摘要：门窗幕墙保温性能直接关系到建筑整体节能效果，为了更加科学的实现建筑节能设计，需要积极利用先进技术检测门窗幕墙保温性能。红外热像技术为检测门窗幕墙的保温性能提供了重要支持，在实际检测中合理应用该技术，能够获得更加科学、可靠的检测结果，可有效的为建筑节能改造与加固设计提供重要参考。基于此，本文结合红外热像技术的概述，通过实验探析红外热像技术在门窗幕墙保温性能检测中的应用。
关键词：红外热像技术；门窗幕墙；保温性能；检测；应用
一、前言
利用红外热像技术检测建筑物门窗幕墙的保温性能，能够快速、远距离且非接触的测评建筑材料缺陷，全面掌握建筑物构件及整体表面实际温度分布状况，对建筑物结构以及热工缺陷实现科学分析，获得可靠、准确的信息以支持建筑节能改造和加固设计，对推进建筑节能设计具有重要意义。因此，有必要深入探究门窗幕墙保温性能检测中红外热像技术的具体应用，以此促进建筑行业的健康发展。
二、红外热像技术概述
在自然界当中，所有物体只要其温度在绝对零度以上，均可辐射红外线，物体实际红外辐射能量和其绝对温度四次方存在正比关系，所以通过热像仪能够对目标测量物本身与其背景两者存在的红外能量差进行有效测定，进而获得差异性的红外图像。利用红外热成像仪检测建筑工程，可以远距离非接触的遥感监测，不会对目标测量物产生影响，并且可以全面、快速的扫描成像，直观可视的展示被检测物体所有点面的温度场情况，还可对隔热缺陷实现充分显示，对缺陷区域范围进行鉴别，在多种检测优势支持下，促使该技术应用前景非常广阔[1]。
三、实验探究红外热像技术在门窗幕墙保温性能检测中的应用
1、实验装置
实验装置当中分别设有一个冷箱与热箱，均配备有辅助加热器，以确保箱体当中空气温度恒定。热箱内部安装分别率是0.05℃的红外热像仪，镜头中心和试件中心保持1.8米的距离，且位于同一水平线。为了保证红外测温具有高度准确性，实验选择高精度Pt100测温来比对红外测温。同时，实验通过FLIR QuickReport软件分析所拍摄出来的红外热像图。
2、实验试件
市场上有多种窗框材料类型，材料不同，门窗幕墙的保温性能、结构强度等都有所差异。本文选择固定框形式的窗框试件，包括塑钢、断桥铝合金、铝木复合、实木、隔热型铝木复合、铝塑铝，并根据600mm×900mm尺寸玻璃安装的标准确定试件尺寸，并将玻璃面板替换成30mm的厚挤塑板。结合目前建筑常用的门窗幕墙玻璃种类，本实验选择七种主要的玻璃类型，具体种类与尺寸可见表1。玻璃试件中的2号至6号玻璃均以空气填腔，4号通过Swiggle暖边条进行密封，其他均通过率间隔条实现密封。
表1 玻璃试件
3、实验条件
实验当中，热箱和冷箱两箱体空气温度分别设定为20℃和-20℃，保持箱体空气始终是自然对流状态。冷箱外表面相应对流换热系数是16W/(m 2•K)，同时通过空调适当调节环境温度。在环境温度、热箱温度和冷箱温度均得到设定温度值之后，对所有控温点具体温度实现动态监控，以确保所有温度持续不变。
4、实验结果分析
3.1窗框
通过分析6种实验窗框试件相应红外热像图，可以发现窗框材料为断桥铝合金与铝塑铝的试件具有较低的温度，特别是在玻璃扣条周边位置最容易出现结露。而窗框材料为塑钢和实木的试件温度是最高的，相应红外热像图当中具有最浅的颜色。窗框材料为铝木复合的试件颜色居中。同时，结合实验窗框试件所有热侧表面温度，可以发现窗框材料为断桥铝合金的试件其表面温度是最低的，其可视面中心线最高温度在10.1℃左右，最低温度在9.1℃左右；窗框材料为铝塑铝复合的试件其最高温度在11.1℃左右，最低温度在10.7℃左右；窗框材料为实木的试件其表面温度最高，可达到16.8℃；其次就是材料为塑钢的窗框，温度在16.3℃左右；窗框材料为铝塑复合的试件其表面温度居中，基本上在12.1℃至14.4℃范围内。
