简述建筑外窗检测方法

简述建筑外窗检测方法

朱本意

中山市恒德建筑工程检测有限公司528434

摘要：外窗不仅可以将自然光引入室内，还可以起到通风换气的作用，在节约建筑能源消耗的同时提高室内的舒适度。在一定程度上，外窗的设计对建筑节能有着重要的影响。有数据显示，外窗的耗能占建筑耗能的比例超过了40%，比墙体热损耗高出4～5倍，所以说外窗的节能设计至关重要。

关键词：建筑外窗；检测

一、外窗的构造对建筑节能的影响

1.1窗型

如今建筑大多使用平开窗、推拉窗以及固定窗这三种类型。在设计上，推拉窗的窗扇上方都有比下窗框边缘高的空间，即使窗体内侧有毛条，但是窗扇上方和下方的轮滑仍存在间隙，这样就可以形成一个热流和冷气的循环，虽然可以调节室内空气，然而这种窗型也有能量损耗，其损耗多在于窗材的热传导、玻璃的辐射以及渗透耗热。

平开窗有内、外平开窗之分，在窗扇间、窗扇与窗框之间都有橡胶密封，当窗户关上之后，橡胶密封严实，不易透热，但是由于窗材的导热和玻璃的辐射的原因，仍有大量能量损耗。

固定窗的窗框是嵌在墙体内的，玻璃直接安装在窗框上，并用密封胶封实，所以不会产生对流热损失，其主要热损耗来自于窗材的热传导和玻璃的辐射。固定窗窗框嵌在墙体内，玻璃直接安在窗框上，玻璃和窗框的接缝用密封胶四边密封，有良好的水密性和气密性，空气很难通过密封胶形成对流，因此对流热损失极少，主要热损是玻璃的辐射和窗材的热传导。从窗型结构上讲，固定窗节能性最好，其次为平开窗，再次为推拉窗。

1.2窗玻璃

从上述的窗型因素来看，主要的热损耗大多是因为窗玻璃。要想从窗玻璃人手做好节能设计，就要设计成双玻结构，提高玻璃对波长在0.3mm～2.5mm范围内的太阳光的反射能力和吸收能力。从玻璃的性价比来看，最佳选择为单框双玻结构和热反射镀膜玻璃。单框双玻璃结构的采光性能和隔热隔音性能都可以和中空玻璃媲美，其隔热效果主要是靠是二层玻璃问密封的空气层，空气的导热系数为0.028W/m?K，但玻璃的导热系数为0.77W/m?K，两者的导热系数存在很大的差异，并且两层玻璃问被密封起来了，导热主要是通过空气层，热阻效果很明显，这也是提高外窗玻璃节能性的方法之一。通过实验选用不同的玻窗结构作为保温层，最后发现单框双层玻璃铝合金窗能够有效地降低外窗热损高达60%。目前热反射镀膜玻璃已经能够满足一般节能窗的需求，如果有更高的要求，可以用中空玻璃或是低辐射镀膜玻璃等等。

1.3窗框用材

现在的窗框用材大多是塑料型材、不锈钢、木材以及铝合金型材，其中金属材料的使用最为多见。金属材料的窗框用材具有很大的传热系统，不利于建筑节能性设计。根据笔者的多年从业经验，窗框用材大多是由于热传导从而产生热损。要想降低热损，就要降低外窗“热桥”的影响。

1.4窗墙结合形式

在安装外窗的施工过程中，要将窗口周围用砂浆抹实，严格按照施工规范要求去做，尽可能地解决施工错误问题。因为窗墙结合形式是提高外窗节能性的有效方法，所以对于施工中的问题一定要给予足够的重视。

二、设备安装不正确导致检测误差

建筑外窗气密性检测及分级是依据GB7106-2008《建筑外窗气密性能检测及分级》来进行的，该标准对外窗气密性能的检测及分级方法做了基本的规定和要求。外窗气密性能是以外窗单位开启缝长或单位面积的空气渗透量来度量的，也是用这个指标来分级的。

大家都知道，门窗物理性能试验机是靠一个大风机来给空气加压的，由于功率比较大，噪声也就相应的很大，体积也比较大，为了改善实验室环境，一般都选择将风机安装在室外。这在人们看来是再正常不过，但这一点就对试验数据的准确性产生了很大的影响。

因为，室外空气温度相对实验室温度不但每天变化很大，而且随着季节的变化更大。空气温度的变化会引起空气物理性能的变化，特别是空气体积的变化。

外窗气密性检测设备空气流量的计量是靠风速仪在进入静压箱的风管上来计量的，如果风机安装在室外，可以认为计量的是室外温度状态下的空气流量，但在实验室室内和室外存在温度差时，当空气在进入的过程中，随着环境温度的变化，空气温度会发生变化，空气的物理性能也会发生变化，比如体积会膨胀或收缩，这必然造成空气体积的计量值和实际渗透量之间的误差。

检测设备的静压箱表面积比较大，而且是金属的，导热系数很大，空气的热容又比较小，而且是流动的，所以空气温度的变化有可能是很快的。而空气体积对空气温度变化的效应是比较大的，随着空气温度的变化，空气体积相应会发生较大的变化，使得空气渗透时的体积和计量的体积不符。进入的空气量越小，空气温度变化的幅度越大，空气温度越有可能接近室温，也就是说，对气密性越好的外窗影响越大。

举一个相对比较极端的例子，比如一个外窗试样，在标准大气压、温度为293K（20℃）时测得空气渗透量q1=2.70m3/（m·h）（计为V1），根据建筑外窗气密性分级表确定为气密性2级窗。

同一个外窗试样，在标准大气压、冬季室外温度T1=263K（-10℃），实验室温度为T2=293K（20℃）时检测。假设空气进入静压箱后温度变化为20℃，如果不考虑压力的影响，根据公式：

