建筑门窗气密性能检测技术分析

卞智慧

（江阴市建设工程质量检测中心，江苏 无锡 214400）

建筑门窗结构属于外墙中较为薄弱的地方，门窗气密性是指其在正常关闭状态时，门窗室内外差能够产生的空气通过量。当夏季天气炎热时，室内需采用空调降温，这时室外的热空气从门窗缝隙流入到室内环境内，增加了空调的能源消耗。这就说明门窗气密性越好，越能降低室内的能源消耗。

1 定义

我国建筑行业中现行使用的标准中对气密性检测有明确的定义，具体的标准可以参考《建筑外窗气密、水密、抗风压性能分级及其检测方法》，要求建筑门窗符合以下9 个标准，进而实行门窗的气密性检测。

①外窗，要求墙面至少有一个面向室外的窗户。②气密性能，要求外窗关闭以后具有组织空气流通、渗透的能力[1]。③标准状态，检测时设置好标准状念条件，实际条件是温度是293K（20℃），压力值是101.3kPa，夺气密度为1.202kg/m3。④整窗的力气渗透量，也就是在标准状态要求的整个窗户在单位时间内可通过的空气量。⑤门窗开启的缝隙长度，从内表面测定值出发测定外窗开启扇的周长和两扇门窗之间存在搭接部分的位置，搭接位置重叠的两段缝需要计算一段缝的长度。⑥门窗空气渗透在单位缝长中的产生量，该参数同样是在标准状态的条件下实施，计算单位时间中从单位缝长处通过的空气量，单位是m3/（h·m）。⑦门窗面积，该面积是指门窗框外侧往内整个范围内的面积，附框面积不能计算到门窗面积中，单位是m3。⑧单位面积空气渗透量，门窗结构处在标准状态中，单位时间内从门窗通过单位面积的空气量，单位是m3/（m3·h）。⑨压力差，门窗室内、室外的表面，空气作用下产生的压力差，室外门窗表层承受的空气压力要大于室内。

2 分级

门窗气密性检测技术中含有分级指标值，分级指标值是指在压力差是10Pa 的状态下，门窗单位缝长中空气产生的渗透量，以及单元面积产生空气渗透量的分级指标值，其可分为五级，可以按照分级来确定出门窗气密性的好坏。

门窗气密性检测分级时应把空气动力学当做基础，根据空气在门窗狭小缝隙位置的渗透量与作用差压产生的关系来计算，两者的计算关系式见式（1）：

式中：q0——门窗单位缝长中产生的空气渗透量，m3/m·h；a——缝隙空气渗透系数，m3/[（m·h）·（Pa）n]；△p——门窗缝隙内外可以产生的作用差[2]。门窗在建筑结构外墙上产生缝隙的几何形状非常不固定，其所承受的压力变化也较为明显，这就说明门窗缝隙中存在的气流流态，基本是在紊流、层流的状态，也就是混合状态，所以在公式中，n 的数值基本在0.67 左右。

从上面的式（1）看来，采取两边取对数的方法，获取公式（2）：

在这种关系下能够发现门窗的压差、流量之间存在着直线的关系，lna 是截距，标准制定条件时选择SI 制。压差△p=1kg/m3，就会出现lnq0≈lna，此时的q0=a，a 就是分级值，其表示门窗单位缝长条件下，于10Pa 压力差的作用下而发生的空气渗透量。

3 原理

门窗气密性检测时采用的是基本的静压箱法，把需要检验的试件固定到镶嵌矿上，再从封闭压力箱的开口处安装镶嵌框，并且把整个压力箱密封起来[3]。压力箱接入供压系统，供压系统会为压力箱提供抽风、送风，让压力箱中可以产生比箱体外部大的压力，让试件的内外表面可以具有压力差，供压系统的调压阀用于把控试件内外表面压力差的大小，使用扣箱收集试件缝隙产生的空气，这时集流管的流量计设备就会采集试件内外表面的压力渗透数值。

4 门窗气密性检测新老标准的差异

门窗气密性检测新老标准的差异体现在以下几个方面，如：①新标准的适用范围广，涵盖着具有保温要求的门、窗、玻璃，新标准中不包括热阻定义。②新标准与老标准相比，重新划分了门窗传热系数的分级，把K 值分成了10 级，同时调整、合并了保温性能的分级指标值。③新标准中微调了传热系数的检测原理、检测条件、程序等一些内容。

5 设备优势

新标准下门窗气密性检测所使用的设备也有明显的优势，首先是设备的精确度优势，气密性检测新设备比老设备具备更高的精度，其检测的灵敏性也有优势，接下来气密性检测设备不会产生二次污染，具有环保的优势，设备内部中含有自动控制程序，提高了气密性检测的速率，最后新设备具有操作简单的优势，其程序、操作等都比老设备简单，方便让操作人员接受。

