ASTM E 1424-91指定压差和温差下测定外部门窗、幕墙样件透气率的标准测试方法

PAGEPAGE5指定压差和温差下测定外部门窗、幕墙样件透气率的标准测试方法1ASTME1424–91*此翻译版仅供参考，请以英文为准本标准根据固定设计标号E1424制定；紧跟设计标号后的数字表示最初采用或最新修订的年份（如果已经过修订）。圆括号中的数字表示最新重审批的年份。上标(ε)表示最新修订或最新重审批后经过了编辑修改。1.范围1.1本测试方法阐述了在指定压差和温差条件下测定外部门窗、幕墙样件透气率的标准实验室流程。1.2指定温度和压力条件代表那些建筑物外部热能围幕可能遇到的情况，但不包括由于太阳辐射所造成的温度增加的影响。1.3本实验室流程适用于外部门窗和幕墙，且仅用于测量与组件相关但与安装无关的透气性；但本测试方法还可用于以后其他用途。1.4这是在不同温度下进行测试的实验室流程。对在其它环境条件下进行实验室测试感兴趣的人员请参阅测试方法E283。对已安装门窗的现场测试感兴趣的人员请参阅测试方法E783。1.5使用本流程的人员，应了解热传导、流体力学和仪表应用，并应理解门窗产品及其组成部分。1.6在本测试方法中，为和E-6中公制保持一致，先列出了公制单位，应将其作为主单位。圆括号中提供英制单位。1.7本标准并不保证说明了所有与其使用相关的安全问题（如果有）。本标准的使用者有责任在使用前建立适当的安全和健康规范并确定使用规章制度。有关特殊的危险声明请参见第7部分。2.参考文献2.1ASTM标准：E283指定压差下测定外部门窗、幕墙样件透气率的标准测试方法2E631建筑结构术语2E783已安装外部门窗的透气性现场测试方法23.术语3.1定义－术语E631中定义了本标准中所使用的术语。3.2本标准中特殊术语的说明：3.2.1透气率（qA或qL）－样件单位面积(A)或可操作缝隙周边的单位长度(L)上的透气量，用m3/s-m2(ft3/min-ft2)或m3/s-m(ft3/min-ft)表示。3.2.2额外透气量(Qe)－在测试压差和测试温差转变为标准条件下，单位时间内通过测试容器和测试仪器的空气流量，但不包括通过测试样件的空气流量，用m3/s(ft3/min)表示。讨论－额外透气量是除了要在测试中测量的其它透气量的总和。3.2.3样件透气量(Qs)－在测试压差和测试温差转变为标准条件下，单位时间内通过样件的空气流量，用m3/s(ft3/min)表示。3.2.4样件面积(A)－由安装在毛坯开口中的窗框的总体尺寸所确定的面积，用m2(ft2)表示。3.2.5样件护板组件－围绕和支撑样件的墙结构。3.2.6测试压差－样件上指定的静态空气压力差，用PA(lbf/ft2)表示。3.2.7测试温差－测试样件上指定的温度差，用一系列室内侧和室外侧温度表示，单位为℃(℉)。3.2.8总空气流量(Qt)－在测试压差和测试温差转变为标准条件下，单位时间内通过测试容器和测试仪器的空气流量，还包括通过测试样件的空气流量，用m3/s(ft3/min)表示。3.2.9可操作缝隙周边的单位长度(L)－测试样件包含的可操作通风设备、窗扇或门的周长之和，这些组件都是根据总体尺寸计算，用m(ft)表示。在两个这种可操作组件的连接处，相邻的两条长度的周长应只按一条计算4.测试方法简介4.1测试方法包括将样件密封在一个可以在样件上保持指定空气温差的容器中或面对容器的正面。当样件达到指定条件一段时间后，按照要求向容器中注入空气或抽出空气以保持样件上的指定压力差。然后测量样件上相应的空气流量。5.意义与用途5.1外部建筑围幕以及其组件（例如门窗）将内部调节后的空间和外部热、冷、雨、风、噪音、灰尘等环境因素分隔开。建筑材料和组件会依据季节和昼夜外部环境空气温度的不同而不同程度的膨胀或收缩。环境空气温度的波动会改变防候密封压缩比，从而改变门窗、幕墙的密封特性。框架材料的热膨胀或收缩会伴随着由于该产品上温度梯度所产生的热气流，而且由于防候密封收缩或压缩变形所引起的有效透气区域的变化，也会极大地改变这些产品在现场实际应用中的透气率。