建筑外窗三项物理性能检测的技术研究

王星

摘要：所谓建筑外窗三项物理性能检测即气密性、水密性与抗风压性（也叫“三性检测”），这三项物理性能也是建筑外窗最基本的性能，直接影响到外窗维护结构的主要作用。本文通过对建筑外窗气密性、水密性及抗风压性能检测技术的研究，结合检测工作实践，对其进行了分析，并對如何把好检测关，增强建筑外窗物理性能，提高建筑工程质量提出了建议。

关键词：建筑外窗；物理性能；检测技术

0.引言

建筑门窗作为建筑物的“眼睛”，是建筑物实现采光、通风、改善室内环境的功能性部件，直接影响着人们的生活，但是市场上门窗的质量却不能令人满意。塑钢门窗和铝合金门窗使用已经逐步普及，随着高层和高档建筑物的不断出现，对门窗产品的要求越来越高。本文结合多年的检测实践对建筑外窗的三项物理性能抗风压性能、气密性能、水密性能进行一些简单的探讨。

1.建筑外窗的抗风压性能

1.1玻璃与型材的选择

在外窗的物理三性中，抗风压性能是最重要的，它关系居民的生命财产安全。三性检测时如果出现玻璃破裂的问题则可以判定外窗抗风压性能不符合要求。通常在设计外窗时如果可以确定其风荷载标准值，则要控制玻璃面积处于最大允许用面积范围，玻璃四周要配置防震垫块，以防止玻璃直接接触玻璃槽，提高玻璃的抗破裂能力，门窗用中空玻璃应符合国家现行标准GB/T11944-2012《中空玻璃》规定，单片玻璃厚度不应低于5mm，两玻中空层厚度（真空玻璃除外）不应低于12mm，三玻及以上中空层厚度不应低于9mm。外窗常用的型材主要为铝合金型材与PVC塑料型材，这其中塑料型材的强度相对较低，由于塑料型材的弹性模量低，必须在型材的内腔合理配置增强型钢，才能保证门窗框扇具有一定的刚度和强度，从而满足门窗的抗风压要求。铝合金门窗的刚度和强度都较高，因此只要将铝型材的梃料和拼樘料的尺寸加大或将型材的壁厚加厚，就能满足抗风压的需要。在DB13（J）114-2013《建筑节能门窗工程技术规范》及GB/T8478-2008《铝合金门窗》中，对主型材截面主要受力部位基材最小实测壁厚作了修定，外门不应低于2.0mm，外窗不应低于1.4mm。

1.2尺寸大、使用高度高、风压要求高的门窗

可以通过增加增强型钢厚度和改进增强型钢结构的方法，提高增强型钢惯性矩以满足抗风压要求。对于有特殊要求和特大尺寸的门窗，还可采用在扇立梃中增加辅助增强型钢的方法，来满足和提高抗风压性能的要求。另外，增强型钢在型材内腔中与内壁配合的紧密程度，对型材构件的抗弯性能有着直接的影响。增强型钢的外形尺寸与型材内腔尺寸完全一致时，型材才能与增强型钢一起发挥作用。因此型材内腔内壁应多设一些三角形或小凸式的加强筋，以增强型钢间的紧密配合。

1.3增强效果措施

（1）为了保证可靠、充分地发挥增强型钢的增强作用，除了内腔与外形配合合理外，还必须牢靠的结合在一起，即增强型钢的坚固必须采用大头自攻螺钉或放垫圈的自攻螺钉。许多厂商采用沉头螺钉或普通的半圆头螺钉，在反复受力时易松动，使紧固作用大大降低。增强型钢不得断开，对于十字和T字型部位的焊接，增强型钢应在型材焊接熔化后对接压紧时插入。绝对不能在增强型钢上切割V型口，或将增强型钢锯为几段，分头插入，这样几乎起不到增强效果。

（2）平开窗扇的抗风压性能主要取决于五金配件的质量及其连接，因此选择合适的五金配件是提高窗扇抗风压性能的关键。其次，五金配件安装应齐全、规范、牢靠，位置准确，安装后门窗外形美观、开窗灵活方便，不得有变形阻碍和碰撞。对于强度数据不足的配件，最好直接做强度试验来确定其承载力，然后再按试验结果采用。

