建筑門窗氣密性能檢測技術分析

卞智慧

（江陰市建設工程質量檢測中心，江蘇 無錫 214400）

建筑門窗結構屬于外墻中較為薄弱的地方，門窗氣密性是指其在正常關閉狀態時，門窗室內外差能夠產生的空氣通過量。當夏季天氣炎熱時，室內需采用空調降溫，這時室外的熱空氣從門窗縫隙流入到室內環境內，增加了空調的能源消耗。這就說明門窗氣密性越好，越能降低室內的能源消耗。

1 定義

我國建筑行業中現行使用的標準中對氣密性檢測有明確的定義，具體的標準可以參考《建筑外窗氣密、水密、抗風壓性能分級及其檢測方法》，要求建筑門窗符合以下9 個標準，進而實行門窗的氣密性檢測。

①外窗，要求墻面至少有一個面向室外的窗戶。②氣密性能，要求外窗關閉以后具有組織空氣流通、滲透的能力[1]。③標準狀態，檢測時設置好標準狀念條件，實際條件是溫度是293K（20℃），壓力值是101.3kPa，奪氣密度為1.202kg/m3。④整窗的力氣滲透量，也就是在標準狀態要求的整個窗戶在單位時間內可通過的空氣量。⑤門窗開啟的縫隙長度，從內表面測定值出發測定外窗開啟扇的周長和兩扇門窗之間存在搭接部分的位置，搭接位置重疊的兩段縫需要計算一段縫的長度。⑥門窗空氣滲透在單位縫長中的產生量，該參數同樣是在標準狀態的條件下實施，計算單位時間中從單位縫長處通過的空氣量，單位是m3/（h·m）。⑦門窗面積，該面積是指門窗框外側往內整個范圍內的面積，附框面積不能計算到門窗面積中，單位是m3。⑧單位面積空氣滲透量，門窗結構處在標準狀態中，單位時間內從門窗通過單位面積的空氣量，單位是m3/（m3·h）。⑨壓力差，門窗室內、室外的表面，空氣作用下產生的壓力差，室外門窗表層承受的空氣壓力要大于室內。

2 分級

門窗氣密性檢測技術中含有分級指標值，分級指標值是指在壓力差是10Pa 的狀態下，門窗單位縫長中空氣產生的滲透量，以及單元面積產生空氣滲透量的分級指標值，其可分為五級，可以按照分級來確定出門窗氣密性的好壞。

門窗氣密性檢測分級時應把空氣動力學當做基礎，根據空氣在門窗狹小縫隙位置的滲透量與作用差壓產生的關系來計算，兩者的計算關系式見式（1）：

式中：q0——門窗單位縫長中產生的空氣滲透量，m3/m·h；a——縫隙空氣滲透系數，m3/[（m·h）·（Pa）n]；△p——門窗縫隙內外可以產生的作用差[2]。門窗在建筑結構外墻上產生縫隙的幾何形狀非常不固定，其所承受的壓力變化也較為明顯，這就說明門窗縫隙中存在的氣流流態，基本是在紊流、層流的狀態，也就是混合狀態，所以在公式中，n 的數值基本在0.67 左右。

從上面的式（1）看來，采取兩邊取對數的方法，獲取公式（2）：

在這種關系下能夠發現門窗的壓差、流量之間存在著直線的關系，lna 是截距，標準制定條件時選擇SI 制。壓差△p=1kg/m3，就會出現lnq0≈lna，此時的q0=a，a 就是分級值，其表示門窗單位縫長條件下，于10Pa 壓力差的作用下而發生的空氣滲透量。

3 原理

門窗氣密性檢測時采用的是基本的靜壓箱法，把需要檢驗的試件固定到鑲嵌礦上，再從封閉壓力箱的開口處安裝鑲嵌框，并且把整個壓力箱密封起來[3]。壓力箱接入供壓系統，供壓系統會為壓力箱提供抽風、送風，讓壓力箱中可以產生比箱體外部大的壓力，讓試件的內外表面可以具有壓力差，供壓系統的調壓閥用于把控試件內外表面壓力差的大小，使用扣箱收集試件縫隙產生的空氣，這時集流管的流量計設備就會采集試件內外表面的壓力滲透數值。

4 門窗氣密性檢測新老標準的差異

門窗氣密性檢測新老標準的差異體現在以下幾個方面，如：①新標準的適用范圍廣，涵蓋著具有保溫要求的門、窗、玻璃，新標準中不包括熱阻定義。②新標準與老標準相比，重新劃分了門窗傳熱系數的分級，把K 值分成了10 級，同時調整、合并了保溫性能的分級指標值。③新標準中微調了傳熱系數的檢測原理、檢測條件、程序等一些內容。

5 設備優勢

新標準下門窗氣密性檢測所使用的設備也有明顯的優勢，首先是設備的精確度優勢，氣密性檢測新設備比老設備具備更高的精度，其檢測的靈敏性也有優勢，接下來氣密性檢測設備不會產生二次污染，具有環保的優勢，設備內部中含有自動控制程序，提高了氣密性檢測的速率，最后新設備具有操作簡單的優勢，其程序、操作等都比老設備簡單，方便讓操作人員接受。

