建筑外窗氣密性能現(xiàn)場檢測技術(shù)探討

戚小聰 宜昌廣廈建設(shè)工程檢測有限公司

1 前言

隨著人們對居住環(huán)境要求的提升，我國建筑數(shù)量持續(xù)增多。新建筑在給人們生活帶來便利的同時，也產(chǎn)生了巨大的能耗。據(jù)統(tǒng)計，建筑加上建材等的能耗，已經(jīng)約占全國總能耗的1/2。減少建筑能耗已成為我國如今的主要任務(wù)之一。隨著我國建筑節(jié)能的發(fā)展，氣密性不足所引起的能耗比重逐漸加大。因此，有必要加強建筑氣密性的研究。

建筑氣密性是影響建筑節(jié)能的一個重要因素。在空調(diào)季和供暖季，室內(nèi)外溫差大，室外冷（熱）空氣滲透會大大影響建筑的熱（冷）負(fù)荷。提高建筑的氣密性可以大幅度地減少空氣滲透帶來的能耗。但過高的氣密性會導(dǎo)致室內(nèi)人員所需新風(fēng)量不足，降低室內(nèi)空氣品質(zhì)、對人體健康和舒適度都有著較大影響。所以，相關(guān)人員要對建筑外窗的氣密性能進行研究，對現(xiàn)場的檢測技術(shù)進行探討。

2 各國氣密性標(biāo)準(zhǔn)及測定方法

2.1 氣密性標(biāo)準(zhǔn)

西方國家較早就開始?xì)饷苄缘难芯浚兄鄬τ谕暾臍饷苄詷?biāo)準(zhǔn)及體系，而我國開始研究氣密性的時間略晚。各個國家氣密性的標(biāo)準(zhǔn)不同，檢測方法也各異。各國家氣密性標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。各國的評價方法大致分為以下兩種：

表1 各國家氣密性標(biāo)準(zhǔn)值

（1）換氣次數(shù)法

室內(nèi)外壓差為50Pa時，空氣交換量與建筑體積的比記為ACH50。

式中：ACH50——換氣次數(shù)，次/h；Q50——建筑內(nèi)外壓差50Pa時，空氣透過圍護結(jié)構(gòu)滲透的體積流量，m3/h；V——建筑體積，m3。

（2）空氣滲透率法

室內(nèi)外空氣交換量與外圍護結(jié)構(gòu)面積比值Q′50計算為：

式中：Q′50——空氣滲透率，m3/（m2·h）；A——外圍護結(jié)構(gòu)面積，m2。

我國對氣密性限值是根據(jù)GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)N50≤0.6，溫和地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)N50≤1.0。而針對氣候條件較為極端的嚴(yán)寒地區(qū)，沒有給出異于寒冷地區(qū)更為嚴(yán)格的氣密性標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 氣密性檢測方法

國內(nèi)外常用的氣密性檢測方法包括兩種[1]。

（1）鼓風(fēng)門法：對被測房間的空氣滲透口進行封堵，用風(fēng)機制造出室內(nèi)外的壓差后，對風(fēng)機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)使室內(nèi)外壓差保持穩(wěn)定。測量風(fēng)機的空氣流量即為建筑空氣滲透量。

（2）示蹤氣體法：向待測的房間內(nèi)通入無色、無味、無毒且易采集的氣體。隨著時間的推移，示蹤氣體會隨著空氣滲透排出室外。根據(jù)示蹤氣體的濃度變化來體現(xiàn)被測房間的氣密性[2]。

3 氣密性的檢查和相關(guān)檢查工序

氣密性測試有多個方向。要做的第一件事是檢查建筑的氣密性。氣密性檢查一般采用專用儀器對建筑物的氣密性進行檢查[3]。

3.1 總滲透風(fēng)量檢查

首先需要知道的是，測量氣密性需要一些流體力學(xué)的知識，如何測量。氣密性的原理是檢測氣體是否會從外部流向內(nèi)部，這部分可以通過專門的儀器進行分析，檢測液體的流量，從而找出氣體的致密程度。建筑外窗的不透水性取決于它們阻止空氣從外部直接進入室內(nèi)空間的能力，如果它不透氣，外部空間將很難讓外部空氣進入內(nèi)部。

例如，在測試建筑物外窗的氣密性時，可以使用靜液室來測量氣密性，外窗安裝靜壓箱，用大風(fēng)扇將空氣吹入室內(nèi)，確保整個空間被吹出。在這一點上，看看流體靜力室的壓力，若壓力恒定，氣密性好，氣密性檢查的過程很簡單，不是很復(fù)雜，檢查過程中只需檢查靜壓箱內(nèi)壓力是否發(fā)生變化，觀察靜壓箱是否會因一定風(fēng)壓產(chǎn)生。如果空氣壓力增加，內(nèi)部靜液罐的壓力沒有變化，那么就足以說明建筑物的外窗具有很好的抗?jié)B性。同樣，如果氣密性差，靜室外部送風(fēng)會導(dǎo)致同一空間內(nèi)氣體總量增加，空氣由外而內(nèi)流動，形成靜室。當(dāng)靜壓箱內(nèi)氣壓升高時，可直接檢測建筑物窗外靜壓箱內(nèi)氣壓，判斷建筑物是否密封[4]。

