建筑玻璃幕墻與外窗性能檢測方法培訓(xùn)講義

建筑玻璃幕墻與外窗性能檢測方法培訓(xùn)講義第1頁/共53頁大家都知道，目前我國建筑能耗約占全部能耗的30％，單位面積能耗是發(fā)達國家的２至３倍。而在建筑總能耗中，約為50%又是直接或間接的由門窗損耗的，對于大型幕墻公建來說，這種能耗所占比例會更大。因此，在建筑節(jié)能工作中，門窗、幕墻作為建筑物保溫性能最弱的部分，一直能受到大家的關(guān)注。隨著建筑節(jié)能工作不斷推進，門窗由原來的單玻窗，逐步發(fā)展為今天的雙玻或多玻中空玻璃窗，玻璃也隨之出現(xiàn)了鍍膜工藝、充惰性氣體、暖邊技術(shù)等。同時也出現(xiàn)了隔熱鋁合金型材以及多種新型型材。使得門窗的傳熱系數(shù)由最早的4.5W/(m2·K)以上，發(fā)展為目前的2.8W/(m2·K)以下。目前，隨著各種新工藝的應(yīng)用，外窗傳熱系數(shù)做到2.0W/(m2·K)或以下也成為了現(xiàn)實。1.概述第2頁/共53頁1）外窗：外窗作為一個獨立構(gòu)件，一般由主型材、玻璃及密封件、五金件等部分組成；窗的主型材包括：框、扇、梃。

非金屬材料(塑料、木質(zhì)、玻璃鋼等)金屬型材（鋁合金、不銹鋼等）復(fù)合型材（鋼塑共擠、鋁塑復(fù)合、鋁木復(fù)合等）2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況·按材質(zhì)分第3頁/共53頁a）PVC-U塑料窗：

PVC-U塑料窗是“由未增聚苯乙烯塑料按規(guī)定要求使用增強型鋼制作的窗”，也就是我們通常說的“塑料窗”或“塑鋼窗”。塑料推拉窗框剖面圖2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第4頁/共53頁a）PVC-U塑料窗：

·增強型鋼：增強整體窗的強度；

·塑料型材：多腔結(jié)構(gòu)良好保溫性能；隨著塑料窗的發(fā)展及對其保溫性能要求的提高,由原來的二腔、三腔室逐漸發(fā)展為現(xiàn)在四腔室型材。目前有些高檔塑料窗，型材也做到了五腔室。隨著型材腔室的增多，厚度也隨之增大了。平開塑料窗，框材由原來的60發(fā)展為65型材；推拉塑料窗，也由原來的80發(fā)展為88型材。正是由于塑料窗多層空腔結(jié)構(gòu)，及PVC-U材質(zhì)自身導(dǎo)熱系數(shù)低的特點，使其整體保溫性能優(yōu)于其它大多數(shù)材料。2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第5頁/共53頁三腔型四腔型五腔型平開塑料窗框料界面圖第6頁/共53頁三腔型四腔型推拉塑料窗框料界面圖80mm88mm第7頁/共53頁目前PVC塑料窗存在的問題：

1.塑料材質(zhì)色彩較為單一，雖然也有“通體著色”或“雙色共擠”型材，但大多還是白色為主，外觀顏色選擇余地窄；2.不耐高溫，易產(chǎn)生有毒煙氣，防火性能差，不常用于高層公共建筑；

