建筑外窗材質與開啟方式對外窗性能影響的研究與探討

官少華

（福建省永正工程質量檢測有限公司， 福建 福州 350000）

近年來我國在建筑行業飛速發展，國民的生活水平顯著提高，人們對建筑的安全性能和實用性能的要求也越來越高。建筑外窗作為建筑結構中住戶與外界相隔離的一道屏障，既要求其不破壞建筑整體的美觀，又要求其實用性能、經濟性能、安全性能和可靠性能能夠達到一定的標準。本文首先簡要介紹建筑工程檢測中外窗四性是什么，然后通過材質的不同簡要介紹了幾種建筑工程中常見的建筑外窗，再詳細分析窗戶不同開啟方式的優缺點，旨在能夠為建筑工程外窗安裝設計提供一些有價值的意見和建議。

1 外窗在建筑中的作用及外窗四性簡介

外窗是建筑外墻結構中非常重要的組成部分，其對建筑的整體質量有著非常大的促進作用。外窗的主要作用是將建筑墻上的洞口封閉起來，有采光、通風的用途，打開或者關閉要看室內人的需求，且無論是打開還是關閉的狀態，業主都能透過窗戶觀察到建筑外部的情況。

建筑工程檢測中外窗的四性指的是氣密性能、水密性能、抗風壓性能[1]以及保溫性能。其中氣密性能主要是指，在外窗閉合時，其阻隔室內室外空氣流通的性能。隨著我國經濟產業的快速發展，我國部分地區的生態環境變得越來越差，尤其在北方多個地區還存在嚴重的霧霾情況，一旦門窗的氣密性不好，外界的空氣就會影響室內的環境，嚴重影響人們的生活品質和身體健康；水密性能指的是在雨水或雨雪天氣時，窗戶阻隔雨水滲漏到室內的能力。當遇到雨雪天氣時，通常人們都會閉合門窗，使屋內的環境不遭到雨水的侵襲，水密性能不好的門窗即時在閉合狀態也很容易在雨水天氣中出現滲水現象。雨水通過窗戶滲入室內，很容易侵蝕室內墻體和破壞室內地板，給居住者帶來很大的困擾；抗風壓性能指的是當室外處于大風狀態時，外窗抵抗風壓的能力。我國的大部分沿海地區幾乎每年都會遭遇臺風襲擊，在臺風天氣下如果外窗不能將狂風阻擋在外，就會直接威脅到人們的生命財產安全；保溫性能指的是在無對流的情況下，窗戶阻止室內室外熱交換的能力。在我國北方的冬天，室外非常寒冷，為了抵御嚴寒獲得一個相對溫暖舒適的室內環境，人們通常都會開暖氣或者空調，若窗戶的保溫性能差，室內的熱量很多都通過窗戶傳導到室外，那室內就很難形成一個溫暖舒適的環境。而在我國南方的夏天，室外非常炎熱，為了獲得一個涼爽舒適的室內環境，開空調是最主要也是最有效的方法。若外窗的保溫性能差，室外的熱量會通過外窗大量的傳遞到室內，那么室內的溫度就很難迅速的下降，無形當中加大了空調的負荷，在浪費了電能的同時也加大了人們使用空調的成本。

從客觀的角度進行分析，建筑外窗的四性如此重要，不僅可以從整體的角度對建筑質量進行提升，還可以為人們營造一個相對安全且舒適的居住環境。那么影響建筑外窗四性好壞又主要有哪些因素呢？以下我們從窗戶的材質和開啟方式兩方面進行粗淺分析。

2 常見建筑外窗材質

現今社會能用作窗戶窗框型材的種類有很多，比如鋁合金、塑鋼、木材、鋼材、增強纖維塑料等。而在工程建筑中，最常見、運用最廣的幾種外窗型材是木材、塑鋼、鋁合金。

2.1 木窗

上世紀80 年代以前，社會科技還比較落后，很多現代材料還沒有被開發或者是運用到民用生活中，木窗是全球運用最廣的窗戶形式。就算是現在科技如此發達，各種新型材料廣泛運用的年代，像美國、日本和一些歐洲發達國家的民用窗戶在選擇型材時仍會大量選用木材。而在我國，考慮對環境的保護，木窗基本已不再運用在民用建筑。只是在一些園林建筑、仿古建筑上還有適當的運用。工程檢測中暫未需要對木窗需四性檢測。[2]

