一、前言
建筑外窗是建筑節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)也是建筑節(jié)能的重點(diǎn)，外窗耗熱量約占外墻總耗熱量的 40%～60%。其中外窗的氣密性是建筑外窗影響建筑節(jié)能的一個(gè)重要指標(biāo)，GB 50176-1993《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)其有強(qiáng)制性的規(guī)定，用以規(guī)范建筑外窗的使用。由于目前對(duì)建筑外窗氣密性的要求越來(lái)越嚴(yán)格，不但門(mén)窗生產(chǎn)要有檢驗(yàn)報(bào)告，在工程使用時(shí)也需要復(fù)檢報(bào)告，檢驗(yàn)的工作量逐年增加，這使得檢測(cè)設(shè)備也在逐年增加。這樣，正確認(rèn)識(shí)檢測(cè)的根本原理、檢測(cè)設(shè)備的正確安裝和檢測(cè)中的一些細(xì)節(jié)就需要引起人們的注意，以保證檢測(cè)的科學(xué)、準(zhǔn)確和公正。下面就建筑外窗氣密性檢測(cè)及加強(qiáng)措施進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析闡述。
二、設(shè)備安裝不正確導(dǎo)致檢測(cè)誤差
建筑外窗氣密性檢測(cè)及分級(jí)是依據(jù) GB 7106―2008《建筑外門(mén)窗氣密水密、抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法》來(lái)進(jìn)行的，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外窗氣密性能的檢測(cè)及分級(jí)方法做了基本的規(guī)定和要求。外窗氣密性能是以外窗單位開(kāi)啟縫長(zhǎng)或單位面積的空氣滲透量來(lái)度量的，也是用這個(gè)指標(biāo)來(lái)分級(jí)的。
大家都知道，門(mén)窗物理性能試驗(yàn)機(jī)是靠一個(gè)大風(fēng)機(jī)來(lái)給空氣加壓的，由于功率比較大，噪聲也就相應(yīng)的很大，體積也比較大，為了改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，一般都選擇將風(fēng)機(jī)安裝在室外。 這在人們看來(lái)是再正常不過(guò)的一點(diǎn)就對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生了很大的影響。
因?yàn)?，室外空氣溫度相?duì)實(shí)驗(yàn)室溫度不但每天變化很大，而且隨著季節(jié)的變化更大。 空氣溫度的變化會(huì)引起空氣物理性能的變化， 特別是空氣體積的變化。
外窗氣密性檢測(cè)設(shè)備空氣流量的計(jì)量是靠風(fēng)速儀在進(jìn)入靜壓箱的風(fēng)管上來(lái)計(jì)量的，如果風(fēng)機(jī)安裝在室外，可以認(rèn)為計(jì)量的是室外溫度狀態(tài)下的空氣流量，但在實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)和室外存在溫度差時(shí)，當(dāng)空氣在進(jìn)入的過(guò)程中，隨著環(huán)境溫度的變化，空氣溫度會(huì)發(fā)生變化，空氣的物理性能也會(huì)發(fā)生變化，比如體積會(huì)膨脹或收縮，這必然造成空氣體積的計(jì)量值和實(shí)際滲透量之間的誤差。
檢測(cè)設(shè)備的靜壓箱表面積比較大，而且是金屬的，導(dǎo)熱系數(shù)很大，空氣的熱容又比較小，而且是流動(dòng)的，所以空氣溫度的變化有可能是很快的。 而空氣體積對(duì)空氣溫度變化的效應(yīng)是比較大的，隨著空氣溫度的變化，空氣體積相應(yīng)會(huì)發(fā)生較大的變化，使得空氣滲透時(shí)的體積和計(jì)量的體積不符。 進(jìn)入的空氣量越小，空氣溫度變化的幅度越大，空氣溫度越有可能接近室溫，也就是說(shuō)，對(duì)氣密性越好的外窗影響越大。
舉一個(gè)相對(duì)比較的例子，比如一個(gè)外窗試樣，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度為 293K（20℃）時(shí)測(cè)得空氣滲透量 q1=2.70m3/（m?h）（計(jì)為 V1），根據(jù)建筑外窗氣密性分級(jí)表確定為氣密性 3級(jí)窗。
同一個(gè)外窗試樣，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、冬季室外溫度 T1=263K（-10℃），實(shí)驗(yàn)室溫度為 T2=293K（20℃）時(shí)檢測(cè)。假設(shè)空氣進(jìn)入靜壓箱后溫度變化為 20℃，如果不考慮壓力的影響，根據(jù)公式：
計(jì)算可以得到 V2=2.42m3/（m?h）， 也就是說(shuō)，2.70m3/（m?h）的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣，在冷態(tài)時(shí)只計(jì)量為 2.42m3/（m?h），相差 0.28m3/（m?h），按計(jì)量值根據(jù)建筑外窗氣密性分級(jí)表確定為氣密性 4 級(jí)窗。
