建筑外門窗保溫性能檢測(cè)及其結(jié)果影響因素分析

建筑門窗是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，需滿足建筑各種功能和性能要求，尤其是近年來(lái)提倡節(jié)能降耗，節(jié)能也成為建筑門窗面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。建筑外門窗作為室外建筑物的重要組成部分，由于其直接地與室外環(huán)境進(jìn)行熱量交換和自身的結(jié)構(gòu)、材料、功能限制，成為了建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能中最薄弱的環(huán)節(jié)。

 

 

建筑門窗與節(jié)能相關(guān)的物理性能有保溫性能、氣密性能、隔熱性能和采光性能，其中保溫性能是與節(jié)能相關(guān)的最重要的物理性能，因此，做好門窗保溫性能檢測(cè)顯得尤為重要。

 

保溫性能分級(jí)

門窗傳熱系數(shù)是指穩(wěn)態(tài)傳熱條件下，通過(guò)一定厚度填充板的單位面積傳熱量與板兩表面溫差的比值。在GB/T 31433-2015《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》中，建筑外門窗保溫性能以傳熱系數(shù)K為分級(jí)指標(biāo)，根據(jù)分級(jí)指標(biāo)值由大到小分為1～10十個(gè)等級(jí)。

 

檢測(cè)原理

基于穩(wěn)態(tài)傳熱原理，國(guó)內(nèi)門窗保溫性能測(cè)試方法GB/T 8484—2020《建筑外門窗保溫性能檢測(cè)方法》一直采用標(biāo)定熱箱法檢測(cè)建筑外門窗傳熱系數(shù)。試件一側(cè)為熱箱，模擬采暖建筑冬季室內(nèi)氣候條件，另一側(cè)為冷箱，模擬冬季室外氣候條件；在對(duì)試件縫隙進(jìn)行密封處理，試件兩側(cè)各自保持穩(wěn)定的空氣溫度、氣流速度和熱輻射條件下，測(cè)量熱箱中加熱器的發(fā)熱量，減去通過(guò)熱箱外壁、試件框、填充板、試件和填充板邊緣的熱損失，除以試件面積與兩側(cè)空氣溫差的乘積，即可計(jì)算出試件的傳熱系數(shù)K值。

 

 

影響因素分析

門窗的保溫性能由門窗與墻體直連部分的密封情況及門窗材料的傳熱系數(shù)共同決定。熱量通過(guò)門窗傳導(dǎo)主要依賴以下兩個(gè)途徑：一方面是門窗材料的傳熱，另一方面是門窗開(kāi)啟扇接縫處的空氣滲漏。

 

而在建筑門窗保溫性能檢測(cè)過(guò)程中，冷室環(huán)境通過(guò)門窗試件與熱室環(huán)境的熱交換過(guò)程包含三種傳熱過(guò)程：熱室環(huán)境與門窗之間的對(duì)流與輻射換熱、門窗的熱傳導(dǎo)、門窗與冷室環(huán)境之間的對(duì)流和輻射換熱。想要測(cè)得準(zhǔn)確的結(jié)果，要充分考慮多種因素對(duì)結(jié)果數(shù)值的影響。

 

1.濕度的影響

當(dāng)熱箱中空氣中的水蒸氣與低于其飽和溫度的門窗試件表面接觸時(shí)就會(huì)發(fā)生凝結(jié)換熱。當(dāng)發(fā)生膜狀凝結(jié)的時(shí)候，由于液膜形成，阻礙了熱箱空氣與試件表面的直接接觸，間接地增大了試件表面的熱阻，同時(shí)水蒸氣凝結(jié)釋放的汽化潛熱導(dǎo)致了加熱器功率偏小，兩者的作用均使得檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際值相比偏小。由此可以看出濕度對(duì)于檢測(cè)結(jié)果有著直接的影響，所以在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，一定要嚴(yán)格控制熱箱內(nèi)的相對(duì)濕度，使之保持低于一定的限值才可以。

 

2.填充板的影響

由于填充板的面積和熱導(dǎo)參數(shù)被用于最終的結(jié)果計(jì)算，所以其值大小對(duì)結(jié)果有著更為直接的影響，對(duì)于填充板的選擇和使用需要慎重。試驗(yàn)所用填充板的面積應(yīng)符合實(shí)際需要，不宜過(guò)大，且應(yīng)選取經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期存放性能穩(wěn)定、厚度相近的勻質(zhì)材料，且其導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)符合相關(guān)要求。

 

3.溫度測(cè)量誤差

在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)于冷箱和熱箱的溫度有明確要求，檢測(cè)過(guò)程中不僅要測(cè)量冷熱箱空氣溫度及其波動(dòng)情況，還需要精確測(cè)量熱箱外壁內(nèi)外表面和試件框冷熱兩側(cè)表面積加權(quán)平均值存在的差值。溫度的測(cè)量對(duì)于檢測(cè)裝置精度有著重要的影響，所以在檢測(cè)前應(yīng)對(duì)所有感溫元件固定情況和位置進(jìn)行檢查，以確保所測(cè)得溫度的均勻性。

 

 

4.檢測(cè)人員的專業(yè)素質(zhì)

門窗隔熱性能檢測(cè)過(guò)程并非全自動(dòng)化進(jìn)行，而是需要檢測(cè)人員根據(jù)具體步驟進(jìn)行操作，檢測(cè)人員的技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì)對(duì)建筑門窗保溫性能檢測(cè)工作的順利開(kāi)展有較為直接的影響，不僅會(huì)影響到整體試驗(yàn)檢測(cè)效率，若檢測(cè)人員專業(yè)水平不足，還極有可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤。

 

此外，檢測(cè)過(guò)程還受到加熱器功率、熱流系數(shù)誤差以及模擬環(huán)境中風(fēng)速等因素的影響，如果忽視了一些細(xì)微的規(guī)定或條件，在門窗的保溫性能檢測(cè)中，易導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果與真實(shí)值發(fā)生較大的偏離。

 

結(jié)語(yǔ)

在對(duì)門窗保溫性能檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并注意各種因素對(duì)最終試驗(yàn)結(jié)果的影響，以切實(shí)保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為更好地提升門窗的保溫性能，使檢測(cè)結(jié)果與預(yù)期相符合，可以從改善門窗的框扇材料、門板材料、密封材料、所用玻璃材料以及門窗的結(jié)構(gòu)形式等方面入手。

 

為了使門窗更好的發(fā)揮其保溫性能，應(yīng)有效把控設(shè)計(jì)、選材、生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)，也要注意門窗安裝工程的施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)施工過(guò)程偷工減料，或因趕工期降低施工質(zhì)量，使門框、窗框與墻體間的密封不嚴(yán)密，從而導(dǎo)致門窗漏風(fēng)的現(xiàn)象。