漏風vs結(jié)露超低能耗建筑外窗實測問題分析

超低能耗建筑是我國節(jié)能建筑重要發(fā)展趨勢，但建筑外窗卻缺乏工程應(yīng)用數(shù)據(jù)提供參考。本文給出了目前超低能耗建筑外窗存在的典型問題和相應(yīng)分析。1、背景超低能耗建筑是我國節(jié)能建筑發(fā)展的重要趨勢，目前國內(nèi)已有典型示范階段進入到規(guī)?；茝V階段。然而，國內(nèi)被動式超低能耗示范建筑的實際運行情況缺乏實測數(shù)據(jù)為其他工程提供參考，作為超低能耗建筑節(jié)能效果最薄弱部件的建筑外窗更是如此。建筑外窗節(jié)能性能主要包括保溫性能和氣密性能。保溫性能以傳熱系數(shù)表征，與外窗玻璃和型材配置、加工和安裝質(zhì)量有關(guān)；氣密性能與外窗窗型設(shè)計、材質(zhì)、組裝和安裝質(zhì)量有關(guān)。本文在對國內(nèi)某幾個典型的超低能耗建筑用外窗節(jié)能性能測試評估的基礎(chǔ)上，給出了目前超低能耗建筑外窗存在的典型問題和相應(yīng)分析，對國內(nèi)超低能耗建筑用外窗的設(shè)計和安裝具有重要參考價值。2、測試方法2.1

外窗傳熱系數(shù)測試評估外窗傳熱系數(shù)評估以實驗室測試報告數(shù)據(jù)為主，沒有測試報告的采信外窗節(jié)點模擬計算數(shù)據(jù)。外窗傳熱系數(shù)測試依據(jù)GB/T8484進行，節(jié)點模擬計算依據(jù)JGJ/T151-2008進行。2.2

外窗空氣滲漏普測外窗空氣滲漏普測采用紅外熱像儀定性測試。測試是在冬季室外溫度較低的情況下進行的，外窗存在滲漏時，室內(nèi)側(cè)的紅外熱像圖會存在明顯的低溫區(qū)域，可簡便、迅速地評估外窗的氣密性能。2.3

外窗氣密性能現(xiàn)場測試現(xiàn)場測試是外窗氣密性能的定量評估手段，依據(jù)JG/T211進行。2.4

外窗內(nèi)表面溫度監(jiān)測外窗內(nèi)表面溫度監(jiān)測是對外窗內(nèi)表面各點在連續(xù)時間段內(nèi)溫度變化進行監(jiān)測，測試外窗熱工薄弱環(huán)節(jié)；方法是在外窗的內(nèi)外表面典型點粘貼溫度傳感器，并連續(xù)采集溫度數(shù)據(jù)。2.5

外窗內(nèi)表面結(jié)露檢查通過目測檢查外窗內(nèi)表面是否存在結(jié)露問題，并拍照留證，超低能耗建筑不允許外窗室內(nèi)表面結(jié)露。3、測試結(jié)果分析3.1

外窗傳熱系數(shù)測試評估結(jié)果及分析典型工程外窗配置及傳熱系數(shù)評估結(jié)果見表1。表1

典型工程外窗傳熱系數(shù)評估結(jié)果由表1可知，幾個典型被動式低能耗示范工程的外窗傳熱系數(shù)均小于1.0W/(m2·K)。由于測試當時國內(nèi)尚無超低能耗建筑設(shè)計標準，相關(guān)參數(shù)主要參考德國標準，一般認為外窗傳熱系數(shù)低于0.8W/(m2·K)或1.0W/(m2·K)即可。事實上，我國不同地區(qū)的氣候條件遠復(fù)雜于德國，所以，超低能耗建筑用外窗傳熱系數(shù)還需要根據(jù)我國不同氣候地區(qū)的條件確定。3.2

外窗空氣滲漏普測結(jié)果及分析以某超低能耗建筑為例，共選取6個房間對外窗進行普測，選取外窗的房間為：(1)房間1：某棟-1單元-102房間；(2)房間2：某棟-1單元-1102房間；(3)房間3：某棟-3單元-102房間；(4)房間4：某棟-3單元-301房間；(5)房間5：某棟-3單元-302房間；(6)房間6：某棟-3單元-1101房間。六個房間普測結(jié)果見表2。其中三個房間外窗存在嚴重漏風現(xiàn)象，另三個房間外窗無明顯漏風現(xiàn)象。表2

六個房間外窗空氣滲漏普測結(jié)果外窗漏風分兩種情況：(1)

