不同气候条件下建筑外窗性能变化检测技术研究

摘要

外窗是建筑围护结构的重要组成部分，性能优劣直接关系到居住的舒适度和建筑的节能降耗。建筑外窗的使用环境是一个多气候因素反复作用的气候环境，这种情况下外窗性能往往会变差甚至破坏，不同气候条件下建筑外窗性能变化检测技术可有效检测出外窗存在的质量缺陷，可为外窗产品质量的提高提供依据。外窗是建筑节能的重点，窗框又占外窗能耗的15％～30％，建立窗框保温性能检测技术对于窗框断面设计和改进、外窗的保温节能具有重要意义。 课题来源于国家“十一五”科技支撑计划的重点项目“典型地区用建筑外窗系统研究开发”。本文研究并建立了不同气候条件下建筑外窗性能变化检测方法和建筑外窗窗框保温性能检测方法，提出了相应检测设备的设计原理及方法，并对安装完成的检测设备进行了性能标定；测量了目前常见的外窗产品的性能，并对结果进行了分析。 对不同气候条件下建筑外窗性能变化及窗框保温性能检测技术进行了系统研究，得出的主要结果为：1)研究并建立了不同气候条件下建筑外窗性能变化检测方法，即试件一侧保持室内气候条件不变，另一侧进行室外冬夏气候循环作用。对试件的外观变化、渗漏情况、结露与否以及变形等性能进行同步观察与检测，以期发现试件存在的缺陷。2)根据检测方法的要求，进行了检测设备的功能系统设计。该检测设备主要由温度调控系统、湿度调控系统、淋雨系统、红外辐射系统和室内环境空间等几部分组成。3)对研制的设备进行了功能参数标定。结果表明，该设备基本符合检测方法要求，可进行下一步试验。4)对常见的两类外窗进行了寒冷地区气候条件试验。外窗在该气候条件作用下出现了渗漏、玻璃炸裂、结露等现象，说明不同气候条件下建筑外窗性能变化检测技术可有效检测出外窗试件潜在的缺陷，对产品质量的监督及改进具有重要意义。5)设计了建筑外窗窗框保温性能检测方法，研制并标定了相应的检测设备。多次验证性试验和比对性试验表明，该设备具有较高的准确度。6)对应用较多的两类外窗窗框产品进行了检测试验，并进行了理论计算。测试与计算结果具有较高的一致性，说明该检测技术具有较高可靠性。 本文建立的不同气候条件下建筑外窗性能变化检测技术与建筑外窗窗框保温性能检测技术，可有效检测建筑外窗在材料、结构设计及安装过程中存在的潜在缺陷，对建筑外窗窗框型材进行保温设计及保温性能质量监督检测，从而对提高我国建筑外窗质量及规范我，国建筑外窗市场具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题的研究背景

1.1.1 不同气候条件下建筑外窗性能变化检测技术的提出

1.1.2建筑外窗窗框保温性能检测技术的提出

1.2课题来源及研究意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 不同气候条件下建筑外窗性能变化检测技术

1.3.2建筑外窗窗框保温性能检测技术研究

1.4建筑外窗气候环境及传热过程分析

1.4.1建筑外窗室内外环境参数

1.4.2建筑外窗传热过程分析

1.5课题研究内容及技术路线

1.5.1研究内容

1.5.2采取的技术路线

第2章 不同气候条件下建筑外窗性能变化检测方法与设备研究

2.1不同气候条件下建筑外窗性能变化检测方法

2.1.1 欧美相关检测方法

2.1.2气候条件设定

2.1.3气候作用方法

2.1.4性能的检测与评定

2.2设备的功能系统设计

2.2.1 设备的功能要求

2.2.2建筑外窗气候循环试验设备结构

2.2.3温度调控系统设计

2.2.4湿度控制系统设计

2.2.5淋雨系统设计

2.2.6红外辐射系统设计

2.2.7自动控制系统

2.3设备实际运行参数标定

2.3.1标定原理及过程

2.3.2温度参数标定

2.3.3湿度参数标定

2.3.4淋雨量标定

2.3.5红外辐射标定

2.3.6数据采集及软件控制系统

2.4本章小结

第3章不同气候条件下建筑外窗性能变化检测试验

3.1试件及其安装

3.1.1试件及安装

3.1.2位移计安装

3.2气候作用方法

3.2.1气候作用方法设计

3.2.2实际气候作用

3.3试验结果及分析

3.3.1 第1～40共40个循环的整体结果分析

3.3.2第1个循环的试验结果及分析

3.3.3第8个循环的试验结果及分析

3.3.4第9～40个循环的试验结果及分析

3.4计算机模拟分析

3.4.1 ANSYS热分析简介

3.4.2中空玻璃热应力分析

3.4.3模拟计算结果

3.5本章小结

第4章建筑外窗窗框保温性能检测技术研究

4.1 检测原理与方法

4.1.1检测原理

4.1.2检测方法

4.2检测设备

4.2.1检测设备

4.2.2检测设备的标定

4.2.3标准试件验证性试验

4.2.4比对性试验

4.3检测试验

4.3.1试件及其安装

4.3.2检测条件

4.3.3检测过程

4.3.4数据处理

4.4软件计算

4.4.1计算模型的建立

4.4.2计算结果

4.5本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