2.2 塑鋼窗

塑鋼窗是基材為未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材并內襯增強型鋼的窗。塑鋼窗由于有塑料的特性，其保溫性能和隔音性能較好，整體造價也較低。同時塑料材質的缺點在塑鋼型材上也一并存在，如型材強度不夠，容易老化、變形、變脆，內襯增強型鋼，自重較大且不易安裝。

2.3 鋁合金窗

鋁合金窗是目前市面上運用最廣的窗戶。鋁合金型材的優點很多，強度高、不易生銹、耐腐蝕、不需刷油漆、使用年限長且無需維護。同時缺點也很明顯，普通鋁合金是熱的良導體，室外與室內的熱量會隨著窗的框架傳遞，保溫性能較差。為了解決這一問題，人類發明了斷橋隔熱鋁合金型材。斷橋隔熱鋁合金是指鋁合金型材在制造過程中在中間加了隔熱條將其分成了兩半，隔熱條有阻隔熱量傳遞的作用。斷橋隔熱鋁合金型材既有普通鋁合金型材的優點，又有很好的保溫性能，唯一的缺點就是價格太高，使其在實際建筑外窗工程中并沒有得到最為廣泛的應用。[3]

2.4 塑鋼窗與鋁合金窗的試驗結果比對

以尺寸1500mm（寬）*1500mm（高）、面板材料同為（5+6A+5）mm 普通透明中空玻璃的塑鋼推拉窗（雙扇推拉無固定部分）和普通鋁合金推拉窗（雙扇推拉無固定部分）在實驗室做四性檢測。由于只是窗框材料的不同，塑鋼窗與鋁合金窗的氣密性能與水密性能試驗數據相差不大。抗風壓性能（采用定級檢測）與保溫性能差異較大，詳見下表1、表2：

表1 抗風壓性能數據對比

表2 保溫性能數據對比

通過以上數據分析，塑鋼窗抗風壓性能會略差于鋁合金窗，但塑鋼窗保溫性能會優于鋁合金窗不少。所以在實際工程運用上可綜合考慮型材的造價、耐久性、抗風壓性能、保溫性能等因素來決定是選擇塑鋼窗還是鋁合金窗。

3 常見建筑外窗開啟方式分析

3.1 平開窗

平開窗是最為傳統的一種外窗形式，在我們日常生活中也較為常見。平開窗易于開啟、關閉。關閉時，窗扇與窗框之間存在的縫隙很小，能做到很好的氣密性能、水密性能。平開窗的窗扇可打開面積較大，使其具有良好的通風采光效果。但平開窗在大風雨天如果窗扇未關密實的話容易受到損壞，所以平開窗對五金連接件的強度要求比較高。

3.2 推拉窗

推拉窗是目前民用建筑里使用頻率非常高的外窗形式。推拉窗是采用窗扇在窗框內平移的開關方式，開關與否都不需要占用其它多余的空間，簡潔、美觀。推拉窗通常窗扇和單扇玻璃面積較大，采光面積大，維護便利，安裝紗窗也比較方便。但推拉窗的窗扇不可以同時都開啟，最多可開啟一半，通風性比較一般。推拉窗的窗扇同窗框之間存有一定縫隙，氣密性能、水密性能也會稍差。[4]

3.3 平開窗與推拉窗試驗比對

以尺寸1500mm（寬）*1500mm（高）、面板材料同為（5+6A+5）mm 普通透明中空玻璃的鋁合金平開窗（雙扇平開無固定部分）和鋁合金推拉窗（雙扇推拉無固定部分）各三樘在實驗室做四性檢測。由于窗框材質相同，開啟方式不同，三樘鋁合金平開窗與三樘鋁合金推拉窗的保溫性能基本沒差別，但氣密性能、水密性能、抗風壓性能（采用定級檢測）都存在較大差別。詳見下表3、表4、表5：

表3 氣密性能數據對比

表4 水密性能數據對比

表5 抗風壓性能數據對比

通過以上數據分析，在窗框材質、面板材料相同的情況下，平開窗的氣密性能、水密性能、抗風壓性能都要優于推拉窗。雖然平開窗的造價會相對較高，但其多方面性能都超過推拉窗，所以平開窗在實際工程運用中更值得推廣。

4 結束語

綜上所述，建筑外窗在建筑外墻結構和用戶體驗中有著非常重要的作用。窗戶的材質和開啟方式對窗戶氣密性能、水密性能、抗風壓性能和保溫性能的好壞有很大影響。所以在實際的工程運用中，應根據工程的實際情況合理的選用外窗材質和開啟方式。在建筑工程中若對建筑外窗的材質和開啟方式無特殊的要求，推薦鋁合金平開窗作為該工程的外窗首選。