外窗窗扇處漏風，見圖1，應(yīng)為外窗型材翹曲變形所致。(2)

外窗與墻體接縫處漏風，見圖2，應(yīng)為安裝密封缺陷所致。3.3

外窗氣密性測試結(jié)果及分析氣密性測試首先將試件外表面縫隙用膠帶全部密封，測出系統(tǒng)附加空氣滲透量；再將試件室外側(cè)膠帶去除，測出總空氣滲透量；計算得到單位縫長空氣滲透量和單位面積空氣滲透量。測試過程見圖3，測試結(jié)果見表3。圖3

現(xiàn)場氣密性測試過程表3

幾個典型工程外窗氣密性能測試結(jié)果由表3可以看出，其中兩個工程采用塑料窗，氣密性能為7級；一個工程為鋁木復(fù)合窗，氣密性能為8級。3.4

外窗內(nèi)表面溫度監(jiān)測結(jié)果及分析以某工程為例，測試時間為冬季連續(xù)5天。選取某一典型外窗試件進行內(nèi)外表面溫度現(xiàn)場監(jiān)測研究，溫度測點布置見圖4。圖4

內(nèi)表面溫度測點布置（測點9為空氣測點）試驗從2月4日18:00開始到2月8日18:00結(jié)束，共采集4天完整數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)總體曲線圖見圖5。圖5

外窗內(nèi)外表面溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)由圖5可以看出，玻璃邊緣溫度明顯偏低且波動幅度偏大，說明玻璃邊緣處為熱工薄弱環(huán)節(jié)。玻璃中心溫度波動幅度大，且晚上低于外窗玻璃邊緣外的其它點溫度，中午高于外窗除玻璃邊緣外的其它測點，說明玻璃中心保溫效果較型材略差。選取某天溫度較高的時刻10:00和溫度較低時刻3:00進行分析。某天空氣溫度較高時刻10:00外窗內(nèi)表面溫度分布見圖6；某天空氣溫度較低時刻3:00外窗內(nèi)表面溫度分布見圖7。由圖6、圖7可以看出，在一天溫度較高時刻和溫度較低時刻，外窗內(nèi)表面玻璃邊緣溫度均明顯偏低，說明玻璃邊緣為外窗的熱工薄弱環(huán)節(jié)，需加以改進。3.5

外窗內(nèi)表面結(jié)露檢查結(jié)果及分析超低能耗建筑既要極大地降低建筑能耗，又要保證居住舒適度。外窗內(nèi)表面溫度過低會由于冷輻射引起居住不舒適感，也有可能導致外窗結(jié)露。因此室內(nèi)空氣溫度、外窗內(nèi)表面溫度和室內(nèi)空氣濕度是控制重點。某示范工程用外窗內(nèi)表面結(jié)露檢查見圖8。圖8

外窗玻璃邊緣結(jié)露現(xiàn)象由圖8可知，該工程用外窗玻璃邊緣存在嚴重的結(jié)露現(xiàn)象，實際檢查時發(fā)現(xiàn)該工程幾乎每個窗均存在不同程度的結(jié)露。該工程測試時室外空氣溫度為-20℃左右，外窗的傳熱系數(shù)為0.8W/(m2·K)。該外窗的傳熱系數(shù)指標達到了德國超低能耗建筑用窗的要求，但由于冬季氣溫遠低于德國，導致外窗出現(xiàn)結(jié)露問題。4、結(jié)論根據(jù)對我國超低能耗建筑用外窗的性能測試和評估結(jié)果，可得結(jié)論如下：(1)測試評估結(jié)果表明，我國幾個典型被動式超低能耗示范建筑用外窗的傳熱系數(shù)K值小于1.0W/(m2·K)；但是達到德國超低能耗建筑指標的外窗，在國內(nèi)某些地區(qū)會出現(xiàn)結(jié)露等問題，說明我們需要研究確定適合于我國不同地區(qū)的超低能耗建筑用窗的傳熱系數(shù)指標。(2)現(xiàn)場氣密普測表明，個別外窗存在型材變形導致嚴重漏風問題，說明超低能耗建筑用外窗應(yīng)保證型材保存和加工環(huán)境、表面處理質(zhì)量。(3)外窗氣密性測試表明，鋁木復(fù)合窗和塑料窗的氣密性較高，達到了7級或8級的水平(最高為8級)。(4)內(nèi)表面溫度測試結(jié)果表明，玻璃中心與邊緣溫差較大，部分外窗玻璃邊緣有結(jié)露現(xiàn)象，說明超低能耗建筑