6 检测方法

本文中探讨门窗气密性检测技术的具体方法，从以下几个方面进行分析，如下：

门窗气密性检测时的设备有压力箱、压力测量仪器和空气流量测量装置。压力箱的一侧含有开口，开口处用于安装门窗气密性检测的试件，要求压力箱的箱体必须达到刚度的标准，并且有一定的密封性能，不能出现渗漏、泄漏的问题[4]。压力测量仪器在门窗气密性检测时，其产生的误差值不能超过1Pa。空气流量测量装置，其根据空气流量确定误差的范围，空气流量每小时不超过3.5m3时，测量的误差不能超出10%，空气流量每小时超过3.5m3时，测量的误差不能超过5%。

建筑门窗气密性检测时严格按照《建筑外窗气密、水密、抗风压性能分级及其检测方法》中的规定执行，具体的检测内容包含正压渗透量、负压渗透量，一定要根据门窗单位缝长、面积组织计算工作。

建筑门窗气密性检测时，同一个型号、规格、尺寸的门窗最少要制备3 个试件，试件制作时必须根据提供图样的实际来组织，选择符合图样的合格门窗产品，或者是已经研制合格的试件。试件安装时不能有多余的零配件，也不能采用其他类型的组装工艺做改善处理，制作试件时的镶嵌工艺要符合标准，待试件制作好以后，根据设计要求、组合要求把试件制作好，所有试件都要做好干燥、清洁的处理。门窗试件安装的过程中，试件全部要安装到镶嵌框，这也就说明镶嵌框的刚度要达标，试件连接到镶嵌框上以后必须要确保连接稳固，还要达到密封的标准。试件安装好以后应为垂直状态，镶嵌框的下框部分是水平状态，严禁出现变形的情况，特别是安装过程中也要保证下框水平无变形。试件安装好以后，打开其可开启位置，执行5 次操作，最后一次把开启位置关紧。建筑门窗气密性检测时执行加压检测，第一次为预备加压，准备正负压检测之前，提前准备好3 个压力脉冲，要求给予的压力差绝对值为500Pa，加载时的速度应该要控制到每秒100Pa，压力逐步稳定后保持3s 的作用压力，要求泄压的时间不少于1s，压力泄放完毕后压力值回到0 位，继续操作试件上的开启部分，开关5 次，最后一次关紧开启位置。

上述工作完成以后，就要按照检测程序实行加压检测，具体如：①测定附加渗透量，检查密封件缝隙，包括镶嵌缝隙、可开启缝隙，做充分密封处理，还要使用具有密封作用的盖板，把箱体口位置密封盖起来，依次执行加压处理，按照正负50Pa、100Pa、150Pa、100Pa、50Pa，每个台阶、每级压力都要保持10s 的持续时间，按照先逐级正压、再逐级负压的顺序，仔细记录下每次测量的数值，试件测定附加渗透量时还有附加空气渗透量系，这部分是指试件自身除了测定的附加渗透量以外其他的空气渗透量，比如镶嵌框、设备、连接缝位置产生的空气渗透量。②测定总渗透量，把试件上加设的密封措施去除以后，打开密封盖再组织一次检测，所有检测程序上上述的检测程序相同，得出的就是门窗结构的总渗透量。

门窗气密性检测后计算每级检测压差产生的附加渗透量，记录下升压、降压时的渗透量平均值，标记为q1，测定总渗透量的平均值，标记为q2，检测中还包括门窗试件在各级压差下产生的空气渗透量，标记为q，具体的计算公式见式（3）：

以式（3）为标准把q 替换成q′，q′是指标准状态下的门窗渗透量，具体的公式见式（4）：

式中：q′——标准条件下试件可通过的空气渗透量，m3/h；p——实验室内的气压值，kPa；T——实验室中空气的实际温度值，K；q——试件渗透量测量出来的数值。还要确定出分级指标值，确保分级指标值是准确的，明确出门窗气密性的参数，从3 组试件中剔除不符合标准的试件，合适定级门窗材料的类别，包括正负压测量值以后的定级属性。

7 意义

建筑门窗气密性检测中还包括重复气密性检测，该操作有着明显的意义。门窗的重复气密性检测的目的在于发现以往气密性检测的误差，门窗直接关系到建筑的保温效果，为了让气密性检测更为准确，为建筑工程提供参考，就要在门窗气密性检测之后再次实行重复气密性检测，不仅可以发现气密性检测的误差，还可以确定门窗气密性是否达到建筑工程的标准。

8 结语

建筑门窗气密性检测技术有助于设计气密性，气密性达到合理的状态，才能让建筑门窗能达到合适的效果。本文中总结了门窗气密性检测的定义、分级、原理以及方法，确保门窗具有稳定的气密性。建筑门窗气密性检测是重要的技术，必须组织好这项技术，才能保证门窗在建筑中的有效应用。