建筑外窗检测与质量控制

1、建筑外窗检测与质量控制外窗作为建筑围护结构中不可缺少的部件，是室内外联系的重要环节。其性 能既要满足采光、通风换气，又要实现防水隔声隔热，还需有一定装饰作用，以 提高建筑物室内外视觉美感。外窗是调节室内环境舒适度的关键工具，也是实现 建筑节能的重要途径。外窗是薄壁的轻质构件，也是建筑保温隔热的薄弱环节。外窗耗能占建筑能 耗的40%以上，是墙体热损失的56倍，因此其节能是建筑节能的关键。依据北京市建筑窗应用技术规范(DBJ01792004)的规定，外窗进入 工地后，需送至第三方试验室，对窗的气密性能、水密性能、抗风压性能及保温 性能这4个主控项目进行复验检测，检测依据的国家标准为建筑外窗气密、水

2、 密、抗风压性能分级及检测方法(GB/T71062008)和建筑外窗保温性能分 级及检测方法(GB/T84842008)。此外，该地方标准还要求对窗所用中空玻璃 的露点及竣工后窗现场的气密性能和水密性能进行测试。窗的物理性能包括空气渗漏、雨水渗漏、抗风压性能、保温、隔声和遮阳等， 其中后两种性能目前在全国大部分地区只对有特殊要求的窗进行检测。窗的气 密、水密、抗风压一般可简称为“三性”。1窗的气密性窗的气密性是指在窗关闭状态下阻止空气渗透的能力，是最直接的节能指标 之一。从热力学的角度考虑，窗的能量损失主要是来自三个方面，即对流、传导 和辐射。对流就是在窗的空隙间冷热气流运动，导致热量交换，反

3、映的是窗的气 密性。窗气密性等级的高低，对热量的损失影响极大，室外风力的变化会对室温 产生不利的影响，气密性等级越高，热量损失就越少，对室温的影响也越小。目前国内建筑市场用量最多的是增塑聚氯乙烯(PVC-U )窗、铝合金窗，还 有部分铝塑复合、钢塑复合、铝木复合材质的窗及木质窗，其主要窗型为推拉窗、 平开窗和固定窗，窗型对窗的气密性也有很大影响。1.1窗型对热损失的影响推拉窗生产工艺简单，安装方便，已被广泛采用；但气密性能较差，而 平开窗和固定窗的防空气渗漏效果优越得多(表1)，从表1中可看出推拉窗不合 格率在34.3%，而平开窗不合格率在10.3%。推拉窗由于沿窗框下滑轨来回滑动， 上部有较

4、大空间，下部有滑轮间的空隙，窗扇上下易形成明显的空气对流交换， 热冷空气的对流形成较大的热损失，因此无论采用何种隔热型材做窗框，通过气 密达到的节能效果平平。表1气密性等级检测结果等级8级7级6级5级推拉窗9.123 A33.534.3平开窗23.242.923.61(13平开窗的窗扇和窗框间一般有橡胶密封压条，窗扇关闭后密封条被压得很 紧，几乎没有空隙，很难形成对流，热量损失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身 的热传导、辐射散热和窗扇与窗框接触位置的空气渗漏及窗框与墙体间的空气渗 漏等，热损失相对减少。固定窗由于窗框嵌在墙体内，玻璃直接安装在窗框上，玻璃和窗框已采 用胶条或密封胶密封，空气很难通

5、过密封胶形成对流，很难造成热损失。1.2密封材料对窗气密性的重要作用毛条和胶条统称密封条，是窗密封的关键材料。一般铝合金材质、钢塑复合、 铝塑复合、铝木复合材质的窗及木质窗的平开窗及固定窗上会采用密封胶双面密 封玻璃，胶条密封开启扇；而推拉窗则一般采用胶条密封玻璃，窗扇上、框扇的 四周围或密封桥(挡风块)上安装毛条。胶条须有足够的拉伸强度，良好的弹性、 耐温性和耐老化性，截面尺寸要与窗型材相匹配。北京地方标准住宅建筑门窗 应用技术规范(DBJ01-79-2004)中规定，单道密封胶层厚度为(102)mm；双 道密封外层密封胶层厚度为57mm ；密封胶层厚度为(82)mm。毛条主要用于框 和扇的

6、密封，增强框与扇间的密闭性，毛条规格是影响推拉窗气密性能的重要因 素，也是影响窗开关启闭的重要因素，毛条规格过大或竖毛过高，不但装配困难， 且使窗扇滑动阻力增大，尤其是开启时的初始阻力和关闭时的最后就位阻力较 大；规格过小，或竖毛条高度不够，易脱出槽外，使窗的密封性能大大降低。按 住宅建筑门窗应用技术规范(DBJ01-79-2004)要求，建筑窗验收时需提供该 工程使用的密封胶条型式检验报告(一年内)、密封毛条型式检验报告(两年内) 及密封胶型式检验报告(一年内)。1.3五金配件对窗密封性的影响窗的开启和关闭功能是靠五金配件完成的，五金配件主要包括执手、滑撑、 撑挡、拉手、窗锁和滑轮等。五金配

