基于標定熱箱法檢測建筑外窗保溫性能淺析

崔雙艷

淮南市建發建設工程檢測有限公司（232001）

建筑外門窗作為保障室內適足的光照和良好的通風換氣的基礎，通過調節房屋的室內冷或熱負荷量和光通量，從而達到保溫隔熱的效果。建筑圍護結構是建筑物進行內外隔離的物理交換界面，是影響建筑物能耗和室內熱環境的主要因素之一，其產生的能耗占建筑總能耗的比例超過70%。其中，建筑外窗作為建筑圍護結構主要組成和熱量傳遞較活躍的部位之一，其保溫性能的控制和檢測對于節約建筑能耗尤為重要。

國外方面關于建筑外窗保溫性能檢測方法主要有:①加拿大采用的是基于太陽輻射模擬的檢測方法；②勞倫斯伯克利國家實驗室的門窗現場檢測方法。美國標準AAMA150《窗、門和幕墻部件的傳熱系數和抗結露系數的試驗方法》、日本標準JIS A4710 《門窗的隔熱性試驗方法》及我國執行的《建筑外門窗保溫性能檢測方法》GB/T8484—2020，其檢測內容比較相似，結合各自實際情況和理論要求，試驗技術要求有不同之處[1]。

1 標定熱箱法檢測原理

標定熱箱法是基于穩態傳熱原理，模擬冬季室內外環境，試件的一側為冷箱，冷箱溫度控制為-20℃，并利用導流板和風機的強迫對流在試件表面形成自上而下的穩定氣流，平均風速控制在3.0m/s±0.2m/s；另一側為熱箱，熱箱溫度控制為20℃，熱箱熱源為穩壓電源加熱裝置。通過標定試驗測得 熱箱壁熱流系數和試件框熱流系數，對試件本身的縫隙進行密封處置，通過熱箱的加熱裝置和冷箱控制的空氣溫度、氣流速度和熱輻射條件下，達到規范要求的穩定狀態，通過計算熱箱透過試件向冷箱的熱損失，即熱箱加熱裝置單位時間內產生的總熱量減去通過試件框、填充板、熱箱壁以及填充板與 試件間的熱損失，除以熱、冷箱兩側穩定平均溫度差與試件面積的乘積，計算試件的傳熱系數。即:

2 新標準主要技術變化

1）熱箱寬度增加100mm，熱箱內增加導流板，導流板位于距試件框熱側表面150~300mm平面內，且應大于所測試件的尺寸，熱箱內導流板面向試件表面的半球輻射率要求大于0.85；試件與熱箱導流板間均勻布置至少9個空氣溫度傳感器，熱箱每個壁的內外表面亦各均勻布置至少9個溫度傳感器。與老版規范相比，新規范增加了空氣溫度傳感器數量和導流板，對于提高準確度和控制模擬室內溫度穩定，起到關鍵性作用。

2）試件框熱側及冷側表面均勻布置至少6個溫度傳感器。與老版規范相比，新規范減少了溫度傳感器數量要求。

3）新規范增加填充板要求，其導熱系數應小于0.040W/（m·K），厚度不應小于100mm且不應小于試件邊框厚度。安裝時，試件框與試件之間的填充板寬度不應小于200mm。被檢試件面積不應小于0.8m2，試件開啟縫雙面密封。

4）新規范增加試件與填充板間的邊緣線傳熱量Φedge，其中Φedge為:

式中，Ledge為試件與填充板間的邊緣周長，Ψedge為按《建筑外門窗保溫性能檢測方法》GB/T8484—2020附錄C查表確定的試件與填充板間的邊緣線傳熱系數[2]。

3 工程檢測應用實例

3.1 樣品信息

淮南市某建設單位委托送檢一組窗戶，該窗戶為鋁合金平開窗，玻璃品種為5+9A+5中空玻璃，規格型號為1460mm×960mm，窗框采用BGY45普鋁型材，玻璃密封材料中性硅酮結構膠，框扇密封材料三元乙丙膠條，設計要求傳熱系數是3.5W/（m2·K）。

3.2 檢測步驟

1）試驗員將窗戶兩邊擦拭干凈，檢查窗戶開關是否正常，五金件是否松動，窗戶是否完整無損。

2）檢查完畢后，試驗員對照窗戶尺寸將填充板裁出一個與窗戶尺寸接近的框，并保證窗戶與試件框之間寬度不小于200mm。裁好之后，將窗戶裝至試件框中固定好，窗戶與填充板邊緣縫隙用泡沫膠填充。窗戶兩側開啟縫進行密封。

3）在填充板熱、冷側表面分別均勻粘貼9個溫度傳感器。待泡沫膠充分凝固后，將熱箱導流板放在距試件框熱側表面150~300mm的平面內，冷箱導流板放在距試件框冷側表面150~300mm的平面內。

4）樣品安裝完成后，將熱室冷室門關閉好。打開電腦，檢查傳感器是否正常，打開系統輸入試件參數信息，開啟測試總開關，將環境空調溫度調到設置溫度。窗戶檢測數據為系統采集[3]。

3.3 數據分析

窗戶周長Ledge=4.84m，窗戶厚度60mm，窗戶與填充板冷側表面的距離40mm。查附錄C邊緣線傳熱系數Ψedge=0.00566，邊緣線傳熱量:

4 結論

《建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法》GB/T 8484—2020已經實施，文章通過分析建筑外窗作為建筑圍護結構的重要組成及其承擔的熱量傳遞重要意義，淺談建筑外窗檢測的重要意義。同時分析總結了新規范的主要技術要求變化，主要有:①新規范修改了檢測原理，試件的傳熱系數的計算考慮了試件和填充板間的邊緣線傳熱量，同時將邊緣線傳熱量記入數據處理公式；②調整了檢測裝置，熱箱增加了與試件保持規定距離的導流板；③調整了傳感器數量及填充板要求等。同時又根據新規范的變化，結合工程實例進行運用,為同行業試驗人員檢測或研究提供參考。