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摘要：建筑外门窗物理性能检测设备是检验门窗的气密、水密、抗风压性能的专用检测设备，其工作原理是通过供压系统提供压力差，通过淋水系统提供水压，采用微压差变送器测量门窗内外压力差，通过位移传感器测量门窗的变形位移，按照相关标准要求对门窗进行分级。该仪器计量性能是否准确关系到建筑门窗的质量，直接影响建筑质量，所以对该仪器的校准十分重要。
关键词：建筑外门窗物理性能；检测设备；校准
引言
门窗被誉为建筑的眼睛，是建筑的重要组成部分，不仅为建筑外立面提供了丰富的装饰效果，还是控制建筑能耗的重要环节。随着建筑节能的话题越来越受关注，门窗的基本功能也越来越受到人们的重视。
1校准项目的确定
建筑外门窗物理性能检测设备由压力箱、试件安装系统、供压系统、淋水系统和测量系统（包括压力差、位移和空气流量测量装置）组成，根据GB/T7106-2008《建筑外门窗气密，水密，抗风压性能分级及检测方法》，可以确定建筑外门窗物理性能检测设备的主要计量特性有压力、位移、风速和流量，具体的校准项目包括：①压力示值误差；②压力回程误差；③位移示值误差；④位移回程误差；⑤风速和流量。
2气密性能
指正常关闭着的门窗在室内外压差作用下空气通过量的大小。通风换气是建筑门窗的主要功能之一，窗本身具有开启扇，打开时进行室内外空气对流，但在关闭时的开启缝隙不是绝对密闭的，另外型材的拼接缝隙、玻璃镶嵌缝隙都会产生渗漏。但是并非气密性能越高越好，至少应保证一定的换气量，因为在寒冷地区冬季不能长时间开窗而导致室内空气浑浊，影响工作效率，危害身体健康。从阻止沙尘进入，保持室内清洁的角度要求气密性能越高越好。
2.1压差——产生空气渗透的动力
无论在寒冷地区还是炎热地区，如果室内外温度相同或温差很小，此时由于空气渗透导致的能耗可以忽略不计。因此产生的空气渗透导致能耗增加的原因可以归纳为缝隙、压力、温差三大要素。只有缝隙、压力、温差三大要素同时存在时，才可能会产生不利的空气渗透现象。其中压力是最关键的因素，形成压力差的动力为空气流动的风力和空气的浮升力，它们分别构成风压的热压。
2.2缝隙——通风换气的重要因素
门窗的重要作用之一是通风换气，为了达到通风换气的目的，需要的窗上设置开启扇，当室内需要换气时，打开开启扇。开启扇在关闭时的密闭性能取决于框扇搭接处的密封，在室内测量取开启缝隙的长度之和，称为窗的开启缝隙长度。
玻璃的镶嵌缝隙处也会产生渗漏。目前的镶嵌方式主要分两种：干法和湿法。干法是采用橡胶等材料设计成特殊断面，将玻璃卡在窗框型材上，必要时在转角处适当涂胶密封；湿法采用硅胶等材料，将玻璃粘接在窗框上。无论采取哪种镶嵌方式，都会由于型材结构、材料老化、操作水平等原因产生缝隙而渗漏，特别是采用干法镶嵌方式更易渗漏。
3水密性能
3.1防止雨水渗漏的重要性
防止雨水渗漏是建筑外窗的基本功能之一。雨水通过外窗孔缝渗入室内，会浸染房间内部装修和室内陈设物品，不仅影响室内正常活动并且使居民在心理上形成不能满足建筑基本要求的不安全感。雨水流入窗框形材中，如不能及时排除，在冬季有将形材冻裂的可能。长期滞留在型材腔内的积水还会腐蚀金属材料、五金零件，影响正常开关，缩短窗户的寿命，因此外窗阻止雨水渗漏的功能是十分重要的。
3.2雨水渗漏主要原因及其对策
门窗发生雨水渗漏不外有三个条件，一是要存在缝隙或孔洞；二是存在雨水；三是在门窗缝隙或孔洞的两侧存在压力差。我们要防止雨水渗漏就必须使上述三个条件不能在一个部位同时产生。所以门窗缝隙的几何形状、尺寸和暴露状况；雨量的大小；门窗内外压力差都直接影响雨水渗漏性能的好坏。
4实施方案
4.1系统各组成部分的连接
将风速变送器竖直插入直管段中并密封，使用航空插座连接风速变送器的标准电流输出信号和流量积算仪的电流输入端，为风速变送器提供24V直流电源，将电源正极连接传感器正极，电源地线连接传感器地线。利用流量积算仪将模拟电量转换成数字量，使用RS232串口线连接流量积算仪和计算机，把数字量传至计算机，便于软件采集和数据处理。
4.2软件设计
在LabVIEW平台下进行软件设计，主要包括数据读取、测量、显示、保存和查询。数据读取分为串口程序、电流转换程序和瞬时流量转换程序。首先设置串口配置，利用LabVIEW自带控件完成数据读取。按照流量积算仪通信部分要求计算出电流值，电流=（29位值×256+30位值）/1000。
利用系统设计原理中瞬时流量与电流的关系，求得瞬时流量值，最终将计算机采集到的数字量转换成所需的校准量实现量值传递。
LabVIEW图形显示子模板中提供了多种图形显示控件，这里采用WaveformChart控件实时显示采集到的瞬时流量值，达到理想的人机交互界面。为方便查询历史数据，设计了数据保存与查询功能，利用LabVIEW文件操作函数中的WriteFile.Vi保存数据，利用ReadFile.Vi读取数据，并可设定存储路径和存储格式。
5校准方法
5.1位移示值误差
采用长度标准器为位移传感器提供位移输入与门窗检测设备位移传感器示值直接比较的方法。位移传感器的安装应尽量满足阿贝原则，调整位移传感器的输出范围，在其输出范围内较均匀选取11个校准点（包括上、下限），按顺序分别读出长度标准器给出的位移值L0和各校准点门窗检测设备位移示值Li，共完成正、反两个行程的测量。
5.2压力示值误差
采用压力标准器示值与门窗检测设备压力示值直接比较的方法，连接标准器与门窗检测设备差压变送器，调整零点，按照测量范围平均选取包括零点和测量范围上限在内5个校准点进行压力示值校准。
压力可以利用外接压力校验器获得，从零点开始均匀缓慢地升压至第一个校准点，分别读取标准器的示值和门窗检测设备压力示值，如此依次在所选取的校准点进行校准，再依次逐点进行降压校准直至零点，进行升压降压1个循环的试验。
5.3风速和流量
风速和流量参数由于已经有相应的技术规范，而且风速参数不适宜现场校准，故分别依据各自的技术规范可以校准。
结语
上述校准方法经过相关试验验证，同时已经起草国家校准规范，目前正在报批阶段。采取该方法可以对建筑外门窗物理性能检测设备的压力示值误差、压力回程误差、位移示值误差、位移回程误差等项目进行校准，方便了用户，能够起到评定建筑外门窗物理性能检测设备整体性能的作用。
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