绝对湿度:G1= 0.0073 kg/kg (由附录2温湿图查取)
室内露点温度 8.5℃,湿度100%的空气绝对湿度:G2= 0.007 kg/kg (由附录2温湿图查取)
绝对湿度差:G= G1- G2=0.0073-0.007= 0.0003 kg/kg= 0.3g/kg
20℃空气重量:Gk=1.205×10 -3g/cm3= 1.205 kg/m3 (由附录3空气密度表查取)
每立方米空气的含湿量:Gs= G / Gk = 0. 3 / 1.205 = 0.25 g/m3
单元玻璃表面积:A=(1.6-0.07)×(1.2-0.07)= 1.73 m2
每小时接触玻璃的空气量:(按 5mm厚空气层流动)μB= 5×3600/1000 V・A= 5×3600/1000 ×0.2×1.73= 6.228 m3
单元玻璃表面每小时发生的结露量:SB=Gs ・μB =0.25×6.228= 1.557g
② 单元铝型材框架表面的结露量
C部位横梁表面积:Ac=1.2(0.1×2+0.07)= 0.324m2
D部位立梃表面积:AD=1.6(0.1×2+0.07)= 0.432 m2
C部横梁每小时接触的空气量:μC= 5×3600/1000× V・AC =5×3600×0.2×0.324/1000 = 1.1664 m3
D部立梃每小时接触的空气量:μD= 5×3600/1000× V・AD=5×3600×0.2×0.432/1000= 1.5552 m3
C部横梁每小时的结露量:S C= GS・μC=0.25×1.1664= 0.2916g
D部位立梃每小时的结露量:S D= GS・μD=0.25×1.5552= 0.3888g
幕墙单元分格每小时的结露量:S= S B + S C + S D=1.557+0.2916+0.3888= 2.2374g
总结:如果一个建筑层间高 4.8m,按高度 1.6m分三格。建筑水平柱距按 1.2m的8跨为一个分区。沈阳市区冬季夜间定为有8小时的室外气温低于 -12℃。这时这一分区的结露量为SZ=3×8×8×S=3×8×8×2.2374= 425.6g大约有1市斤的结露水在夜间生成,这是保守一点的说法,如果在隆冬三九天整天都要低于 -12℃。冬季天天都要生成这些结露水,肯定危害不小。在设计这幕墙时,就应考虑用保温性能好的中空玻璃和铝合金隔热型材做幕墙框架。并应经是否能结露计算后再施工,否则劳民伤财。
以上是本人的一点浅识,有不当之处请批评指正。
空 气 的 湿 度 和 露 点
附录1
气温 ℃ |
不同湿度下气温与露点的温差tC (℃) | ||||||
30% |
40% |
50% |
60% |
70% |
80% |
90% | |
-20 -15 -10 -5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 |
12.0 13.0 13.0 14.7 14.7 15.0 15.3 15.7 16.0 16.4 16.8 17.1 17.5 17.9 18.3 19.2 20.1 21.0 21.9 |
9.7 9.7 10.0 10.8 11.3 11.7 12.1 12.5 12.9 13.3 13.6 13.9 14.2 14.5 14.7 15.3 15.9 16.5 17.2 |
7.0 7.2 8.0 8.2 8.7 9.0 9.3 9.7 10.1 10.4 10.7 10.9 11.1 11.3 11.5 11.9 12.3 12.7 13.2 |
5.3 5.6 5.9 6.2 6.5 6.8 7.1 7.3 7.6 7.8 8.0 8.1 8.3 8.4 8.5 8.8 9.1 9.6 9.9 |
3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.1 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.2 6.5 6.8 7.0 |
2.4 2.5 2.6 2.7 2.9 3.0 3.2 3.3 3.4 3.5 3.5 3.6 3.7 3.7 3.8 3.9 4.1 4.2 4.4 |
1.2 1.2 1.3 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.6 1.7 1.7 1.8 1.8 1.9 1.9 1.9 2.0 2.0 2.1 |
附录2空 气 密 度 表
附录3
温度,℃ |
密度,×10 -3g/cm3 |
温度,℃ |
密度,×10 -3g/cm3 |
温度,℃ |
密度,×10 -3g/cm3 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
1.288 1.284 1.279 1.275 1.270 1.265 1.261 1.256 1.252 1.248 1.243 1.239 1.235 1.230 1.226 |
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
1.222 1.217 1.213 1.209 1.205 1.201 1.197 1.193 1.189 1.185 1.181 1.177 1.173 1.169 1.165 |
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 |
1.161 1.157 1.154 1.150 1.146 1.142 1.139 1.135 1.132 1.128 |