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,测试结果见表4。
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,温度监测数据曲线见图5。
结果表明,玻璃边缘温度测点(测点4、测点5和测点8)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;玻璃中心测点(测点6)温度波动幅度大,且晚上低于外窗除玻璃边缘测点(测点4、测点5和测点8)外的其它测点,中午高于外窗除玻璃边缘测点(测点4、测点5和测点8)外的其它测点,表明玻璃中心保温效果较型材略差;中午温度高于其它点表明玻璃中心在温差传热外,吸收了周围辐射和对流传热(词条“对流传热”由行业大百科提供)的热量。
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。
结果表明,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,即玻璃边缘为外窗的热工薄弱环节,需加以改进。
3.6 外窗内表面结露检查结果及分析
被动式超低能耗建筑既要极大地降低建筑能耗,又要保证居住的舒适度。为保证居住的舒适度,室内的空气温度、外窗内表面温度和室内空气湿度需重点控制。外窗内表面温度过低会由于冷辐射引起居住的不舒适感,也有可能导致外窗结露。某被动式超低能耗示范工程用外窗内表面结露检查见图8。
结果表明,该工程用外窗玻璃边缘存在严重的结露现象,实际检查时发现每个窗都不同程度结露。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),达到了德国被动式超低能耗建筑用窗的要求,但由于当地冬季气温远低于德国,导致外窗内表面温度偏低出现结露。说明国内被动式超低能耗建筑用窗的传热系数简单参考德国的传热系数指标是不够的,需要研究确定适合于我国不同地区的传热系数指标。
4 结论
根据对我国被动式超低能耗建筑用外窗的性能指标研究和测试分析,可得结论如下:
(1)外窗是被动式超低能建筑重要构件,但其传热系数指标未得到充分研究;被动式超低能建筑用外窗传热系数应根据“热舒适度准则”和传热学基本原理确定,论文推导出了基本计算公式;
(2)我国不同气候地区被动式超低能耗建筑用外窗传热系数需要根据其冬季室外计算温度确定,论文给出了几个典型城市的外窗传热系数限值;国内尚无各气候地区被动式超低能耗建筑用外窗相关性能设计标准,而相关指标可参考本论文提供的方法确定。
(3)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,达到德国被动式超低能耗建筑用窗指标,在国内某些地区会出现结露等问题,无法保证居住的舒适度。
(4)现场气密普测表明,木窗或铝包木窗在个别工程存在集成木材变形,导致严重的空气渗漏问题。表明被动式超低能耗建筑采用木窗或铝包木窗时,应保证木材的保存和加工环境、表面处理质量,避免水汽侵蚀导致外窗性能降低。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)。相对而言,塑料窗气密性略低,这与实验室大量测试数据也是一致的。
(5)内表面温度测试结果表明,玻璃中心与玻璃边缘温差较大,部分外窗玻璃边缘有结露现象。说明在被动式超低能耗建筑用窗设计过程中,应重点改善玻璃边缘热工状况。
参考文献
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