使用测试方法E283（在环境温度条件下执行的实验室空气透气性测试）的透气性测试不会精确的计算由门窗系统、材料和组件尺寸上的变化所引起的空气透气率的变化。5.2建议测试指定者咨询制造商以得到推荐的测试温度极限。5.3本流程提供了在不同温度和压力以及不同的气流方向条件下测定门窗系统的透气率的方法。还可以用于估量门窗系统中防候密封产品的效率。所有的透气率都转变为标准条件，以对比在不同环境空气温度和压力条件下测量的结果。5.4透气率有时用于对比。这样的对比除非被测试和对比的组件尺寸、配置和设计都是完全相同的，否则无效。6.仪器6.1这里介绍的都是通用仪器。在保持要求的测试公差范围内允许对设备做适当的调整。6.1.1测试容器－一个密封严密的箱子、墙或其它仪器，在其中或面对它安装用于测试的样件。一个空气供给系统允许将正负压差应用于样件并无大量的额外损失。该容器应由耐热性很好的材料制成。该容器还应能够经受测试流程中可能遇到的测试压力差。样件每侧必须至少安装一个静态气压阀门用以测量测试压差。该气压阀门应安装在容器中压力读数不会受供给空气或空气调节扇影响的区域。容器的空气供给口不能位于可直接冲击样件的区域。图1.为示意图。6.1.2供气系统－可控制的干燥空气注入或抽出系统，用来在恒定的压力和温度条件下为样件提供要求的气流，并保持足够长的时间以读取要求的压力和空气流量读数。该系统应可在测量空气流量时消除压力波动。可通过使用一个与位于测试仪器室外侧部分中的供气端口相连接的热交换系统来达到这个要求（见图1.）。6.1.3空气温度调节系统－一个可以保持室外侧和室内侧空气测试温度在设定点±1℃(2℉)6.1.4压力测量仪器－测量测试压差的设备，压差在设定点的±2％或±2.5Pa（水柱高±0.01in.）中取较大值。6.1.5空气流量测量系统－测量测试容器或测试样件中的空气流量。当空气流量等于或超过9.44×10－4m3/s(2ft3/min)时，空气流量测量的误差不应超过±5％；或当空气流量小于9.44×10－4m3注1－低流量时可允许稍高些的百分比误差。如果要求更高的精度，则需要特殊的流量测量方法。样件透气量的测量精度受流量计和额外透气量的精度的影响（见附录A1）。6.1.6空气温度测量系统－温度传感器(TSD)如，热电偶、RTDS等，悬挂在空气中，用护罩包围着以减少辐射形式的热传导，见图2.。热电偶应位于测试样件垂直和水平中心线的交点上。空气温度传感器应可移动，以保持与样件最外部垂直平面的距离为76±8mm(3±0.3in.)。环境空气和表面温度测量和显示的仪器应具有1℃或1℉的分辨率和±1℃(6.1.7湿度控制系统－测量和控制室内侧湿度的仪器。该系统应具有1％RH的分辨率和设定点±7.可能出现的危险7.1在本测试中应用测试压差时可能会发生玻璃破碎。为保护人员安全请做好预防措施。7.2当执行极高或极低测试温度条件时，室外侧隔间内的墙和其它在此隔间中的表面会对测试人员暴露在外的皮肤产生危险。应采取适当的预防措施以防止受伤。8.测试样件8.1如本部分所述，样件应是用于测试的完整组装单元。8.2墙样件应足够大，以便确定墙系统所有典型部件的性能。对于幕墙或具有预制单元的墙，样件的宽度应不小于两个典型单元加上两侧的连接和支撑部件的宽度，且至少一侧典型垂直接缝或框架（或全部）上能够提供完全荷载。高度应至少一个楼层高或单元高（取较大值），且至少应有一个完全水平接缝来调节垂直膨胀，接缝应安装在样件底部或接近底部，所有的连接部件安装在幕墙单元的顶端和底端。8.2.1墙测试样件的所有部件应具有完整的尺寸，并使用与实际建筑物相同的材料、细节以及构建和铆定门窗或其它部件的测试样件应具有完整的组装单元，包括厂家提供的用于建筑物中安装的框架和铆钉。如果仅测试一个样件，应由指定的权威机构选择样件。注2－透气率可近似认为是样件尺寸和几何形状的函数。9.测试样件的准备9.1表面温度测量装置的位置应按照图3-6所示确定。