建筑外窗材质与开启方式对外窗性能影响的研究与探讨

官少华

（福建省永正工程质量检测有限公司， 福建 福州 350000）

近年来我国在建筑行业飞速发展，国民的生活水平显着提高，人们对建筑的安全性能和实用性能的要求也越来越高。建筑外窗作为建筑结构中住户与外界相隔离的一道屏障，既要求其不破坏建筑整体的美观，又要求其实用性能、经济性能、安全性能和可靠性能能够达到一定的标准。本文首先简要介绍建筑工程检测中外窗四性是什么，然后通过材质的不同简要介绍了几种建筑工程中常见的建筑外窗，再详细分析窗户不同开启方式的优缺点，旨在能够为建筑工程外窗安装设计提供一些有价值的意见和建议。

1 外窗在建筑中的作用及外窗四性简介

外窗是建筑外墙结构中非常重要的组成部分，其对建筑的整体质量有着非常大的促进作用。外窗的主要作用是将建筑墙上的洞口封闭起来，有采光、通风的用途，打开或者关闭要看室内人的需求，且无论是打开还是关闭的状态，业主都能透过窗户观察到建筑外部的情况。

建筑工程检测中外窗的四性指的是气密性能、水密性能、抗风压性能[1]以及保温性能。其中气密性能主要是指，在外窗闭合时，其阻隔室内室外空气流通的性能。随着我国经济产业的快速发展，我国部分地区的生态环境变得越来越差，尤其在北方多个地区还存在严重的雾霾情况，一旦门窗的气密性不好，外界的空气就会影响室内的环境，严重影响人们的生活品质和身体健康；水密性能指的是在雨水或雨雪天气时，窗户阻隔雨水渗漏到室内的能力。当遇到雨雪天气时，通常人们都会闭合门窗，使屋内的环境不遭到雨水的侵袭，水密性能不好的门窗即时在闭合状态也很容易在雨水天气中出现渗水现象。雨水通过窗户渗入室内，很容易侵蚀室内墙体和破坏室内地板，给居住者带来很大的困扰；抗风压性能指的是当室外处于大风状态时，外窗抵抗风压的能力。我国的大部分沿海地区几乎每年都会遭遇台风袭击，在台风天气下如果外窗不能将狂风阻挡在外，就会直接威胁到人们的生命财产安全；保温性能指的是在无对流的情况下，窗户阻止室内室外热交换的能力。在我国北方的冬天，室外非常寒冷，为了抵御严寒获得一个相对温暖舒适的室内环境，人们通常都会开暖气或者空调，若窗户的保温性能差，室内的热量很多都通过窗户传导到室外，那室内就很难形成一个温暖舒适的环境。而在我国南方的夏天，室外非常炎热，为了获得一个凉爽舒适的室内环境，开空调是最主要也是最有效的方法。若外窗的保温性能差，室外的热量会通过外窗大量的传递到室内，那么室内的温度就很难迅速的下降，无形当中加大了空调的负荷，在浪费了电能的同时也加大了人们使用空调的成本。

从客观的角度进行分析，建筑外窗的四性如此重要，不仅可以从整体的角度对建筑质量进行提升，还可以为人们营造一个相对安全且舒适的居住环境。那么影响建筑外窗四性好坏又主要有哪些因素呢？以下我们从窗户的材质和开启方式两方面进行粗浅分析。

2 常见建筑外窗材质

现今社会能用作窗户窗框型材的种类有很多，比如铝合金、塑钢、木材、钢材、增强纤维塑料等。而在工程建筑中，最常见、运用最广的几种外窗型材是木材、塑钢、铝合金。

2.1 木窗

上世纪80 年代以前，社会科技还比较落后，很多现代材料还没有被开发或者是运用到民用生活中，木窗是全球运用最广的窗户形式。就算是现在科技如此发达，各种新型材料广泛运用的年代，像美国、日本和一些欧洲发达国家的民用窗户在选择型材时仍会大量选用木材。而在我国，考虑对环境的保护，木窗基本已不再运用在民用建筑。只是在一些园林建筑、仿古建筑上还有适当的运用。工程检测中暂未需要对木窗需四性检测。[2]