6 檢測方法

本文中探討門窗氣密性檢測技術的具體方法，從以下幾個方面進行分析，如下：

門窗氣密性檢測時的設備有壓力箱、壓力測量儀器和空氣流量測量裝置。壓力箱的一側含有開口，開口處用于安裝門窗氣密性檢測的試件，要求壓力箱的箱體必須達到剛度的標準，并且有一定的密封性能，不能出現滲漏、泄漏的問題[4]。壓力測量儀器在門窗氣密性檢測時，其產生的誤差值不能超過1Pa。空氣流量測量裝置，其根據空氣流量確定誤差的范圍，空氣流量每小時不超過3.5m3時，測量的誤差不能超出10%，空氣流量每小時超過3.5m3時，測量的誤差不能超過5%。

建筑門窗氣密性檢測時嚴格按照《建筑外窗氣密、水密、抗風壓性能分級及其檢測方法》中的規定執行，具體的檢測內容包含正壓滲透量、負壓滲透量，一定要根據門窗單位縫長、面積組織計算工作。

建筑門窗氣密性檢測時，同一個型號、規格、尺寸的門窗最少要制備3 個試件，試件制作時必須根據提供圖樣的實際來組織，選擇符合圖樣的合格門窗產品，或者是已經研制合格的試件。試件安裝時不能有多余的零配件，也不能采用其他類型的組裝工藝做改善處理，制作試件時的鑲嵌工藝要符合標準，待試件制作好以后，根據設計要求、組合要求把試件制作好，所有試件都要做好干燥、清潔的處理。門窗試件安裝的過程中，試件全部要安裝到鑲嵌框，這也就說明鑲嵌框的剛度要達標，試件連接到鑲嵌框上以后必須要確保連接穩固，還要達到密封的標準。試件安裝好以后應為垂直狀態，鑲嵌框的下框部分是水平狀態，嚴禁出現變形的情況，特別是安裝過程中也要保證下框水平無變形。試件安裝好以后，打開其可開啟位置，執行5 次操作，最后一次把開啟位置關緊。建筑門窗氣密性檢測時執行加壓檢測，第一次為預備加壓，準備正負壓檢測之前，提前準備好3 個壓力脈沖，要求給予的壓力差絕對值為500Pa，加載時的速度應該要控制到每秒100Pa，壓力逐步穩定后保持3s 的作用壓力，要求泄壓的時間不少于1s，壓力泄放完畢后壓力值回到0 位，繼續操作試件上的開啟部分，開關5 次，最后一次關緊開啟位置。

上述工作完成以后，就要按照檢測程序實行加壓檢測，具體如：①測定附加滲透量，檢查密封件縫隙，包括鑲嵌縫隙、可開啟縫隙，做充分密封處理，還要使用具有密封作用的蓋板，把箱體口位置密封蓋起來，依次執行加壓處理，按照正負50Pa、100Pa、150Pa、100Pa、50Pa，每個臺階、每級壓力都要保持10s 的持續時間，按照先逐級正壓、再逐級負壓的順序，仔細記錄下每次測量的數值，試件測定附加滲透量時還有附加空氣滲透量系，這部分是指試件自身除了測定的附加滲透量以外其他的空氣滲透量，比如鑲嵌框、設備、連接縫位置產生的空氣滲透量。②測定總滲透量，把試件上加設的密封措施去除以后，打開密封蓋再組織一次檢測，所有檢測程序上上述的檢測程序相同，得出的就是門窗結構的總滲透量。

門窗氣密性檢測后計算每級檢測壓差產生的附加滲透量，記錄下升壓、降壓時的滲透量平均值，標記為q1，測定總滲透量的平均值，標記為q2，檢測中還包括門窗試件在各級壓差下產生的空氣滲透量，標記為q，具體的計算公式見式（3）：

以式（3）為標準把q 替換成q′，q′是指標準狀態下的門窗滲透量，具體的公式見式（4）：

式中：q′——標準條件下試件可通過的空氣滲透量，m3/h；p——實驗室內的氣壓值，kPa；T——實驗室中空氣的實際溫度值，K；q——試件滲透量測量出來的數值。還要確定出分級指標值，確保分級指標值是準確的，明確出門窗氣密性的參數，從3 組試件中剔除不符合標準的試件，合適定級門窗材料的類別，包括正負壓測量值以后的定級屬性。

7 意義

建筑門窗氣密性檢測中還包括重復氣密性檢測，該操作有著明顯的意義。門窗的重復氣密性檢測的目的在于發現以往氣密性檢測的誤差，門窗直接關系到建筑的保溫效果，為了讓氣密性檢測更為準確，為建筑工程提供參考，就要在門窗氣密性檢測之后再次實行重復氣密性檢測，不僅可以發現氣密性檢測的誤差，還可以確定門窗氣密性是否達到建筑工程的標準。

8 結語

建筑門窗氣密性檢測技術有助于設計氣密性，氣密性達到合理的狀態，才能讓建筑門窗能達到合適的效果。本文中總結了門窗氣密性檢測的定義、分級、原理以及方法，確保門窗具有穩定的氣密性。建筑門窗氣密性檢測是重要的技術，必須組織好這項技術，才能保證門窗在建筑中的有效應用。