3.2中空玻璃、单片玻璃和双中空玻璃具体温度分布
中空玻璃、单片玻璃以及双中空玻璃相应热侧表面温度分布状况可见图1，上图是水平中心线当中玻璃具体温度分布曲线，下图是垂直中心线当中玻璃相应温度分布曲线。结合图中所示，可以发现单片玻璃其热侧中心点温度在-4℃左右，属于表面温度最低的点位；双中空玻璃相应热侧中心点温度在12℃左右，属于表面温度最高的点位；中空玻璃对应热侧中心点温度在7.3℃左右，其表面温度居中。
图1 中空玻璃、单片玻璃和双中空玻璃对应热侧表面温度分布
3.3中空玻璃在间隔条不同情况下的温度分布
实验玻璃试件中，3号与4号玻璃均为中空玻璃，不同的是3号玻璃通过普通铝间隔条密封，4号玻璃通过 Swiggle 暖边间隔条密封。结合3号玻璃和4号玻璃相应热侧表面温度分布状态，可发现两者中心温度基本上一致，都约为8.3℃。但是对比两玻璃的热侧边部温度，可以看出4号玻璃比3号玻璃高出了大约3至5℃，这主要是因为4号玻璃使用的间隔条相比3号玻璃使用的间隔条相应导热系数要低大约3倍，以此导致4号玻璃密封系统比3号玻璃相应边部热传导率降低了约75%。在建筑设计中，科学提高玻璃的热侧表面温度，能够降低其结露可能性，以此减少阳台和窗框受到露水的污染与腐蚀，延长门窗使用寿命，提升其使用舒适度[2]。
3.4Low-E中空玻璃与Low-E真空玻璃相应温度分布
实验当中，5号玻璃为Low-E中空玻璃，7号玻璃为Low-E真空玻璃，前者热侧表面相应中心温度在12.4℃左右，相比普通中空玻璃高出了约5℃；后者热侧表面相应中心温度约为18.2℃，和热箱环境温度非常接近，相比5号玻璃高出了约5.5℃，比普通中空玻璃高出了10.5℃左右。真空玻璃由于其边部一般是通过低熔点玻璃材料进行熔封，因此边部温度可低于中心温度约12℃。玻璃之间一般通过金属微小支撑物进行支撑，所以支撑位置温度要高于周边温度大约0.5℃。基于此，可以通过增加支撑物之间的间距，降低支撑物和真空玻璃边部热导性，来增强真空玻璃实际保温性能[3]。
四、结束语
要推动建筑行业的可持续发展，就要高度关注建筑物节能设计，全面降低建筑能耗。为了在门窗幕墙保温性能检测中合理应用红外热像技术，文章通过实验研究几种常见窗框与门窗幕墙玻璃材料利用红外热像技术在标准保温性能测试条件下相应热侧表面具体温度分布状况，获得准确的检测结果以科学评价门窗幕墙实际保温性能，这些检测结果可对建筑节能设计提供一定参考。
参考文献：
[1]唐晨浩, 郑弢, 杨国权. 红外热成像检测技术在幕墙门窗渗漏检测中的应用[J]. 工程质量, 2017, 35(2):17-17.
[2]李昂. 探析红外热像仪在建筑节能检测中的应用方法[J]. 建材与装饰, 2016(53):89-89.
[3]刘贵川. 建筑门窗保温性能实验室检测技术分析[J]. 门窗, 2016(5):20-20.
论文作者:蒋晓玮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：玻璃论文; 温度论文; 窗框论文; 中空玻璃论文; 幕墙论文; 门窗论文; 性能论文; 《基层建设》2018年第31期论文;