露點溫度計算器|結露判定
由室內溫度與相對濕度求出露點。輸入窗玻璃、牆壁、冰水管的表面溫度,就能立即知道會不會結露,以及要避免結露時濕度必須降到多少。在下方選擇保溫材與厚度,還能判定保溫材表面是否結露,並算出防止結露的最小保溫厚度。
什麼是露點
空氣中的水蒸氣,隨著溫度下降,到了某個程度就無法再全部容納,會以水珠的形式析出。這個溫度就是露點。即使溫度相同,濕度越高,露點也越高。
露點低於 0 °C 時,凝結出來的不是水珠而是冰(霜),因此稱為霜點,以冰面上的飽和水蒸氣壓計算。
會結露的條件
當房間空氣所接觸的表面溫度在該空氣的露點以下,表面就會凝結水珠(結露)。冬天的窗玻璃、外牆轉角,夏天的冰水管、風管外表面是常見的位置。表面溫度高於露點時,就不會結露。
範例:冬天的窗戶結露
室內 20 °C、相對濕度 60 % 的空氣,露點約為 12.0 °C。如果外面很冷,窗玻璃內側表面為 10 °C,低於露點,就會結露。
要讓同一扇窗不結露,必須把室內濕度降到約 52.5 % 以下,或讓玻璃表面比 12.0 °C 更暖。
減少結露的方法
- 通風:把烹飪、洗澡、晾衣服產生的濕氣排出去,降低室內濕度。
- 濕度管理:冬天不要把加濕器開得太強,必要時進行除濕。
- 讓表面變暖:使用雙層玻璃、隔熱玻璃,加強隔熱材,讓窗簾後方的空氣流通。冰水管則以保溫材讓外表面溫度維持在露點以上。
露點對照表(溫度 × 相對濕度)
單位 °C,海平面大氣壓力 101.325 kPa。0 °C 以下的值是霜點(以冰面為基準)。表面溫度在此值以下就會結露。
| 溫度 | RH 30 % | RH 40 % | RH 50 % | RH 60 % | RH 70 % | RH 80 % | RH 90 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 °C | −6.0 | −2.6 | 0.1 | 2.6 | 4.8 | 6.7 | 8.4 |
| 15 °C | −2.1 | 1.5 | 4.7 | 7.3 | 9.6 | 11.6 | 13.4 |
| 18 °C | 0.2 | 4.2 | 7.4 | 10.1 | 12.5 | 14.5 | 16.3 |
| 20 °C | 1.9 | 6.0 | 9.3 | 12.0 | 14.4 | 16.4 | 18.3 |
| 22 °C | 3.6 | 7.8 | 11.1 | 13.9 | 16.3 | 18.4 | 20.3 |
| 24 °C | 5.4 | 9.6 | 12.9 | 15.8 | 18.2 | 20.3 | 22.3 |
| 26 °C | 7.1 | 11.4 | 14.8 | 17.6 | 20.1 | 22.3 | 24.2 |
| 28 °C | 8.8 | 13.2 | 16.6 | 19.5 | 22.0 | 24.2 | 26.2 |
| 30 °C | 10.5 | 14.9 | 18.4 | 21.4 | 23.9 | 26.2 | 28.2 |
| 35 °C | 14.8 | 19.4 | 23.0 | 26.1 | 28.7 | 31.0 | 33.1 |
常見問題
露點要怎麼計算?
先由溫度求出飽和水蒸氣壓,乘上相對濕度,得到目前空氣的水蒸氣分壓。飽和水蒸氣壓等於該分壓時的溫度就是露點。本頁將 ASHRAE Fundamentals 2017 第 1 章的 Hyland-Wexler 公式反推來計算。
室內 20 °C、濕度 60 % 時,露點是幾度?
約 12.0 °C。窗玻璃或牆面表面冷到 12 °C 以下時就會結露。濕度 50 % 時約為 9.3 °C,40 % 時約降到 6.0 °C。
要怎麼判斷冰水管需不需要保溫?
把管路外表面溫度和周圍空氣的露點比較。例如 26 °C、50 % 空氣的露點約為 14.8 °C,所以流著 7 °C 冰水的裸管會結露。請決定保溫材厚度,讓保溫材外表面維持在露點以上。
露點和結露有什麼關係?
當空氣接觸到比露點更冷的表面,水蒸氣就會在那裡凝結成水。表面溫度在露點以下就會結露,高於露點則不會。即使溫度相同,濕度越高露點越高,也就越容易結露(20 °C 時濕度 40 % 約 6.0 °C,60 % 約 12.0 °C)。
冰水管的防結露保溫厚度要怎麼決定?
