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，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)能的一個重要指標(biāo)，GB 50176-1993《民用建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范》對其有強制性的規(guī)定，用以規(guī)范建筑外窗的使用。由于目前對建筑外窗氣密性的要求越來越嚴(yán)格，不但門窗生產(chǎn)要有檢驗報告，在工程使用時也需要復(fù)檢報告，檢驗的工作量逐年增加，這使得檢測設(shè)備也在逐年增加。這樣，正確認(rèn)識檢測的根本原理、檢測設(shè)備的正確安裝和檢測中的一些細(xì)節(jié)就需要引起人們的注意，以保證檢測的科學(xué)、準(zhǔn)確和公正。下面就建筑外窗氣密性檢測及加強措施進(jìn)行了簡單的分析闡述。
二、設(shè)備安裝不正確導(dǎo)致檢測誤差
建筑外窗氣密性檢測及分級是依據(jù) GB 7106―2008《建筑外門窗氣密水密、抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》來進(jìn)行的，該標(biāo)準(zhǔn)對外窗氣密性能的檢測及分級方法做了基本的規(guī)定和要求。外窗氣密性能是以外窗單位開啟縫長或單位面積的空氣滲透量來度量的，也是用這個指標(biāo)來分級的。
大家都知道，門窗物理性能試驗機(jī)是靠一個大風(fēng)機(jī)來給空氣加壓的，由于功率比較大，噪聲也就相應(yīng)的很大，體積也比較大，為了改善實驗室環(huán)境，一般都選擇將風(fēng)機(jī)安裝在室外。 這在人們看來是再正常不過的一點就對試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生了很大的影響。
因為，室外空氣溫度相對實驗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。
外窗氣密性檢測設(shè)備空氣流量的計量是靠風(fēng)速儀在進(jìn)入靜壓箱的風(fēng)管上來計量的，如果風(fēng)機(jī)安裝在室外，可以認(rèn)為計量的是室外溫度狀態(tài)下的空氣流量，但在實驗室室內(nèi)和室外存在溫度差時，當(dāng)空氣在進(jìn)入的過程中，隨著環(huán)境溫度的變化，空氣溫度會發(fā)生變化，空氣的物理性能也會發(fā)生變化，比如體積會膨脹或收縮，這必然造成空氣體積的計量值和實際滲透量之間的誤差。
檢測設(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，而且是流動的，所以空氣溫度的變化有可能是很快的。 而空氣體積對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)會發(fā)生較大的變化，使得空氣滲透時的體積和計量的體積不符。 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，對氣密性越好的外窗影響越大。
舉一個相對比較的例子，比如一個外窗試樣，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度為 293K（20℃）時測得空氣滲透量 q1=2.70m3/（m?h）（計為 V1），根據(jù)建筑外窗氣密性分級表確定為氣密性 3級窗。
同一個外窗試樣，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、冬季室外溫度 T1=263K（-10℃），實驗室溫度為 T2=293K（20℃）時檢測。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：
計算可以得到 V2=2.42m3/（m?h）， 也就是說，2.70m3/（m?h）的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣，在冷態(tài)時只計量為 2.42m3/（m?h），相差 0.28m3/（m?h），按計量值根據(jù)建筑外窗氣密性分級表確定為氣密性 4 級窗。
很清楚的可以看出，此一項對同一個外窗試樣而言，就有相當(dāng)于 10%的誤差，從而將氣密性 3 級窗確定成了4級窗。這樣的誤差是不可接受的。這在外窗分級時顯得非常重要，特別是在分級值的分界點附近，這樣的誤差足以造成跨級，這勢必造成檢測分級誤差。
冬天存在這么大的誤差，夏天在裝有空調(diào)的實驗室，這樣的誤差也應(yīng)引起足夠的重視?？傊?，只要室內(nèi)外有溫差存在，檢測誤差就會存在。
三、空氣狀態(tài)換算時引起的誤差
在檢測的過程中，由于地區(qū)不同，檢測的環(huán)境不同，空氣的物理性能也會不同，為了科學(xué)、統(tǒng)一，有比較性，GB 7106―2008 規(guī)定檢測的實測數(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設(shè)備基本都是全自動運行的，數(shù)據(jù)也是自動處理的，沒有人工干預(yù)，只要求開始檢測時設(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，按標(biāo)準(zhǔn)要求將空氣溫度設(shè)置為實驗室溫度顯然是錯誤的（檢測時都是按標(biāo)準(zhǔn)要求直接設(shè)置為實驗室溫度），因為計量的是室外溫度條件下的空氣流量，這樣直接設(shè)定，就會產(chǎn)生檢測誤差。 能不能設(shè)置為室外溫度值呢？ 也是不能的，因為空氣溫度在滲透的過程中是變化的。
這些問題沒有引起人們的注意，只是目前人們還沒有認(rèn)識到這一點。 為了體現(xiàn)公平、公正的原則，這些問題應(yīng)該引起重視，也應(yīng)該解決。 其實，解決這個問題的方法非常簡單，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)使用密封性相對比較高的風(fēng)機(jī)，并在安裝設(shè)備時將風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口用風(fēng)管連接進(jìn)實驗室內(nèi)，將風(fēng)速儀安裝在進(jìn)風(fēng)口的管道上，這樣，檢測就不會存在由于空氣溫度的變化引起體積變化，從而產(chǎn)生檢測的誤差，真正達(dá)到檢測科學(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，通過門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)計中，往往通過調(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，增強窗戶的氣密性等措施來減少能耗。由建筑外窗空氣滲透的機(jī)理出發(fā)，可以從以下幾個方面來加強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)定性以及組裝時的準(zhǔn)確度，盡量增加開啟縫隙部位的搭接量，這樣就可以減少開啟縫的寬度，從而達(dá)到減少空氣滲透的目的。
4.2 對于已有的建筑，可以通過加設(shè)密封條的方式對現(xiàn)有氣密性差的門窗進(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，盡量依照固定窗、平開窗、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。目前國內(nèi)主要采用的是雙級密封方法，窗的空氣滲透量達(dá)到1.6m3/（m?h），然而國外普遍采用三級密封的方法，使窗的空氣滲透量降低到了1.0m3/（m?h），因此應(yīng)逐步向三級密封方法靠攏。
五、結(jié)束語
在實際的建筑設(shè)計中，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。