3.2 室外環(huán)境風(fēng)速

室外風(fēng)速的測量對于測量整個建筑的氣密性是非常重要的。雖然一般的測試方法并沒有具體要求室外環(huán)境的風(fēng)速，但是需要降低外窗兩側(cè)的自然風(fēng)速，更好的檢查房間的嚴(yán)密性。一般來說，當(dāng)風(fēng)從外面吹來時，風(fēng)壓與檢測系統(tǒng)測得的風(fēng)壓差有一定的差異，尤其是被檢測窗口兩側(cè)的風(fēng)壓差。由于外部風(fēng)壓的影響，必須在氣密性測量當(dāng)天測量外部風(fēng)速，以保證氣密性測量的準(zhǔn)確性。

3.3 附加滲透風(fēng)量檢測

在測量總透氣性時，通常假設(shè)增加的透氣性量為零，然后測量總透氣性來測量氣密性。但在實際工作過程中，增加的風(fēng)量對氣密性的最終評價有很大的影響。因此，為了減小透氣性對最終結(jié)果的影響，必須測量透氣性的增加，以保證最終氣密性測量的準(zhǔn)確性[5]。

4 檢測建筑物外窗氣密性前的準(zhǔn)備工序

對于任何類型的檢查，都需要排除外部因素，所以我們還需要測試建筑窗戶的嚴(yán)密性，重要的是要確保建筑外窗的密封檢查過程不受其他外部因素的影響。因此，在對建筑外窗密封性能進行測試之前，有必要做一些準(zhǔn)備工作，使整個測試過程更加完善，得出正確準(zhǔn)確的結(jié)論。

首先是檢查工具，這非常重要，因為如果要檢查空間的密封性，所需要的檢查工具必須包括靜壓室，并且靜壓室本身的密封性必須保證最高的靜架不會能夠正常工作，靜壓罐通過檢測外部氣體進入內(nèi)部空間的過程來攔截氣體，通過顯示靜壓罐的壓力來了解內(nèi)部空間是否密封良好[6]。如果靜壓箱本身沒有充分密封，那么建筑物一定不能正確地測試窗戶的密封性。因此，在進行氣密性試驗之前，首先要檢查靜液室，確保靜液室本身具有絕對氣密性。

二是內(nèi)部空間本身的壓力。如果室內(nèi)風(fēng)壓本身過高，室外空氣可能不會通過吹風(fēng)機吹入室內(nèi)，因此，有必要對室內(nèi)空間的氣密性進行測試，必須進行一段時間的通風(fēng)，以確保測量過程中外層空間的氣體壓力不會過高，不會在內(nèi)部空間流入內(nèi)部。除了這兩點以及工具的使用，還需要知道，窗外的房子不一定是同一類型。因此，靜壓箱的使用尺寸規(guī)格不同，以確保靜壓箱的使用尺寸與客戶的建筑窗尺寸一致，因為只有相同尺寸的靜液罐才能保證絕對正確的檢查程序。

5 對不確定因素的控制和處理分析

5.1 安裝門窗的注意事項

在安裝門窗的時候有很多要注意的事情，如果這些工程做不好，很有可能導(dǎo)致門窗安裝不當(dāng)，從而降低整個房間的密封性，所以在安裝時要知道安裝工序。首先，需要在工程圖紙中了解門窗安裝的位置和一般方法，以及門窗的尺寸。在安裝門窗時，也要保證安裝人員的生命安全，必須嚴(yán)格按照要求安裝。安裝完畢后，要對門窗進行重新檢查，檢查門窗的完整性，有效提高整個房間的密封性[7]。

5.2 實時監(jiān)測數(shù)據(jù)

另一種方法是用事實來監(jiān)控數(shù)據(jù)。一方面，為了更好地檢查氣密性，有必要對影響氣密性的數(shù)據(jù)進行嚴(yán)格的檢查和統(tǒng)計。例如，除了實時觀察室外的風(fēng)量，還需要準(zhǔn)確測量室外的大氣壓和室外的溫度，這些都會影響房間的氣密性。為了盡量減少這些因素對房間氣密性的影響，可以檢查所有相關(guān)數(shù)據(jù)，以盡量減少其他因素對最終氣密性結(jié)果的影響。因此，實時監(jiān)控一些數(shù)據(jù)對于改善整個房間的密封性非常有用[8]。

5.3 統(tǒng)計無法控制的因素

在測量室內(nèi)氣密性的過程中，不可避免會有一些不可控因素，這些因素往往會影響到測量氣密性的整個過程，從而導(dǎo)致測量整個室內(nèi)氣密性的問題。所以，雖然不能精確地控制不可控因素，但通過計算這些因素，可以盡可能地精確。為了準(zhǔn)確測量一個房間的氣密性，需要控制這些不可控因素?？梢钥刂埔蛩亟y(tǒng)計，如外部無法控制的因素，以獲得更準(zhǔn)確的氣密性測量。

5.4 不確定度控制

在氣密性測量的整個過程中，氣密性測量的不確定度對最終結(jié)果的影響必須控制在20%以內(nèi)，這也是行業(yè)必須遵守的規(guī)定。除了規(guī)定外部風(fēng)速不超過兩級外，還必須監(jiān)測透氣性空氣的檢測。如果增加的透氣性超過總風(fēng)量的20%，必須測量不透氣性，并重新測量增加的透氣性。在氣密性測試的整個過程中，最重要和關(guān)鍵部分是將數(shù)據(jù)誤差控制在最小范圍內(nèi)。例如，這些方法可以通過分段校準(zhǔn)或增加目標(biāo)測點的密度來減少誤差。

6 結(jié)束語

本文重點強調(diào)的是，需要高度重視這些問題。隨著社會的不斷進步，人們對防滲問題越來越重視。因此，在外窗防滲試驗過程中，必須保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。