2.2 塑钢窗

塑钢窗是基材为未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材并内衬增强型钢的窗。塑钢窗由于有塑料的特性，其保温性能和隔音性能较好，整体造价也较低。同时塑料材质的缺点在塑钢型材上也一并存在，如型材强度不够，容易老化、变形、变脆，内衬增强型钢，自重较大且不易安装。

2.3 铝合金窗

铝合金窗是目前市面上运用最广的窗户。铝合金型材的优点很多，强度高、不易生锈、耐腐蚀、不需刷油漆、使用年限长且无需维护。同时缺点也很明显，普通铝合金是热的良导体，室外与室内的热量会随着窗的框架传递，保温性能较差。为了解决这一问题，人类发明了断桥隔热铝合金型材。断桥隔热铝合金是指铝合金型材在制造过程中在中间加了隔热条将其分成了两半，隔热条有阻隔热量传递的作用。断桥隔热铝合金型材既有普通铝合金型材的优点，又有很好的保温性能，唯一的缺点就是价格太高，使其在实际建筑外窗工程中并没有得到最为广泛的应用。[3]

2.4 塑钢窗与铝合金窗的试验结果比对

以尺寸1500mm（宽）*1500mm（高）、面板材料同为（5+6A+5）mm 普通透明中空玻璃的塑钢推拉窗（双扇推拉无固定部分）和普通铝合金推拉窗（双扇推拉无固定部分）在实验室做四性检测。由于只是窗框材料的不同，塑钢窗与铝合金窗的气密性能与水密性能试验数据相差不大。抗风压性能（采用定级检测）与保温性能差异较大，详见下表1、表2：

表1 抗风压性能数据对比

表2 保温性能数据对比

通过以上数据分析，塑钢窗抗风压性能会略差于铝合金窗，但塑钢窗保温性能会优于铝合金窗不少。所以在实际工程运用上可综合考虑型材的造价、耐久性、抗风压性能、保温性能等因素来决定是选择塑钢窗还是铝合金窗。

3 常见建筑外窗开启方式分析

3.1 平开窗

平开窗是最为传统的一种外窗形式，在我们日常生活中也较为常见。平开窗易于开启、关闭。关闭时，窗扇与窗框之间存在的缝隙很小，能做到很好的气密性能、水密性能。平开窗的窗扇可打开面积较大，使其具有良好的通风采光效果。但平开窗在大风雨天如果窗扇未关密实的话容易受到损坏，所以平开窗对五金连接件的强度要求比较高。

3.2 推拉窗

推拉窗是目前民用建筑里使用频率非常高的外窗形式。推拉窗是采用窗扇在窗框内平移的开关方式，开关与否都不需要占用其它多余的空间，简洁、美观。推拉窗通常窗扇和单扇玻璃面积较大，采光面积大，维护便利，安装纱窗也比较方便。但推拉窗的窗扇不可以同时都开启，最多可开启一半，通风性比较一般。推拉窗的窗扇同窗框之间存有一定缝隙，气密性能、水密性能也会稍差。[4]

3.3 平开窗与推拉窗试验比对

以尺寸1500mm（宽）*1500mm（高）、面板材料同为（5+6A+5）mm 普通透明中空玻璃的铝合金平开窗（双扇平开无固定部分）和铝合金推拉窗（双扇推拉无固定部分）各三樘在实验室做四性检测。由于窗框材质相同，开启方式不同，三樘铝合金平开窗与三樘铝合金推拉窗的保温性能基本没差别，但气密性能、水密性能、抗风压性能（采用定级检测）都存在较大差别。详见下表3、表4、表5：

表3 气密性能数据对比

表4 水密性能数据对比

表5 抗风压性能数据对比

通过以上数据分析，在窗框材质、面板材料相同的情况下，平开窗的气密性能、水密性能、抗风压性能都要优于推拉窗。虽然平开窗的造价会相对较高，但其多方面性能都超过推拉窗，所以平开窗在实际工程运用中更值得推广。

4 结束语

综上所述，建筑外窗在建筑外墙结构和用户体验中有着非常重要的作用。窗户的材质和开启方式对窗户气密性能、水密性能、抗风压性能和保温性能的好坏有很大影响。所以在实际的工程运用中，应根据工程的实际情况合理的选用外窗材质和开启方式。在建筑工程中若对建筑外窗的材质和开启方式无特殊的要求，推荐铝合金平开窗作为该工程的外窗首选。