很清楚的可以看出，此一項(xiàng)對(duì)同一個(gè)外窗試樣而言，就有相當(dāng)于 10%的誤差，從而將氣密性 3 級(jí)窗確定成了4級(jí)窗。這樣的誤差是不可接受的。這在外窗分級(jí)時(shí)顯得非常重要，特別是在分級(jí)值的分界點(diǎn)附近，這樣的誤差足以造成跨級(jí)，這勢(shì)必造成檢測(cè)分級(jí)誤差。
冬天存在這么大的誤差，夏天在裝有空調(diào)的實(shí)驗(yàn)室，這樣的誤差也應(yīng)引起足夠的重視。總之，只要室內(nèi)外有溫差存在，檢測(cè)誤差就會(huì)存在。
三、空氣狀態(tài)換算時(shí)引起的誤差
在檢測(cè)的過(guò)程中，由于地區(qū)不同，檢測(cè)的環(huán)境不同，空氣的物理性能也會(huì)不同，為了科學(xué)、統(tǒng)一，有比較性，GB 7106―2008 規(guī)定檢測(cè)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)要換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20℃、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）下的值。目前常用的氣密性檢測(cè)設(shè)備基本都是全自動(dòng)運(yùn)行的，數(shù)據(jù)也是自動(dòng)處理的，沒(méi)有人工干預(yù)，只要求開(kāi)始檢測(cè)時(shí)設(shè)置空氣狀態(tài)，比如大氣壓、空氣溫度。當(dāng)風(fēng)機(jī)安裝在室外，室內(nèi)外存在溫度差時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)要求將空氣溫度設(shè)置為實(shí)驗(yàn)室溫度顯然是錯(cuò)誤的（檢測(cè)時(shí)都是按標(biāo)準(zhǔn)要求直接設(shè)置為實(shí)驗(yàn)室溫度），因?yàn)橛?jì)量的是室外溫度條件下的空氣流量，這樣直接設(shè)定，就會(huì)產(chǎn)生檢測(cè)誤差。 能不能設(shè)置為室外溫度值呢？ 也是不能的，因?yàn)榭諝鉁囟仍跐B透的過(guò)程中是變化的。
這些問(wèn)題沒(méi)有引起人們的注意，只是目前人們還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。 為了體現(xiàn)公平、公正的原則，這些問(wèn)題應(yīng)該引起重視，也應(yīng)該解決。 其實(shí)，解決這個(gè)問(wèn)題的方法非常簡(jiǎn)單，風(fēng)機(jī)可以安裝在室外，但必須要求設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)使用密封性相對(duì)比較高的風(fēng)機(jī)，并在安裝設(shè)備時(shí)將風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口用風(fēng)管連接進(jìn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將風(fēng)速儀安裝在進(jìn)風(fēng)口的管道上，這樣，檢測(cè)就不會(huì)存在由于空氣溫度的變化引起體積變化，從而產(chǎn)生檢測(cè)的誤差，真正達(dá)到檢測(cè)科學(xué)、準(zhǔn)確和公正。
四、如何提高建筑外窗氣密性能
在建筑圍護(hù)部件的總能耗中建筑外窗的耗熱量約占40%～60%，由此可見(jiàn)，通過(guò)門(mén)窗而損失的熱量和冷量是不容忽視的，因此在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，往往通過(guò)調(diào)整窗墻面積比以及控制建筑朝向，合理選用窗框材料，盡量選用節(jié)能型窗玻璃，增強(qiáng)窗戶的氣密性等措施來(lái)減少能耗。由建筑外窗空氣滲透的機(jī)理出發(fā)，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)加強(qiáng)建筑外窗的氣密性能：
4.1 提高窗用型材的規(guī)格尺寸、尺寸穩(wěn)定性以及組裝時(shí)的準(zhǔn)確度，盡量增加開(kāi)啟縫隙部位的搭接量，這樣就可以減少開(kāi)啟縫的寬度，從而達(dá)到減少空氣滲透的目的。
4.2 對(duì)于已有的建筑，可以通過(guò)加設(shè)密封條的方式對(duì)現(xiàn)有氣密性差的門(mén)窗進(jìn)行處理，這樣便可以改善氣密性以防冷風(fēng)滲透。
4.3 在選擇窗型時(shí)，盡量依照固定窗、平開(kāi)窗、推拉窗的順序，從而達(dá)到減少空氣滲漏的目的。
4.4 在玻璃與窗框或者窗框與窗洞等連接部位處要改進(jìn)密封方法。目前國(guó)內(nèi)主要采用的是雙級(jí)密封方法，窗的空氣滲透量達(dá)到1.6m3/（m?h），然而國(guó)外普遍采用三級(jí)密封的方法，使窗的空氣滲透量降低到了1.0m3/（m?h），因此應(yīng)逐步向三級(jí)密封方法靠攏。
五、結(jié)束語(yǔ)
在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意各種密封方法和密封材料的互相配合，提高外窗的安裝技術(shù)，保證質(zhì)量。然而值得注意的是，雖然加強(qiáng)建筑外窗的氣密性能可以達(dá)到降低能耗的目的，但也并非越高越好，至少應(yīng)保證一定的換氣量。
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