先由室內溫度與濕度求出露點,再找出讓保溫材外表面溫度比露點高出裕度(通常 1 K)以上的最薄厚度。保溫材的熱傳導係數越低、厚度越大、外包覆放射率越高,表面就越溫暖。在上方計算器選擇保溫材與厚度,可一次看到表面溫度、是否結露,以及防結露最小厚度(進位到標準厚度);上方的表格可直接查 SGP 15A~100A。
為什麼加鋁外包覆反而更容易結露?
保溫材外表面透過對流從空氣得熱,並透過輻射從周圍牆面得熱。鋁的放射率只有 0.05 左右,幾乎得不到輻射熱,外表面熱傳係數變小,表面溫度更接近冰水而變得更冷。例如 50A (DN 50) 的冰水(7 °C)管包 25 mm 玻璃棉,在室內 30 °C、80 % 時,非金屬表面處理的表面約為 27.4 °C,高於 26.2 °C 的露點;換成新鋁外包覆,表面降到約 24.8 °C,就會結露。
結露判定的裕度要取多少?
表面溫度等於或低於露點就會結露。但考量施工誤差、濕度變動,以及接縫、吊架處的熱橋,設計上通常讓表面溫度比露點高出 1~2 K 以上(這是設計慣例,並非標準規定的數值)。本計算器預設裕度為 1 K,可在「判定裕度」欄位修改。達不到裕度時會顯示為「有風險」。
計算公式與出處
與計算器引擎相同的公式。T = t + 273.15 K,p = 大氣壓力 Pa。
| 項目 | 公式 | 說明、依據 |
|---|---|---|
| 飽和水蒸氣壓(水) | ln pws = C8/T + C9 + C10·T + C11·T² + C12·T³ + C13·ln T | ASHRAE 公式 6 (Hyland-Wexler),0.01 ~ 200 °C |
| 飽和水蒸氣壓(冰) | ln pws = C1/T + C2 + C3·T + C4·T² + C5·T³ + C6·T⁴ + C7·ln T | ASHRAE 公式 5 (Hyland-Wexler),−100 ~ 0.01 °C |
| 水蒸氣分壓、含濕量 | pw = RH/100 · pws(t), W = 0.621945 · pw / (p − pw) | ASHRAE 公式 20 |
| 露點(霜點) | pws(td) = pw | 以牛頓迭代法求公式 5、6 的反函數。td ≤ 0.01 °C 時採用冰面公式(霜點) |
| 結露判定、裕度 | 結露 ⇔ ts ≤ td, 裕度 = ts − td | 接觸表面的空氣達到飽和就會結露(與計算器的結露檢查定義相同) |
| 表面相對濕度、最大相對濕度 | RH_s = 100 · pw / pws(ts), RH_max = 100 · pws(ts) / pws(t) | RH_max:在相同室內溫度下,露點恰為表面溫度時的濕度(與計算器的結露檢查定義相同) |
出處
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI),第 1 章 Psychrometrics:公式 5、6 飽和水蒸氣壓,公式 20 含濕量
- Hyland, R. W. and Wexler, A. (1983), Formulations for the thermodynamic properties of the saturated phases of H2O from 173.15 K to 473.15 K, ASHRAE Transactions 89(2A)
保溫材表面結露判定與管路防結露保溫厚度
冰水管包了保溫材,如果外表面溫度仍在周圍空氣的露點以下,保溫材表面就會凝水(保溫材表面結露)。表面溫度由兩個因素平衡決定:保溫材的隔熱能力(熱傳導係數 k、厚度 t),以及周圍空氣傳給表面的熱量(對流與輻射合計的熱傳係數 h_se)。
計算保溫厚度,就是用這個平衡式解出保溫材表面溫度 Ts,再與露點 Td 比較。Ts 高於 Td 就不會結露,Ts − Td 即為裕度。上方計算器同時支援管路(圓筒)與平面(風管、設備),以二分法求出防結露最小厚度,並進位到標準厚度。
外包覆也會改變結果。鋁等放射率低的外包覆幾乎不與周圍進行輻射熱交換,表面會更冷,在相同厚度下更容易結露。彈性體發泡橡膠保溫材常不加外包覆,表面放射率約為 0.9。
冰水管防結露最小保溫厚度(SGP 15A~100A)
室內空氣 30 °C、相對濕度 80 %,冰水 7 °C,室內靜止空氣,判定裕度 1 K 時防止結露的最小厚度(mm,進位取整)。數值由與計算器相同的計算引擎得出。實際選用時,請取大於等於該值的標準厚度(10、13、15、20、25、30、40、50、65、75、100 mm)。
| 口徑 | 外徑 mm | 玻璃棉 | 發泡橡膠 | 硬質 PU | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ||
| 15A | 21.7 | 18 | 40 | 18 | 40 | 14 | 31 |
| 20A | 27.2 | 19 | 43 | 19 | 43 | 15 | 33 |