3.耐候性能差，窗框容易變形；時間長了表面易發(fā)黃、老化。如在PVC塑料型材生產(chǎn)中，不按照工藝要求的份數(shù)填加抗老化材料，以上現(xiàn)象更為明顯，使用壽命低。2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第8頁/共53頁b）鋁合金窗：鋁合金框材具有強度、剛度較高的優(yōu)點，斷面可加工成所需的復(fù)雜形狀，耐高溫、耐潮濕、凍脹性能好。從材質(zhì)講,其保溫隔熱性差，即使制作成多腔結(jié)構(gòu)也不理想，傳熱系數(shù)約4.5W/(m2·K)左右。這是由于鋁材的導(dǎo)熱性能好，通過腔壁傳導(dǎo)的熱量遠大于通過腔內(nèi)空氣的熱量。為提高鋁材窗框的保溫性能，目前普遍采用從鋁合金型材的內(nèi)外側(cè)之間加入低導(dǎo)熱系數(shù)的隔熱型材，從而達到有效斷熱的目的。2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第9頁/共53頁b）鋁合金窗：

普通鋁合金型材鋁合金隔熱型材2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第10頁/共53頁b）鋁合金窗：目前開發(fā)出多種熱橋阻斷技術(shù)，常用的有穿條式和澆注式?，F(xiàn)在以穿條方法使用最為廣泛。

·穿條式：將內(nèi)、外層鋁合金用帶增強玻璃纖維的聚酰胺尼龍66穿入后滾壓復(fù)合(也叫滾壓法)；

·澆注式：把隔熱材料熔化后澆注到型材里，冷卻凝固后再將型材銑開,從而達到斷熱目的。

2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第11頁/共53頁b）鋁合金窗：

穿條式澆注式2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第12頁/共53頁b）鋁合金窗：兩種方法分別起源于歐洲和美國，分別用于歐式(穿條)和美式(澆注)窗系統(tǒng)。較為知名的廠家：

·穿條式：泰諾風(fēng)(德國)

·澆注式：亞松(美國)

隨著鋁合金窗的發(fā)展及對其保溫性能要求的提高。穿條式隔熱型材隔熱條厚度不斷增大，由原來的11.9

mm逐步成為14.8

mm、18.0

mm、24.0

mm等。2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第13頁/共53頁不同規(guī)格隔熱條對比

11.9mm14.8mm18.0mm24.0mm第14頁/共53頁2）中空玻璃:兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開并周邊粘結(jié)密封，使玻璃層間形成有干燥氣體空間的制品。

2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第15頁/共53頁2）中空玻璃:

2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況中空玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖第16頁/共53頁2）中空玻璃:中空玻璃在建筑外窗及幕墻工程中應(yīng)用廣泛。2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況玻璃幕墻外窗第17頁/共53頁2）中空玻璃:從提高中空玻璃保溫性能的方式來看，有以下幾種：

a）增加空氣間隔層厚度：2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況玻璃類型（mm）空氣層厚度（mm）傳熱系數(shù)

W/(m2·K)

浮法白玻(5)63.3~3.5浮法白玻(5)93.0~3.2浮法白玻(5)122.8~3.1第18頁/共53頁2）中空玻璃:中空玻璃的空氣層厚度與其熱阻的關(guān)系曲線：2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況空氣層厚度熱阻R值R值第19頁/共53頁2）中空玻璃:

從圖表中，我們可以看到隨著空氣間層的增大，中空玻璃的熱阻增大，傳熱系數(shù)隨之降低。但厚度增大到一定程度后，其傳熱性能受其影響就很小了。實驗證明，合理的中空玻璃的間隔厚度為12mm～15mm。可見，通過增大空氣間隔層厚度來提高中空玻璃保溫性能是有限的。

2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第20頁/共53頁2）中空玻璃:b）充惰性氣體：

目前，充入玻璃間層的惰性氣體有：氬氣、氪氣以及氟化硫等。目前，一般由于成本較低采用氬氣居多?？赡苡捎谏a(chǎn)工藝等原因，從實驗數(shù)據(jù)上看，充惰性氣體并沒有對整窗的傳熱系數(shù)起到明顯的作用，一般好的可以降低0.1~0.2W/(m2·K)。但應(yīng)指出的是：氬氣幾乎是百分之百干燥的，由于它的填充，會使中空玻璃的抗結(jié)露的性能有了明顯的改善。