7、件是建筑外窗中最易磨损和持续活动的部分， 其功能直接影响建筑窗的气密性、水密性及保温性能。对平开窗而言，按密封性 能分类，大体可分为多锁点五金件和单锁点五金件两类，多锁点五金件可使窗扇 及窗框形成一体，减少窗扇的变形，提高密封性能；而单锁点密封性相对差得多。从检测的结果看，具有多锁点五金件及密封胶、胶条双面密封的平开窗和密 封胶、胶条双面密封的固定窗的气密性能远超毛条、胶条配合密封的单锁点五金 件推拉窗。有些工程使用的推拉窗气密性能检测结果超出住宅建筑门窗应用技 术规范(DBJ01-79-2004)规定的限值一在10Pa压力差下单位面积指标不大 于4.5m3/ (m2h)、单位缝长指标不大于1

8、.5m3/ (mh),有的甚至会达到单位 面积10m3/ (m2h)、单位缝长5m3/ (mh)。所以总体而言，平开窗和固定窗比 推拉窗节能性能优越。2窗的水密性水密性能是指关闭着的外窗在风雨同时作用下阻止雨水渗漏的能力。窗水密 性能的等级以三樘样品渗漏时的压力差值向下靠一检测级，然后再取三樘的平均 值来进行定级。就目前检测的窗看，平开窗水密性能好于推拉窗。密封材质及五金件亦会影 响窗的水密性能。选择良好密封材料及多锁点五金件的窗水密性能可达到6级， 即在试验压力差值为700Pa时仍不发生渗漏。而推拉窗水密性能则以23级为多 (表2),从表2中可看出推拉窗的不合格率在39.8%,平开窗的不合格

9、率在13.7%。 住宅建筑门窗应用技术规范(DBJ01-79-2004 )规定窗的未渗透压力不小于 250Pa3, 一般多锁点的平开窗水密性能可达到300Pa。生产工艺较精良、管理 水平较高的企业推拉窗的水密性能可达到甚至超过250Pa，但小型企业尤其是小 作坊的产品水密性能就相差甚远。表2 水密性等级检测结果%等级6级5级4级3级2级推拉窗00060.239.8平开窗0.86.242137.213.7窗雨水渗漏的情况大多发生在以下几个方面：推拉窗下框囤积水溢出，单锁点五金件的推拉窗约有80%以上出现这种渗漏;内平开扇下脚处滴水，平开窗下部的窗框型材内低外高，框与扇搭接之处 极易渗水；压条处渗

10、水，一般是从一滴一滴开始，在不断增加的压力差下最后形成严 重渗漏。此外，一些窗由于排水孔设计不合理造成雨水渗漏，此类先天性缺陷虽较少, 但若存在就难以弥补。3窗的抗风压抗风压性能是指关闭着的外窗在风压作用下，发生损坏和功能障碍的能力， 以受力杆件的相对挠度进行评价。在窗的物理三性中，抗风压性能关系到人的生 命安全，是最重要性能。实际检测中,对面积较小的窗和密封性优良及五金件多锁点的铝合金、铝塑 复合、铝木复合及木质平开窗，抗风压变形检测2000 Pa的标准还是可以达到的， 有的甚至挠度变形非常小；但定级检测中，对只有一扇开启扇且面积较大呈狭长 的矩形窗，锁为中间单锁，进行反复加压检测和现场检测

11、时，开启扇靠近锁点一 侧的上下两个角变形非常大，窜角严重，以致于加压至检测设备的极限功率时压 力无法再增加。很多房地产商在开发项目建筑设计中，为追求美观和安装到墙上 后的透视效果，把窗的固定玻璃扇做得非常大且连接杆件布置得非常靠边，尤其 是1.8m以上的外窗在抗风压性能检测时一般很难满足规范或设计要求。一般气密性、水密性较好的窗（高度和宽度不超过1.5m的铝合金、铝木复 合及木质平开窗），其抗风压性能也较优良。根据检测统计，此类外窗合格率基 本在75%以上；但检测中也发现有一些保障性住房、经济适用房和两限房工程中 使用了增塑聚氯乙烯（PVC-U）材质的窗，在型材上由于强度相对比铝合金差， 加之