9.2将样件安装在测试仪器上时，需提供一个测试护板组件。典型的测试护板组件如图7.所示。测试护板组件的厚度不应小于测试样件的厚度。将测试样件装配到测试护板组件上，尽可能的模拟预期的实际安装条件。将测试样件和测试护板组件间的周边接缝密封，以消除额外透气量。10.测试仪器的校准10.1在ASTM的一个单独文档中说明了总空气流量测量系统的详细校准流程。结束后，请参阅该文档。但是，所有的测试仪器均应根据第6部分建立的公差进行校准，至少每6个月校准一次。本校准流程此时应由测试代理负责。应在与进行测试和测试仪器所处的环境条件（温度、相对湿度等）相同或相似的情况下进行校准。11.测试条件11.1概要－标准测试条件要求空气干燥并处于以下条件：压力－101.3kPa(29.92in.Hg)温度－20.8℃(69.4空气密度－1.202kG/m3(0.075lbm/ft3)11.2透气性测试压力－应为指定的值。如果没有指定数值，则测试压力应为27.0Pa(0.56lbf/ft2)、75Pa(1.57lbf/ft2)和300Pa(6.24lbf/ft2)。所有压力测量的公差应为±2.5Pa（±0.01in.水柱高）。11.3通过样件的空气流动方向－应指定。如果没有指定，则空气流动方向为是注入。注3－这些压差对应于标准条件下、风速为24kph(15mph)、40kph(25mph)和80kph(50mph)条件下近似静止的压力。这些风速仅供参考，并没有计入阵风响应、速度调制或湍流。11.4测试温差－应为指定的值。如果没有指定，则可将美国大陆的测试温差分为寒冷温度模式和温暖温度模式。11.4.1寒冷温度模式中，室内侧应为22℃±2℃(72℉±3℉)，室外侧应为-17℃±2℃(11.4.2温暖温度模式中，室内侧应为22℃±2℃(72℉±3℉)，室外侧应为43℃±2℃(11.4.3室内侧隔间中的湿度等级不应超过表1.中列出的建议最大值，以减少或消除可能发生在测试样件上或防候密封周边上的冷凝或结冰。注4－美国大陆以外的其它位置请根据当地天气数据选择温度模式。注5－美国大陆的寒冷和温暖温度模式可能会超过一些专用于一定地理区域的产品的材料性能。建议指定者咨询制造商以获得推荐的测试温度极限。11.5透气率－应根据总透气量m3/h(ft3/min)、可操作缝隙周边的单位长度m3/h-m(ft3/min-ft)和外部框架尺寸的单位面积m3/h-m2(ft3/min-ft2)进行报告。12.流程12.1在安装到建筑物上时，去除不属于组件上的任何密封材料和结构。将样件装进或面对测试容器的开口，使样件的外侧暴露在容器的室外侧中。安装时不能阻塞样件上的部件和开口。12.2在不影响样件和护板组件之间密封的情况下，调节所有的硬件、通风设备、平衡设备、和其它作为样件一部分的部件，以使它们可以按指定的要求操作。12.3在测试前完全打开、关闭和锁住每个通风设备、窗扇或门五次，以确保正确的位置排列和防候密封压力。12.4测量额外透气量的样件准备：12.4.1将样件安装并密封在护板组件上，用0.1mm(4mil)厚塑料薄片将样件的室外侧表面遮住。塑料薄片应用胶带贴在样件的外周边上，但不应覆盖样件和架子或护板组件间的接缝。12.4.2当执行透气性测试时，应密封样件室内侧表面以测量额外透气量。12.5将通风设备、窗扇或门置于关闭和锁紧位置；并将样件的外表面密封以测量额外透气量；如图3.-6.所示，对于可用的门窗类型，将五个热电偶贴于样件的内表面。12.6将室外侧和室内侧的空气温度和湿度调节到指定的测试条件。观察样件表面温度以确定何时达到恒稳态条件。12.7确定恒稳态条件的标准－当对每个表面上的热电偶每隔10分钟进行五个连续的测量，读数没有上升或下降的趋势，且在每个热电偶位置最高和最低的读数在1℃(2℉)范围内时，即达到12.8当达到恒稳态标准时，关闭所有的室外侧和室内侧的空气流动设备（蒸发器风扇等）。调节空气流入或流出室外侧隔间（室内侧隔间用于透气性测试）以提供测试样件的指定测试压差。