2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第21頁/共53頁2）中空玻璃:c）鍍Low_E

(Sun_E)膜：

Low_E膜對可見光具有較高的投射性，而對紅外線具有高反射，低吸收的特點，因此兼有遮陽和保溫效果。中空玻璃鍍Low_E膜是目前提高其保溫性能較為行之有效的方法，逐漸被廣泛采用。特別是目前節(jié)能對外窗傳熱系數(shù)指標要求的提高，鋁合金窗采用的較多。

2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況玻璃形式（mm）傳熱系數(shù)

W/(m2·K)

5白玻+12空氣+5白玻2.8~3.15白玻+12空氣+5Low_E1.8~2.1第22頁/共53頁2）中空玻璃:d）暖邊技術(shù)：

2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況

對中空玻璃而言，空氣層厚度與間隔條尺寸接近，所以它們的熱阻之比近似于它們導(dǎo)熱系數(shù)之比。純鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為202W／m·K，鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)—般也在130~150W／m·K，所以邊部的熱阻遠遠小于中間部分，形成熱橋降低了中空玻璃整體的保溫性能。

·概念：任何一種間隔條只要其熱傳導(dǎo)系數(shù)低于鋁金屬的導(dǎo)熱系數(shù)，就可以稱為暖邊。

第23頁/共53頁2）中空玻璃:d）暖邊技術(shù)：

·分類：非金屬材料（超級間隔條、TPS、玻璃纖維）部分金屬材料（斷橋間隔條、復(fù)合膠條）金屬材料（不銹鋼間隔條等）

框架式剛性間隔條條狀式非鋼性間隔條2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況按材質(zhì)按特性第24頁/共53頁2）中空玻璃：d）暖邊技術(shù)：超級間隔條的導(dǎo)熱系數(shù)為0.2W/m·K左右，是不銹鋼間隔條的1/85，是鋁間隔條的1/950。我們通過對不同形式的中空玻璃進行實驗，可以降低玻璃傳熱系數(shù)0.1~0.3W/(m2·K)?？傊瑸榱擞行岣咧锌詹ＡУ臒峁ば阅?，目前常常綜合使用以上各種方法。2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況第25頁/共53頁3）密封條及五金件：

密封條及五金件的選用對于窗體的整體密封性有很大關(guān)系，密封性的好壞直接影響了窗的氣密性及實際使用的保溫性能。2.外窗及玻璃的發(fā)展狀況

密封條五金件第26頁/共53頁依據(jù)國標GB/T

50411-2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程》，幕墻玻璃、外窗見證取樣復(fù)檢項目如下：

·幕墻玻璃：檢測項目：可見光投射比、傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、中空玻璃露點；抽樣數(shù)量：同一廠家的同一種產(chǎn)品抽查不少于一組；（每組4片玻璃，1片進行傳熱系數(shù)檢測,其余3片進行可見光透射和露點檢測）

3.檢測項目第27頁/共53頁

·外窗：檢測項目：氣密性、傳熱系數(shù)、中空玻璃露點；抽樣數(shù)量：

a）建筑外窗每個檢驗批應(yīng)抽查5%，并不少于3樘，不足3樘時應(yīng)全數(shù)檢查；高層建筑的外窗，每個檢驗批應(yīng)抽查10%，并不少于6樘，不足6樘時應(yīng)全數(shù)檢查。

b）檢驗批劃分：同一廠家的同一品種、類型、規(guī)格的門窗及門窗玻璃每100樘劃分為一個檢驗批，不足100樘也為一個檢驗批。對于異型或有特殊要求的外窗，檢驗批的劃分應(yīng)根據(jù)其特點和數(shù)量，由監(jiān)理（建設(shè)）單位和施工單位協(xié)商確定。

