漏风vs结露超低能耗建筑外窗实测问题分析

超低能耗建筑是我国节能建筑重要发展趋势，但建筑外窗却缺乏工程应用数据提供参考。本文给出了目前超低能耗建筑外窗存在的典型问题和相应分析。1、背景超低能耗建筑是我国节能建筑发展的重要趋势，目前国内已有典型示范阶段进入到规模化推广阶段。然而，国内被动式超低能耗示范建筑的实际运行情况缺乏实测数据为其他工程提供参考，作为超低能耗建筑节能效果最薄弱部件的建筑外窗更是如此。建筑外窗节能性能主要包括保温性能和气密性能。保温性能以传热系数表征，与外窗玻璃和型材配置、加工和安装质量有关；气密性能与外窗窗型设计、材质、组装和安装质量有关。本文在对国内某几个典型的超低能耗建筑用外窗节能性能测试评估的基础上，给出了目前超低能耗建筑外窗存在的典型问题和相应分析，对国内超低能耗建筑用外窗的设计和安装具有重要参考价值。2、测试方法2.1

外窗传热系数测试评估外窗传热系数评估以实验室测试报告数据为主，没有测试报告的采信外窗节点模拟计算数据。外窗传热系数测试依据GB/T8484进行，节点模拟计算依据JGJ/T151-2008进行。2.2

外窗空气渗漏普测外窗空气渗漏普测采用红外热像仪定性测试。测试是在冬季室外温度较低的情况下进行的，外窗存在渗漏时，室内侧的红外热像图会存在明显的低温区域，可简便、迅速地评估外窗的气密性能。2.3

外窗气密性能现场测试现场测试是外窗气密性能的定量评估手段，依据JG/T211进行。2.4

外窗内表面温度监测外窗内表面温度监测是对外窗内表面各点在连续时间段内温度变化进行监测，测试外窗热工薄弱环节；方法是在外窗的内外表面典型点粘贴温度传感器，并连续采集温度数据。2.5

外窗内表面结露检查通过目测检查外窗内表面是否存在结露问题，并拍照留证，超低能耗建筑不允许外窗室内表面结露。3、测试结果分析3.1

外窗传热系数测试评估结果及分析典型工程外窗配置及传热系数评估结果见表1。表1

典型工程外窗传热系数评估结果由表1可知，几个典型被动式低能耗示范工程的外窗传热系数均小于1.0W/(m2·K)。由于测试当时国内尚无超低能耗建筑设计标准，相关参数主要参考德国标准，一般认为外窗传热系数低于0.8W/(m2·K)或1.0W/(m2·K)即可。事实上，我国不同地区的气候条件远复杂于德国，所以，超低能耗建筑用外窗传热系数还需要根据我国不同气候地区的条件确定。3.2

外窗空气渗漏普测结果及分析以某超低能耗建筑为例，共选取6个房间对外窗进行普测，选取外窗的房间为：(1)房间1：某栋-1单元-102房间；(2)房间2：某栋-1单元-1102房间；(3)房间3：某栋-3单元-102房间；(4)房间4：某栋-3单元-301房间；(5)房间5：某栋-3单元-302房间；(6)房间6：某栋-3单元-1101房间。六个房间普测结果见表2。其中三个房间外窗存在严重漏风现象，另三个房间外窗无明显漏风现象。表2

六个房间外窗空气渗漏普测结果外窗漏风分两种情况：(1)

外窗窗扇处漏风，见图1，应为外窗型材翘曲变形所致。(2)

外窗与墙体接缝处漏风，见图2，应为安装密封缺陷所致。3.3

外窗气密性测试结果及分析气密性测试首先将试件外表面缝隙用胶带全部密封，测出系统附加空气渗透量；再将试件室外侧胶带去除，测出总空气渗透量；计算得到单位缝长空气渗透量和单位面积空气渗透量。测试过程见图3，测试结果见表3。图3

现场气密性测试过程表3

几个典型工程外窗气密性能测试结果由表3可以看出，其中两个工程采用塑料窗，气密性能为7级；一个工程为铝木复合窗，气密性能为8级。3.4

外窗内表面温度监测结果及分析以某工程为例，测试时间为冬季连续5天。选取某一典型外窗试件进行内外表面温度现场监测研究，温度测点布置见图4。图4

内表面温度测点布置（测点9为空气测点）试验从2月4日18:00开始到2月8日18:00结束，共采集4天完整数据，数据总体曲线图见图5。图5

外窗内外表面温度监测数据由图5可以看出，玻璃边缘温度明显偏低且波动幅度偏大，说明玻璃边缘处为热工薄弱环节。玻璃中心温度波动幅度大，且晚上低于外窗玻璃边缘外的其它点温度，中午高于外窗除玻璃边缘外的其它测点，说明玻璃中心保温效果较型材略差。选取某天温度较高的时刻10:00和温度较低时刻3:00进行分析。某天空气温度较高时刻10:00外窗内表面温度分布见图6；某天空气温度较低时刻3:00外窗内表面温度分布见图7。由图6、图7可以看出，在一天温度较高时刻和温度较低时刻，外窗内表面玻璃边缘温度均明显偏低，说明玻璃边缘为外窗的热工薄弱环节，需加以改进。3.5

外窗内表面结露检查结果及分析超低能耗建筑既要极大地降低建筑能耗，又要保证居住舒适度。外窗内表面温度过低会由于冷辐射引起居住不舒适感，也有可能导致外窗结露。因此室内空气温度、外窗内表面温度和室内空气湿度是控制重点。某示范工程用外窗内表面结露检查见图8。图8

外窗玻璃边缘结露现象由图8可知，该工程用外窗玻璃边缘存在严重的结露现象，实际检查时发现该工程几乎每个窗均存在不同程度的结露。该工程测试时室外空气温度为-20℃左右，外窗的传热系数为0.8W/(m2·K)。该外窗的传热系数指标达到了德国超低能耗建筑用窗的要求，但由于冬季气温远低于德国，导致外窗出现结露问题。4、结论根据对我国超低能耗建筑用外窗的性能测试和评估结果，可得结论如下：(1)测试评估结果表明，我国几个典型被动式超低能耗示范建筑用外窗的传热系数K值小于1.0W/(m2·K)；但是达到德国超低能耗建筑指标的外窗，在国内某些地区会出现结露等问题，说明我们需要研究确定适合于我国不同地区的超低能耗建筑用窗的传热系数指标。(2)现场气密普测表明，个别外窗存在型材变形导致严重漏风问题，说明超低能耗建筑用外窗应保证型材保存和加工环境、表面处理质量。(3)外窗气密性测试表明，铝木复合窗和塑料窗的气密性较高，达到了7级或8级的水平(最高为8级)。(4)内表面温度测试结果表明，玻璃中心与边缘温差较大，部分外窗玻璃边缘有结露现象，说明超低能耗建筑