注6－室内侧或室外侧隔间可能需要设通风口，以减小隔间之间的透气所造成的压力。12.9在测试的增压步骤中，由于经过温度调节后的空气通过测试样件的不同透气路径流过，可能会导致样件的透气性发生改变。在测量总透气量的时候，样件不应暴露在不同的温度和压力条件下超过5分钟。同样，从测试开始，室外侧或室内侧的空气温度的变化都不应超过3℃(512.10当测试压差稳定后，记录流入或流出测试容器的空气流量、测试压差、室外侧和室内侧环境空气温度以及大气压力。12.11将样件密封，第一个测得的进入测试容器的空气流量代表测试容器和样件护板组件的透气量，将其设为额外空气透气量(Qe)。12.12从测试样件表面除去塑料薄片。除去在缝隙周边或排水孔区域累积的冰。注意不要干扰任何表面热电偶。确保已关闭并锁紧样件。检查是否超过12.9中的条件。重复12.8和12.10。12.13第二个测得的进入测试容器的空气流量代表测试样件透气量和额外透气量。这是总空气透气量，设为(Qt)。12.14可连续测量多个压差下的额外透气量和总透气量，但要满足11.9（原文错误，似乎应为12.9）中的要求。13.计算13.1根据等式1和2，用标准条件下的流量表示总空气流量，Qt，和额外透气量，Qe。其中：Q＝非标准条件下的气流量，Qst＝标准条件下的气流量，ws＝参考标准条件下的空气密度(1.202㎏/m3)，w＝流量计处的空气密度，㎏/m3(lb/ft3)，B＝流量计处特定温度下的大气压，Pa，T＝流量计处空气温度，℃。注7－对于英制单位，ws＝0.075lb/ft3和w＝1.326[B/(T+460)]，其中B的单位是英寸、HG且T的单位是华氏度。13.2用下面的式子表示通过样件的透气量：其中：As（原文错误，似乎应为Qs）＝通过测试样件的透气量，m3/s(ft3/min)。13.3根据下面的方法计算测试样件的透气率：(1)可操作缝隙周边的单位长度上透气率：(2)单位面积上的透气率：14.报告14.1报告以下信息：14.1.114.1.2样品说明－制造厂商、样式、操作类型、材料和其它相关信息；如果可能，给出锁紧和操作机构的说明；玻璃的厚度、型号和玻璃安装的方法；防候密封尺寸、类型和材料以及缝隙周边14.1.3样件图纸－样件的详细图纸，包括标注尺寸的侧视图、窗扇或门的尺寸和排列、框架位置、面板排列、铆钉的安装和定位、防风雨条、锁紧装置排列、硬件、密封剂、玻璃的细节以及其它任何相关结构信息。注释14.1.4测试参数－列出或描述指定的测试压差和温差、测试时的气流是注入还是抽出14.1.5环境测试条件－14.1.6透气性－叙述或表格来说明测试过程中施于样件上的压差和相应的样件透气量(Qs)以及两种透气率（qL和qA14.1.7一致性声明－声明测试是按照测试方法执行，或详细说明与此测试方法不同的地方。当14.2如果测试了多个相同的样件，每个样件都需要报告，并有效的区别每个样件，特别要根据不同的特征或不同的调节方式加以区分。如果样件间的所有压差都记录在图纸上，则不要求为每个样件绘制单独的图纸。15.精度和偏差15.1本测试方法的精度和偏差将由实验室和制造商共同研究确定。16.关键词15.1空气透气量；幕墙；温差；门；门窗；能源分析；实验室方法；静态压力容器；测试方法；测试；窗附录（强制信息）A1.窗透气性测量中的误差A1.1在使用空气供给系统的仪器中，其中：Qs＝通过样件的空气流量Qts＝总空气流量Qes＝额外空气流量注A1.1－以上均已都转化为标准条件。A1.1.1额外空气流量，Qes，代表从测试容器中流出，但没有通过样件的空气流量。包括透过容器墙和绕过样件底托的空气流量。使用了装配板时，容器和装配板间的透气量算作额外空气流量。额外空气流量是A1.2样件流量测定中的总误差（忽略空气密度测定中的误差）如下：A1.2.1根据6.2.5如果额外透气量精确到且Qes为Qs的10％，那么（等式2中）由额外透气量引起的误差为总误差的±1％。注A1.2－由额外透气量测定引起的误差不仅是流量计精度的函数，也是从测定时间到测试时间内透气量恒定度的函