3.檢測項目第28頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法1）可見光投射比：

a）儀器設(shè)備：分光光度計/可見光分析儀；儀器的主要性能指標：

·波長范圍：（380~780）nm；

·波長準確度：±1nm以內(nèi)；

·光度測量準確度：1%以內(nèi)，重復(fù)性0.5%；

·譜帶半寬度：10nm以下；

·波長間隔：10nm。

第29頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法1）可見光投射比：

紫外可見分光光度計（SolidSpec

3700）第30頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法1）可見光投射比：

b）試樣準備：試樣數(shù)量為3塊，尺寸為100mm×100mm，試樣制作工藝與被測幕墻、外窗所用玻璃相同；也可采用中空玻璃露點測試所用的樣品，數(shù)量為3塊，尺寸為510mm×360mm，但可見光透射比測試應(yīng)先于露點測試。

c）原理公式：

第31頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法2）中空玻璃露點：

a）儀器設(shè)備：

露點儀第32頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法2）中空玻璃露點：

a）儀器設(shè)備：

結(jié)構(gòu)示意圖

測量管的高度為300mm，測量表面直徑為φ50mm；溫度計測量范圍(-80~-30℃)，精度為1℃。1-銅槽；2-溫度計；3-測量面。

1

2

3

第33頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法2）中空玻璃露點：

b）試驗原理：放置露點儀后玻璃表面局部冷卻，當達到一定溫度后，內(nèi)部水氣在冷點部位結(jié)露，該溫度為露點。

c）試樣及實驗條件：

·幕墻用中空玻璃試樣：3塊幕墻玻璃制品或3塊同一工藝條件下制作的樣品，尺寸為510mm×360mm。試驗在溫度(23±2)℃，相對濕度(30~75)%的條件下進行。試驗前將全部試樣在該環(huán)境條件下放置一周以上。

第34頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法2）中空玻璃露點：c）試樣及實驗條件：

·外窗用中空玻璃試樣：可直接采用工程現(xiàn)場抽檢的建筑外窗上的中空玻璃，檢測應(yīng)在溫度（23±2）℃，相對濕度（30~75）%的條件下進行。

d）試驗步驟：向露點儀的容器中注入約25mm的乙醇或丙酮，再加入干冰，使其溫度冷卻到等于或低于-40℃并在試驗中保持該溫度。將試樣水平放置，在上表面涂一層乙醇或丙酮，使露點儀與該表面緊密接觸，停留時間按下表的規(guī)定。

第35頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法2）中空玻璃露點：

測試達到時間后，移開露點儀擦去表面凝結(jié)水，立刻觀察玻璃試樣的內(nèi)表面上有無結(jié)露或結(jié)霜。若無結(jié)露或結(jié)霜現(xiàn)象，則該樣品露點合格；否則，露點不合格。若受檢3塊中空玻璃露點均合格，則該組樣品合格；否則不合格。

原片玻璃厚度/mm接觸時間/min≤43546587≥1010

試樣測試時間·

第36頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

建筑門窗保溫性能檢測設(shè)備第37頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

a）檢測原理：

中空玻璃和外窗保溫性能檢測的原理和方法是基于穩(wěn)定傳熱原理的標定熱箱法。被檢試件一側(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。通過測量熱箱中電暖器的發(fā)熱量，減去熱箱外壁和試件框的熱損失，除以試件面積與兩側(cè)空氣溫差的乘積即可計算出試件的傳熱系數(shù)K值。原理公式：K

=

第38頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

b）檢測裝置：主要由熱箱、冷箱、試件框和環(huán)境空間四部分組成；

檢測儀器：溫度傳感器、功率表、風(fēng)速儀、數(shù)據(jù)采集儀等組成；建筑門窗保溫性能檢測設(shè)備

第39頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

b）檢測裝置：主要由熱箱、冷箱、試件框和環(huán)境空間四部分組成；

檢測儀器：溫度傳感器、功率表、風(fēng)速儀、數(shù)據(jù)采集儀等組成；建筑門窗保溫性能檢測設(shè)備

第40頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法

熱箱·熱箱內(nèi)凈尺寸不宜小于2100mm×2400mm(寬×高)，進深不宜小于2000mm；·熱箱外壁結(jié)構(gòu)應(yīng)由均質(zhì)材料組成，其熱阻值不得小于