2.建筑外窗气密性能

外窗的气密性是指在外窗处于正常关闭状态下，外窗受室内外压差的作用时阻止空气渗透的能力。影响气密性的主要因素有室内外的压力差、试件自身存在缝隙等，这其中室内外的压力差受自然条件的影响基本上无法控制，因此只有从试件自身的缝隙控制着手，提高外窗的气密性。外窗自身的缝隙主要来自于窗扇之间的搭接缝隙、窗扇与型材之间的缝隙以及玻璃与型材之间的嵌缝等。塑料和铝合金门窗的框扇是以搭接方式密封的，两个搭接面之间嵌有软性橡胶条或毛条，以阻止空气和雨水渗漏。所以门窗气密性和水密性的高低主要取决于橡胶条和毛条的质量，以及组装工艺水平的高低。

2.1密封条的合理选用

2.1.1建筑门窗用橡胶条的材质要求有良好的弹性，拉伸性，耐候性，热稳定性、耐腐蚀性，不易龟化、不易老化的品种比较理想，建议选用三元乙丙橡胶条。橡胶条规格合理，与型材相匹配。

2.1.2建筑门窗用密封毛条应该采用丙纶纤维异性长丝，并经紫外线稳定性处理和硅化处理。非硅化毛条长期使用或遇水后，倒伏严重，漏风漏水，硅化毛条遇水后仍完好如初，几乎不影响密封效果。建议选用硅化毛条，平板加片型毛条效果更佳。毛条的规格应适宜，应根据型材的配合间隙来选择，一般应有1～2mm的压缩量。

2.2平开门窗的密封

平开门窗的框与扇之间的密封一般采用橡胶条密封。开启扇是通过执手锁点的锁紧力将橡胶条压紧在框料上，由于框与扇的装配间隙保证橡胶条有一定的压缩量，所以在正压时，气密性较好，在负压时则可能较差。

2.3推拉门窗的密封

推拉窗的框与扇之间的密封一般采用毛条密封。在门窗关闭时，框、扇、封盖板和上、下密封桥上的毛条组成一个完整封闭的密封系统，阻止空气和雨水进入室内。

3.建筑外窗水密性能

外窗的水密性受雨量大小、内外压差值以及外窗缝隙控制质量等因素的影响。相对而言，如果平开系列窗的制作质量相对较高，则其水密性能要远远优于推拉窗。在实际检测过程中，外窗水密性不好出现雨水渗漏的主要原因可以总结如下：

玻璃与窗扇、窗框的嵌缝密实性不好；窗扇与窗框之间缝隙较大；窗框与窗扇搭接缝密实性不好；搭接顶部未设置挡水块；窗框下部未设置排水孔；或者排水孔位置不合理造成推拉窗下框积水溢出试件内表面；在采用密封毛条密封窗扇四周时质量控制不当，造成雨水飞溅；下轨道外侧档水槽高度不足等等。水密性是门窗质量高低的主要指标之一，是最难解决的问题。尤其是推拉门窗，由于型材本身结构和制作工艺两个方面的原因，水密性普遍不高，给用户留下了隐患。

门窗发生渗漏的因素有三个：雨水、缝隙和正压力差。雨水在正压力差下通过门窗的缝隙渗漏进入室内，雨水越大、缝隙越多、正压力差越高，渗漏就越快越多。因此要提高门窗的水密性能，就必须从降低门窗内外两侧的压力差、减少门窗上的缝隙和及时排出渗漏进框扇内的雨水这三个方面入手，设置合理有效的排水系统，堵排并举。堵住可能渗漏的缝隙，及时排出渗入室内的雨水。

4.结语

建筑门窗开启形式的多样性、建筑门窗开启与关闭的灵活性、操作的人性化取决于五金件；而门窗的密封性还取决于密封材料的优劣和适应性；因此门窗配套件是影响建筑门窗抗风压、水密、气密性能的关键部件。建筑门窗必须加强从生产厂原料开始，经安装施工到竣工交付全过程的质量管理。相关检测站应充分发挥物理三性检测在外窗工程质量中的监督作用，为人们提供一个优质、安全的居住环境。

参考文献：

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[5]刘旭琼、朴永日 殷岭著《建筑节能门窗配套件技术问答》 [M]