| 25A | 34 | 20 | 46 | 20 | 46 | 16 | 35 |
| 32A | 42.7 | 21 | 50 | 21 | 49 | 17 | 38 |
| 40A | 48.6 | 22 | 52 | 22 | 51 | 17 | 39 |
| 50A | 60.5 | 23 | 55 | 23 | 55 | 18 | 42 |
| 65A | 76.3 | 24 | 59 | 24 | 59 | 19 | 45 |
| 80A | 89.1 | 25 | 62 | 25 | 62 | 19 | 47 |
| 90A | 101.6 | 26 | 65 | 25 | 64 | 19 | 49 |
| 100A | 114.3 | 26 | 67 | 26 | 67 | 20 | 51 |
ε 0.9 是 PVC、塗裝、帆布、橡膠等非金屬表面處理,ε 0.05 是新鋁箔。鋁外包覆即使保溫材相同,也要厚得多才能防止結露。> 500 代表厚度到 500 mm 也無法防止結露。
計算公式
採用 ISO 12241 形式的穩態熱傳。管路以每 1 m 管長計算,平面以每 1 m² 面積計算。
| 項目 | 公式 | 說明、依據 |
|---|---|---|
| 熱平衡(表面溫度 Ts) | (Ta − Ts) / R_se = (Ts − Tf) / R_ins | Ts 以二分法求解。冰水時 Tf < Ts < Ta |
| 熱阻(圓筒/平面) | R_ins = ln(D2/D1) / (2πk), R_se = 1 / (h_se · π · D2), D2 = D1 + 2t. 平面:R_ins = t/k, R_se = 1/h_se | 忽略管壁與流體側的膜阻(偏安全) |
| 外表面熱傳係數 | h_se = h_cv + h_r | 對流 h_cv 與輻射 h_r 之和 |
| 輻射熱傳係數 | h_r = ε · σ · (Ts⁴ − Ta⁴) / (Ts − Ta) | σ = 5.670×10⁻⁸ W/m²K⁴,溫度用 K。ε 為外包覆的表面放射率 |
| 自然對流(室內靜止空氣) | 水平管:1.25 (ΔT/D2)^0.25 (D2³ΔT ≤ 10),其他情況 1.21 ΔT^(1/3). 垂直平面 (H = 1 m):1.42 (ΔT/H)^0.25,其他情況 1.31 ΔT^(1/3) | 有風速時與強制對流(Churchill-Bernstein)合成。係數未能對照標準原文確認,設計前需要覆核 |
| 熱傳導係數的溫度修正 | k = k10 + a · (Tm − 10), Tm = (Tf + Ts) / 2 | k10:平均溫度 10 °C 時的數值,a:溫度斜率(見下表) |
| 結露判定 | 結露 ⇔ Ts ≤ Td, 有風險 ⇔ Ts − Td < 裕度, 安全 ⇔ Ts − Td ≥ 裕度 | Td 取自上方的露點公式(ASHRAE 2017)。預設裕度 1 K |
保溫材的代表性熱傳導係數(設計參考值)
平均溫度 10 °C 時的熱傳導係數 k10 與溫度斜率 a。不同廠商、等級會有差異,請以產品測試報告的數值覆蓋使用。
| 保溫材 | k10 W/m·K | a W/m·K² | 冰水用防潮層 | 依據 |
|---|---|---|---|---|
| 玻璃棉(保溫板、保溫管) | 0.034 | 0.00015 | 需另外設置 | KS L 9102 玻璃棉 24K,平均 70 °C 時 0.043 以下 |
| 岩棉(保溫板、保溫管) | 0.034 | 0.00018 | 需另外設置 | 岩棉,平均 70 °C 時約 0.045(依產品而異) |
| 彈性體發泡橡膠(NBR、EPDM) | 0.034 | 0.0001 | 閉孔(接縫處黏接) | EN 14304:0 °C 時 0.033 以下,40 °C 時約 0.036 |
| 聚乙烯發泡 | 0.036 | 0.00012 | 閉孔(接縫處黏接) | 廠商公布值 0.035~0.040 |
| 硬質聚氨酯(PU、PIR) | 0.025 | 0.0001 | 閉孔(接縫處黏接) | 硬質 PU、PIR 老化後的設計值 |
| 酚醛發泡 | 0.024 | 0.00008 | 閉孔(接縫處黏接) | KS M 3808 為 0.022 以下,老化後的設計值 |
| 擠出聚苯乙烯(XPS) | 0.034 | 0.0001 | 閉孔(接縫處黏接) | EN 13164 宣告值 0.030~0.036 |
外包覆(表面處理)的表面放射率
| 外包覆 | 放射率 ε |
|---|---|
| 鋁箔、鋁皮(新品) | 0.05 |
| 鋁(氧化) | 0.13 |
| 鍍鋅鋼板 | 0.26 |
| 不鏽鋼 | 0.15 |
| PVC、塗裝、帆布、橡膠表面 | 0.9 |
最後更新 2026-10-12。