3.5m2·K/W；·熱箱內(nèi)表面的總的半球發(fā)射率ε值應(yīng)大于0.85?！嵯洳捎媒涣鞣€(wěn)壓電源供暖器加熱。

3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

b）檢測裝置—熱箱：

第41頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法

冷箱·冷箱內(nèi)凈尺寸應(yīng)與試件框外邊

緣尺寸相同，進深以能容納制

冷、加熱及氣流組織設(shè)備為宜；·冷箱外壁應(yīng)采用不吸濕的保溫材料，其熱阻值不得小于3.5

m2·K/W，內(nèi)表面應(yīng)采用不吸水、耐腐蝕的材料；·熱箱內(nèi)表面的總的半球發(fā)射率ε值應(yīng)大于0.85；·冷箱通過安裝在冷箱內(nèi)的蒸發(fā)器或引入冷空氣進行降溫。

3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

b）檢測裝置—冷箱：

第42頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法

冷箱·利用隔風(fēng)板和風(fēng)機進行強迫對

流，形成沿試件表面自上而下

的均勻氣流，隔風(fēng)板與試件框

冷側(cè)表面距離宜能調(diào)節(jié)；·隔風(fēng)板應(yīng)采用熱阻值不小于1.0m2·K/W的擠塑聚苯板，隔

風(fēng)板面向試件的表面，總半球發(fā)射率ε值應(yīng)大于0.85，隔風(fēng)板的寬度與冷箱內(nèi)凈寬度相同；·蒸發(fā)器下部應(yīng)設(shè)置排水孔或盛水盤。

3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

b）檢測裝置—冷箱：

第43頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法

試件框·試件框外緣尺寸應(yīng)不小于熱箱開口部處的內(nèi)緣尺寸；·試件框應(yīng)采用不吸濕、均質(zhì)的保溫材料，熱阻值不小于7.0

m2·K/W，其密度應(yīng)為20～40

kg/m3；·洞口下部應(yīng)留有高度不小于

600mm、寬度不小于300mm的平臺。平臺及洞口周邊的面板應(yīng)采用不吸水、導(dǎo)熱系數(shù)不大于

0.25W/m·K的材料。

熱室

冷室3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

b）檢測裝置—試件框：

第44頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法試件框洞口尺寸：

·

中空玻璃不應(yīng)小于820mm×1270mm；

·

外窗不應(yīng)小于1500mm×1500m；

3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

b）檢測裝置—試件框：

第45頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：b）檢測裝置--環(huán)境空間：

·檢測裝置應(yīng)放在裝有空調(diào)設(shè)備的實驗室內(nèi)，保證熱箱外壁內(nèi)、外表面面積加權(quán)平均溫差小于1.0K。實驗室空氣溫度波動不應(yīng)大于0.5K。

·試驗室圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)有良好的保溫性能和熱穩(wěn)定性，應(yīng)避免太陽光透過窗戶進入室內(nèi)。試驗室墻體及頂棚內(nèi)表面應(yīng)進行絕熱處理。

·熱箱外壁與周邊壁面之間至少應(yīng)留有500mm的空間。注：為了保證環(huán)境空間溫度分布均勻，常采用在環(huán)境空間上下區(qū)域布設(shè)軸流風(fēng)機的方式。

第46頁/共53頁3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：

b）檢測裝置--環(huán)境空間：

4.檢測設(shè)備及測試方法循環(huán)用軸流風(fēng)機第47頁/共53頁4.檢測設(shè)備及測試方法3）傳熱系數(shù)(中空玻璃、外窗)：b）檢測儀器--感溫元件：

·

感溫元件：銅-康銅(銅鎳)熱電偶;