12、一些五金件较少的单锁点增塑聚氯乙烯（PVC-U）推拉窗钢衬厚度不够，造 成抗风压性能合格率较差。4窗的保温性能窗节能的主要途径是保温隔热。窗是否真正节能主要表现在两个方面，第一 是窗外边框等的材料组成是否能起很好的保温隔热作用；第二是窗玻璃是否真正 使用中空玻璃，这也是最基本的要求。4.1窗框材料的节能效果我国常用的窗框有木材、钢材、塑钢、塑料等材质，这些传统材料在节能方 面都有一些缺点，影响了节能效果。近年随着技术进步出现了复合型材料，其中 断桥铝材的节能效果最为突出，使用也日益广泛，它保留了铝型材料的诸多优点， 又降低了材料的传热系数。4.2降低玻璃传热系数提高节能效率的措施玻璃的面积占整

13、个窗户的70%80%以上，通过玻璃的辐射热损失占窗户总损 失的2/3左右，因此降低玻璃的热导率和遮阳系数是节能的关键。目前窗玻璃主 要有透明玻璃、吸热玻璃（着色玻璃）、热反射镀膜玻璃、低辐射（Low-E）玻璃、 安全玻璃（钢化玻璃）及由上述玻璃制成的中空玻璃等。低辐射（Low-E）玻璃由 于有对红外线高反射、不吸热的材料镀膜，可反射太阳能波段的热辐射，从而有 效地控制了玻璃的遮阳性能，也明显降低了玻璃的传热系数。中空玻璃由于双玻 璃周边用密封胶黏结密封，使玻璃层间形成干燥气体，具有隔声、隔热、防结露 和降低能耗的作用。据相关资料显示，中空玻璃的空气层厚度的最佳值在1218mm之间，目前采 用这

14、种中空玻璃的窗不多，空气层厚度为9, 12mm的窗在普通居民住宅建筑中使 用普遍，而16mm空气层一般应用在大型公共建筑的玻璃幕墙中。配置（5+9A+5） 中空玻璃的增塑聚氯乙烯（PVC-U）材质的窗及木质窗，其传热系数在2.6W/（m2K） 以下；配置(5+9A+5 )中空玻璃的断桥铝合金窗，大部分产品传热系数在 2.8W/(m2-K)以下。增塑聚氯乙烯(PVC-U)材质的窗虽然在物理三性的测试中 结果一般，但在保温性能测试中却比较优良，远超出铝合金、铝木复合材质外窗， 所以研制三性及保温兼优的窗是一个技术攻坚课题。2010年后，采用4/16/4/16/4Low-E框材结构的三玻窗加一片Lo

15、w-E膜并充氢气， 有的传热系数可达1.4W/(m2K)，在建筑物中使用可大大提高节能效率，也是今 后窗节能的发展方向。4.3遮阳窗在夏季建筑能耗中，由太阳辐射引起的负荷占很大比重，设置遮阳装置可弥 补外窗难以完全遮挡太阳辐射的不足。建筑遮阳是避免阳光直射室内，防止建筑 物的外围护结构吸收过量太阳辐射热，从而防止产生局部过热和眩光，以及保护 物品而采取的辅助措施。南北向板式住宅的东、西向外窗中，对面积较大尤其是 落地窗、飘窗有必要采取遮阳设施，例如在中空的双玻中安装遮阳帘，但若外窗 面积较小则可行性不大。目前我国南方城市的玻璃幕墙及公共建筑中使用外窗遮 阳措施较多。对安装中置遮阳(百叶帘)的中

16、空玻璃外窗进行测试，结果显示在 太阳直射的时间范围内，全部伸展百叶帘的外窗房间比未使用百叶帘外窗的房 间，室内温度可降低约2C，外窗中空玻璃内外表面温差可达4C，因此选择遮阳 窗不但可降低能耗且可提高室内环境的舒适度，是一种发展趋势。除以上分析的情况外，外窗在装配过程中的外观形式、尺寸允许偏差、配合 间隙、搭接量和装配质量都会影响窗的整体性能，施工单位的安装水平也会影响 窗的节能，起增大能耗损失或减小热释放量的作用，这就需要在外窗安装后进行 现场气密性和水密性的测试，以确保最终质量要求。5结语推广应用隔热断桥铝合金平开窗。该种窗为工业化生产，产品质量易保 证，该窗型与推拉窗的使用方式有很大差异

17、，平开窗主要由内外平开窗组成，且 在窗扇、窗框间均设橡胶密封压条，具备良好的水密性及气密性，窗扇关闭后基 于三元乙丙橡胶压条自身具备的密封性，很难形成对流。既有建筑节能改造及保 障性住房、经济适用房和两限房工程，若采用增塑聚氯乙烯(PVC-U)材质、钢 塑复合、铝塑复合材质的外窗，要选择较厚的钢衬做受力杆件。从保温的角度而言，外窗应尽量使用12mm以上空气层的中空玻璃，增 塑聚氯乙烯(PVC-U)材质、钢塑复合和铝塑复合材质的外窗保温性能一般较优， 若采用断桥铝合金、铝木复合及木质窗，建议使用隔热断桥且具有Low-E镀膜的 中空玻璃。建筑外窗的安装对其性能有很大影响。对新建工程要推广采用功能性附 框，即