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【頂級氣密窗專題】透明的光線-窗×建築
 
撰編:林慕帆 最後更新時間:7月 | 30日 , 2022
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兆立科技實業股份有限公司
窗,是室內外的一道界線,我們能藉由稀鬆平常的開、關窗動作,來決定內外空間的連結或隔絕。然而,身為建築物的重要元件,窗也隨著建築結構、技術的發展不斷地更新、進步。 臺灣氣密窗市場繁榮,無論國產或進口品牌,都有各自吸引人的特色。本期「智慧聚焦」單元將介紹三家頂級的日系品牌窗,也透過「兆立科技實業股份有限公司」瞭解窗的性能試驗方式與標準。
 


早期建設公司對於窗,多半講求開關順手、耐用就好,對於性能或是其他功能並不那麼要求,而且當時的市場氣密窗較不普及。新北市金屬門窗商業同業公會理事長黃永旭指出:「氣密窗是因應市場對於窗子的需求而出現的技術。」因應氣候變遷、建築物愈蓋愈高等因素,再加上現代人對於居住品質的要求提升,建設公司在選擇窗的時候,愈來愈重視氣密性、水密性與抗風壓等性能,國家標準局也針對各項性能訂定檢測標準。

在日系品牌門窗性能中,不只能見得CNS標準,各廠商也會列出日本工業規格JIS,這兩者檢測標準內容差異不大,僅在一些細節上有所不同,以及JIS的檢測結果是用代號、CNS是使用壓力值代表等級,例如水密性,脈動壓中壓值為500Pa時,JIS 以W-5等級表示,CNS則為50kgf/m2。

氣密性、水密性與抗風壓三者的試驗方法,基本概念都在於產生壓差,因為當氣壓不同時,空氣才會流動,所以測試時會將窗安裝在模擬建築物設計的測試艙上(測試艙為密封的空間,僅留一個安裝面裝窗),利用加壓、減壓使室內與室外產生壓差。測試的壓力又可分為「正壓」跟「負壓」,其原則就是風會從高壓往低壓吹:若室外的壓力較大時,空氣就會往室內側壓迫,此即「正壓」;室外的壓力較小時,空氣會由室內流向室外側,即是「負壓」。

測試氣密性、水密性與抗風壓時,只有加壓的方式相同,測試的重點於CNS中則是隸屬於不同的標準,在CNS 3092「鋁合金製窗」的性能規範裡也各有各的準則。

氣密性試驗法:CNS 11527
窗的「氣密性」指的是當鋁窗關閉時,室內與室外的空氣,透過窗流動的流量。目前CNS只有針對室外的灰塵、熱空氣等會進入室內的問題,訂定正壓的測試標準,其測試結果分為2、8、30、120四個等級,等級數字愈小代表空氣流量少,氣密性能愈好。



進行氣密試驗時,採用階梯式加壓,「兆立科技」測試的壓力分別為10Pa、30Pa、50Pa、100Pa四個階段,在每個壓力階段必須穩定停留10秒以上,測到100Pa後再依序降壓,所以一樘窗總共會有七個測試點,測試後所得到的通氣量單位為m3/ hr‧m2,意味每小時單位面積所通過的氣體體積,但要注意的是,這個數值並不代表等級,只是單一測試點換算出來的值,必須再從這七個量測點中取四點(相同壓力的只取數值較大者)畫出折線後,結果若是落在2等級線以下,才是符合2等級的氣密性。

水密性試驗法:CNS 11528
窗的「水密性」指的是在風雨之中,窗在能阻擋雨水滲入室內的前提下,能承受多強的風壓。水密性試驗目前只進行正壓測試,風在往室內側吹的同時,還會從室外側噴水,模擬刮風下雨的情形。CNS依據測試的壓力值將水密性分為五個等級,10kgf/m2、15kgf/m2、25kgf/m2、35kgf/m2、50kgf/m2,數字愈大代表水密性能愈佳,不過目前已有廠商超越最高標準50kgf/m2,甚至做到了150 kgf/m2(意即1500Pa)。





水密試驗是在正壓的情況下,以脈動壓進行10分鐘的測試,並將每分鐘4公升的水量均勻噴灑在窗上。脈動壓週期為2~4秒,上、下限值有一定的規範。水密試驗的測試重點仍在空氣壓力,雖然必須噴水,但跟水壓、水量沒有關係,水只需均勻噴灑到試體上即可,但若窗戶有任何孔隙,水就會被空氣、風的力量逼進室內側,檢測結果是否合格需參照CNS 3092的規定。

抗風壓試驗法:CNS 11526
臺灣夏季多颱風,不僅帶來雨水,甚至吹起高達16、17級的強風,面對嚴苛氣候鋁窗首當其衝,因此,抗風壓試驗即模擬窗在面對不同強度的風壓時,所發生的變形情況為何。CNS目前只針對正風壓變形試驗訂定標準,分別為80kgf/m2、120kgf/m2、160kgf/m2、200kgf/m2、240kgf/m2、280kgf/m2、360kgf/m2,數字愈大意味抗風壓性能愈強。



抗風壓試驗主要為量測在壓力情況下窗戶變形的撓度,其試驗內容為變形試驗、反覆試驗、安全性試驗,正負風壓都可以做,試驗壓力最低為800Pa,最高3600Pa,比水密、氣密還來得高。不過在CNS 3092中,只針對正風壓的變形試驗訂定標準,除了加壓過程中不得損壞、除壓後要能使用外,亦明確規範合格的撓度標準。

透過抗風壓的變形試驗結果可以得知容許的變形量,其測試過程跟氣密比較類似,採階梯式加壓,但不用依序降壓,每個加壓階段必須保持十秒鐘以上,並測定移動量,除壓後檢查門窗的變形量及使用狀態,依照CNS 3092的抗風壓性能標準判定試體是否合格。

窗型、五金影響窗的性能
除了上述三種窗的性能試驗外,CNS中仍有針對其他門窗性能進行規範。不過,在看到廠商標榜窗性能的同時,必須注意的是窗型,例如針對水密性能來說推開窗最佳,但橫拉窗可能就會有進水的現象,不同的窗型、五金都會影響到性能,因此窗的參考數據都應該搭配窗型呈現。
 
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