基于标定热箱法检测建筑外窗保温性能浅析

崔双艳

淮南市建发建设工程检测有限公司（232001）

建筑外门窗作为保障室内适足的光照和良好的通风换气的基础，通过调节房屋的室内冷或热负荷量和光通量，从而达到保温隔热的效果。建筑围护结构是建筑物进行内外隔离的物理交换界面，是影响建筑物能耗和室内热环境的主要因素之一，其产生的能耗占建筑总能耗的比例超过70%。其中，建筑外窗作为建筑围护结构主要组成和热量传递较活跃的部位之一，其保温性能的控制和检测对于节约建筑能耗尤为重要。

国外方面关于建筑外窗保温性能检测方法主要有:①加拿大采用的是基于太阳辐射模拟的检测方法；②劳伦斯伯克利国家实验室的门窗现场检测方法。美国标准AAMA150《窗、门和幕墙部件的传热系数和抗结露系数的试验方法》、日本标准JIS A4710 《门窗的隔热性试验方法》及我国执行的《建筑外门窗保温性能检测方法》GB/T8484—2020，其检测内容比较相似，结合各自实际情况和理论要求，试验技术要求有不同之处[1]。

1 标定热箱法检测原理

标定热箱法是基于稳态传热原理，模拟冬季室内外环境，试件的一侧为冷箱，冷箱温度控制为-20℃，并利用导流板和风机的强迫对流在试件表面形成自上而下的稳定气流，平均风速控制在3.0m/s±0.2m/s；另一侧为热箱，热箱温度控制为20℃，热箱热源为稳压电源加热装置。通过标定试验测得 热箱壁热流系数和试件框热流系数，对试件本身的缝隙进行密封处置，通过热箱的加热装置和冷箱控制的空气温度、气流速度和热辐射条件下，达到规范要求的稳定状态，通过计算热箱透过试件向冷箱的热损失，即热箱加热装置单位时间内产生的总热量减去通过试件框、填充板、热箱壁以及填充板与 试件间的热损失，除以热、冷箱两侧稳定平均温度差与试件面积的乘积，计算试件的传热系数。即:

2 新标准主要技术变化

1）热箱宽度增加100mm，热箱内增加导流板，导流板位于距试件框热侧表面150~300mm平面内，且应大于所测试件的尺寸，热箱内导流板面向试件表面的半球辐射率要求大于0.85；试件与热箱导流板间均匀布置至少9个空气温度传感器，热箱每个壁的内外表面亦各均匀布置至少9个温度传感器。与老版规范相比，新规范增加了空气温度传感器数量和导流板，对于提高准确度和控制模拟室内温度稳定，起到关键性作用。

2）试件框热侧及冷侧表面均匀布置至少6个温度传感器。与老版规范相比，新规范减少了温度传感器数量要求。

3）新规范增加填充板要求，其导热系数应小于0.040W/（m·K），厚度不应小于100mm且不应小于试件边框厚度。安装时，试件框与试件之间的填充板宽度不应小于200mm。被检试件面积不应小于0.8m2，试件开启缝双面密封。

4）新规范增加试件与填充板间的边缘线传热量Φedge，其中Φedge为:

式中，Ledge为试件与填充板间的边缘周长，Ψedge为按《建筑外门窗保温性能检测方法》GB/T8484—2020附录C查表确定的试件与填充板间的边缘线传热系数[2]。

3 工程检测应用实例

3.1 样品信息

淮南市某建设单位委托送检一组窗户，该窗户为铝合金平开窗，玻璃品种为5+9A+5中空玻璃，规格型号为1460mm×960mm，窗框采用BGY45普铝型材，玻璃密封材料中性硅酮结构胶，框扇密封材料三元乙丙胶条，设计要求传热系数是3.5W/（m2·K）。

3.2 检测步骤

1）试验员将窗户两边擦拭干净，检查窗户开关是否正常，五金件是否松动，窗户是否完整无损。

2）检查完毕后，试验员对照窗户尺寸将填充板裁出一个与窗户尺寸接近的框，并保证窗户与试件框之间宽度不小于200mm。裁好之后，将窗户装至试件框中固定好，窗户与填充板边缘缝隙用泡沫胶填充。窗户两侧开启缝进行密封。

3）在填充板热、冷侧表面分别均匀粘贴9个温度传感器。待泡沫胶充分凝固后，将热箱导流板放在距试件框热侧表面150~300mm的平面内，冷箱导流板放在距试件框冷侧表面150~300mm的平面内。

4）样品安装完成后，将热室冷室门关闭好。打开电脑，检查传感器是否正常，打开系统输入试件参数信息，开启测试总开关，将环境空调温度调到设置温度。窗户检测数据为系统采集[3]。

3.3 数据分析

窗户周长Ledge=4.84m，窗户厚度60mm，窗户与填充板冷侧表面的距离40mm。查附录C边缘线传热系数Ψedge=0.00566，边缘线传热量:

4 结论

《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T 8484—2020已经实施，文章通过分析建筑外窗作为建筑围护结构的重要组成及其承担的热量传递重要意义，浅谈建筑外窗检测的重要意义。同时分析总结了新规范的主要技术要求变化，主要有:①新规范修改了检测原理，试件的传热系数的计算考虑了试件和填充板间的边缘线传热量，同时将边缘线传热量记入数据处理公式；②调整了检测装置，热箱增加了与试件保持规定距离的导流板；③调整了传感器数量及填充板要求等。同时又根据新规范的变化，结合工程实例进行运用,为同行业试验人员检测或研究提供参考。