建筑外窗气密性检测及加强措施

一、前言

建筑外窗是建筑节能的薄弱环节也是建筑节能的重点，外窗耗热量约占外墙总耗热量的 40%～60%。其中外窗的气密性是建筑外窗影响建筑节能的一个重要指标，GB 50176-1993《民用建筑节能设计规范》对其有强制性的规定，用以规范建筑外窗的使用。由于目前对建筑外窗气密性的要求越来越严格，不但门窗生产要有检验报告，在工程使用时也需要复检报告，检验的工作量逐年增加，这使得检测设备也在逐年增加。这样，正确认识检测的根本原理、检测设备的正确安装和检测中的一些细节就需要引起人们的注意，以保证检测的科学、准确和公正。下面就建筑外窗气密性检测及加强措施进行了简单的分析阐述。

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 GB 7106―2008《建筑外门窗气密水密、抗风压性能分级及检测方法》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的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 3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 4 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 3 级窗确定成了4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，这势必造成检测分级误差。

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。

三、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，GB 7106―2008 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。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。

四、如何提高建筑外窗气密性能

在建筑围护部件的总能耗中建筑外窗的耗热量约占40%～60%，由此可见，通过门窗而损失的热量和冷量是不容忽视的，因此在建筑节能设计中，往往通过调整窗墙面积比以及控制建筑朝向，合理选用窗框材料，尽量选用节能型窗玻璃，增强窗户的气密性等措施来减少能耗。由建筑外窗空气渗透的机理出发，可以从以下几个方面来加强建筑外窗的气密性能：

4.1 提高窗用型材的规格尺寸、尺寸稳定性以及组装时的准确度，尽量增加开启缝隙部位的搭接量，这样就可以减少开启缝的宽度，从而达到减少空气渗透的目的。

4.2 对于已有的建筑，可以通过加设密封条的方式对现有气密性差的门窗进行处理，这样便可以改善气密性以防冷风渗透。

4.3 在选择窗型时，尽量依照固定窗、平开窗、推拉窗的顺序，从而达到减少空气渗漏的目的。

4.4 在玻璃与窗框或者窗框与窗洞等连接部位处要改进密封方法。目前国内主要采用的是双级密封方法，窗的空气渗透量达到1.6m3/（m・h），然而国外普遍采用三级密封的方法，使窗的空气渗透量降低到了1.0m3/（m・h），因此应逐步向三级密封方法靠拢。

五、结束语

在实际的建筑设计中，应注意各种密封方法和密封材料的互相配合，提高外窗的安装技术，保证质量。然而值得注意的是，虽然加强建筑外窗的气密性能可以达到降低能耗的目的，但也并非越高越好，至少应保证一定的换气量。