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1 研究背景
建筑门窗和玻璃幕墙是建筑围护结构节能最薄弱环节，是建筑节能的关键构件。据测算通过门窗的热损失占到围护结构的40%~50%，约占建筑能耗的1/4。因此，外窗的热工性能是围护结构节能的重点。
目前，我国建筑门窗保温性能只能在实验室通过基于稳定传热原理的标定热箱法测定[1]。热箱模拟采暖建筑冬季室内气候条件，冷箱模拟冬季室外气候条件，测量热箱中电暖气的发热量，减去通过热箱外壁、试件窗框和填充板的热损失，除以试件面积与两侧空气温差的乘积，得到外窗件的传热系数K值。相关的ISO标准也是采用热箱法[2]，日本标准采用标定热箱法或防护热箱法，一般要求采用标定热箱法[3]。热箱法受设备限制难以在现场测试中大量推广使用。
我国标准尚无针对建筑门窗玻璃幕墙传热系数的现场测试方法。国内围护结构传热系数测试主要集中在围护结构主体部位，即墙体[3]。《公共建筑节能检测标准》中对透光围护结构传热系数的检测也仅提到了“当透明幕墙和采光顶的构造外表面无金属构件暴露时，其传热系数可采用现场热流计法进行检测。”，对应的条文说明中，是参考外墙和屋面的检测方法[4]。建筑幕墙（词条“建筑幕墙”由行业大百科提供）工程检测方法标准中也仅仅是提出按现行标准《公共建筑节能检测标准》规定的热流计法执行[5]。可以看出，国内目前的主要标准中均未对建筑门窗玻璃幕墙传热系数的现场测试提出具体的方法。
现场准确而又便捷地测得建筑门窗玻璃幕墙的传热系数对我国新建建筑门窗玻璃幕墙保温性能的检测鉴定以及既有建筑门窗玻璃幕墙节能诊断评估具有重要价值，对于我国建筑节能工作的深入开展具有重要意义。本文在外窗传热系数计算公式的基础上，结合传热学原理，提出了建筑门窗保温性能现场测试方法，并进行了现场的测试验证分析。
2 测试基本原理
由于门窗为轻质薄壁构件，热惰性很小，因而可认为任一时间点均为“准稳态”。连续监测结果也表明，室内侧空气温度、玻璃内表面温度和窗框内表面温度曲线的峰值出现时间点几乎与室外空气温度曲线峰值出现时间点一致，见图1和图2。
详细数据分析表明，室内侧空气温度、玻璃内表面温度和窗框内表面温度曲线的峰值出现时间点略延迟，且室外空气温度曲线受不稳定气流影响而更曲折。因此，实际测试时可通过选取更多数据或选取曲线峰值处相对稳定的数据尽量避免相关因素干扰。
3 测试方法研究
外窗的保温性能由传热系数K值来表征，外窗的传热系数可由下式得到[6]：
窗框和玻璃之间的线传热系数Ψ值目前无法在现场测得，可由符合国内建筑门窗玻璃幕墙热工计算标准[6]的软件模拟得到。一般来说，中空玻璃采用暖边间隔条时线传热系数可取0.05 W/(m·K)，采用普通铝间隔条时线传热系数可取0.07 W/(m·K)。
整窗的传热系数Kt可由公式(1)计算得到。三种方法中，“热阻法”由于采用了理论的内外表面换热系数（词条“表面换热系数”由行业大百科提供），且计算热阻时内外表面温差相对较大，其结果更准确、更稳定;“内表面温度法”测试时，热流采用室内空气温度、内表面温度和内表面换热系数测算得到，由于内表面换热系数取理论值，与实际会有一定差异，结果会存在一定误差;“传热系数法”由于室内外空气温度受到不断变化的气流的影响，结果虽然更符合实际，但波动相对较大。
在进行现场测试时，“热阻法”需要在室外试件表面布置较多的传感器，中高层有一定的操作难度，适用于底层便于室外操作的部位;“内表面温度法”仅需测试室内外空气温度和内表面温度，“传热系数法”需测试热流和室内外空气温度，这两种方法在室外仅需测量空气温度，可通过试件本身或附近的开启部位简单操作实现，适用于中高层不便于室外操作的部位;“内表面温度法”无需测试热流，故也可适用于非专业性的测试评估。
4 现场测试实例及分析
研究共对三个工程的外窗进行了现场测试，其基本信息为：(1)某工程用78系列内平开铝木复合(铝包木)窗，玻璃为三玻双Low-E暖边充氩气中空玻璃(配置为5+12Ar +5Low-E+12Ar+5Low-E)，采用“热阻法”测试;(2)某被动式超低能耗建筑用90系列内平开塑料窗，玻璃为真空（词条“真空”由行业大百科提供）中空复合玻璃(配置为5+12A+5Low-E+0.15V +5)，采用“内表面温度法”测试;(3)某工程铝合金中空玻璃幕墙，玻璃为Low-E中空玻璃(配置为6Low-E+12A +6)，采用“传热系数法”测试。
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