计算可以得到V2=2.42m3/（m·h），也就是说，2.70m3/（m·h）的标准状态的空气，在冷态时只计量为2.42m3/（m·h），相差0.28m3/（m·h），按计量值根据建筑外窗气密性分级表确定为气密性3级窗。

很清楚的可以看出，此一项对同一个外窗试样而言，就有相当于10%的误差，从而将气密性2级窗确定成了3级窗。这样的误差是不可接受的。这在外窗分级时显得非常重要，特别是在分级值的分界点附近，这样的误差足以造成跨级，这势必造成不公平。

冬天存在这么大的误差，夏天在装有空调的实验室，这样的误差也应引起足够的重视。总之，只要室内外有温差存在，检测误差就会存在。

3.空气状态换算时引起的误差

在检测的过程中，由于地区不同，检测的环境不同，空气的物理性能也会不同，为了科学、统一，有比较性，GB7107—2002规定检测的实测数据要换算为

标准状态（20℃、标准大气压）下的值，其计算公式如下：

式中：

q′——标准状态下单位时间空气渗透量，m3/h；

P——实验室气压值，kPa；

T——实验室空气温度值，K；

qt——试件渗透量测定值，m3/h。

此式中的qt，是对应空气温度为T时的单位时间外窗空气渗透量，即检测时的实测值。

目前常用的气密性检测设备基本都是全自动运行的，数据也是自动处理的，没有人工干预，只要求开始检测时设置空气状态，比如大气压、空气温度。当风机安装在室外，室内外存在温度差时，按标准要求将空气温度T设置为实验室温度显然是错误的（检测时都是按标准要求直接设置为实验室温度），因为计量的是室外温度条件下的空气流量，这样直接设定，就会产生检测误差。能不能设置为室外温度值呢？也是不能的，因为空气温度在渗透的过程中是变化的。

这些问题没有引起人们的注意，只是目前人们还没有认识到这一点。为了体现公平、公正的原则，这些问题应该引起重视，也应该解决。其实，解决这个问题的方法非常简单，风机可以安装在室外，但必须要求设备生产企业使用密封性相对比较高的风机，并在安装设备时将风机的进风口用风管连接进实验室内，将风速仪安装在进风口的管道上，这样，检测就不会存在由于空气温度的变化引起体积变化，从而产生检测的误差，真正达到检测科学、准确和公正。

三、建筑外窗检测方法

在对影响建筑节能效果的外窗因素进行分析的前提下，除了要保障科学的设计和施工方法，还要对外窗项目进行检测，以确保预期的节能效果能够实现。窗的物理性能有隔声隔热、遮阳防水、抗风耐压等，窗有“三性”即气密性、水密性、抗风压性，下面我们就主要以这“三性”为例，阐述具体的检测方法。

3.1建筑外窗气密性能检测

气密性指的是在外窗关闭的前提下，外窗能够阻止空气渗透的能力。检测外窗气密性的两大指标是“单位缝长空气渗透量”和“单位面积空气渗透量”。前者指的是在标准状态下，单位时间内通过单位缝长的空气量，后者指的是在标准状态下单位时间内通过单位面积的空气量。在检测时，要将试件上可开启的缝隙和镶嵌缝隙密封，其次按照各自特定的检测加压程序进行加压，读取数据，然后将密封措施去掉之后再次加压，最后计算两次加压的数据得出结果。在计算时要注意单位换算以及正负压分别计算，分别定级。

3.2建筑外窗水密性能检测

水密性值得是在风雨的条件下，关闭的外窗阻止雨水渗漏的能力。确定外窗水密性分级的指标依据是严重渗漏压力差的前一级压力差。在检测过程中，如果出现水喷溅出试件或是存在渗漏现象，就被认定为严重渗漏。稳定加压法就是以淋水量为2L（m2?min）均匀淋水于试件上，然后按照检测要求对试件逐渐加压，直至出现严重渗漏位止。

3.3建筑外窗抗风压性能检测

抗风压性指的是在风压的条件下，关闭的外窗不发生损坏和功能障碍的能力。对外窗抗风压性的检测有三个部分，分别是变形检测、反复加压检测以及定级检测。

在变形检测中，风荷是逐渐增加的，并且相邻两级的压力差要小于250Pa，观察试件是否有损坏和功能障碍。将变形检测压力值记为P1，反复加压检测是以P1的1.5倍作为压力差值，同样观察试件是否有损坏和功能障碍，而定级检测是以2.5倍P1作为压力差值，检测方法同变形检测和反复加压检测相同。在经过三部分的检测后，试件没有发生损坏和功能障碍，即被视为符合工程设计要求。

3.4其他检测内容

除了气密性、水密性以及抗风压性三种检测之外，外窗的检测内容还包含传热系数检测、玻璃可见光透射比检测、中空玻璃露点检测、玻璃遮阳系数检测、保温材料的导热系统检测等。

结束语

影响外窗节能效果的主要是窗材的热传导、玻璃的辐射以及渗透耗热这三个方面，所以要想提高外窗节能的效果，就要从降低传热量、降低太阳辐射能以及降低渗透量这三个方面进行技术改造。另外还可以改变窗墙比，整体调整的外窗朝向，利用建筑阴影等的方式，以此来降低太阳辐射。百分之百的节能效果是不现实的，但是做为设计人员，要能够抓住节能设计的关键，尽全力提高外窗节能性能。当然也可以为各个建筑单位制定节能工程检测，并且严格按照标准执行，为建筑节能提供制度标准，以保证建筑的节能效果。

参考文献：

[1]李健生.建筑外窗检测质量控制.2017

[2]陈梦群.对建筑外窗物理检测的几点体会.2016