名匠鋁窗工藝

【窗裡乾坤】專欄   作者：左大鈞

大自然環境中，風向與風勢的變化是沒有規則性可言，因此，建築物不同座向的門窗、帷幕、鐵皮、浪板等外牆被覆構件，所受的風壓強度也就各有不同；通常，位在迎風面的建築構件，其室外側所受的風壓(外風壓)，多會大於室內側所存在的風壓(內風壓)，此種情形對門窗及其他外牆附屬構件來說，就是「正風壓」狀態，此時從外部觀察，門窗與其他構件所受的壓力，就是由室外往室內方向進行是「推力」；然而，對於位在側風面、背風面的門窗來說，其所受的外部風壓就不會像迎風面的門窗來得大，如果迎風面的門窗未關或氣密不良，就會使外風壓順勢灌入或滲入到室內，並導致室內風壓驟增，甚至使這些位在側風面與背風面的門窗，出現內風壓大於外風壓的「負風壓」狀態，此時，從外部觀察，門窗與外牆附屬構件，所受的壓力就是由室內往室外方向進行的「吸力」。

• 從建築外部觀察，在正風壓狀態時，所產生的是由外向內的推力；而負風壓所產生的則是由內向外的吸力。

因建物的室內面，大多屬於封閉空間，使得外風壓通常會比內風壓來得大，所以許多鋁窗製造商會以模擬正風壓的環境狀態(室外的風壓大於室內的風壓)，來進行鋁窗的各式性能設計；由於窗扇在正風壓狀態下，所受的是由外向內的推力，因此正風壓愈大，窗扇就愈會往室內方向密合，並與窗樘上的膠條緊緊貼靠，而窗扇的密合性也會愈佳，水密、氣密效果就相對愈好；反之，當負風壓狀況發生時，鋁窗所承受的壓力就會從原本由外向內的推力，轉變成由內向外的吸力，而這個壓力方向的驟變，會使窗扇與膠條間的迫緊度變鬆，而使氣密性變差；一旦室內風壓從密合變差的窗扇隙縫竄出室外時，就容易發出風嘯聲，而這也是為什麼負風壓變大時，常會伴隨有風嘯聲的主要原因。

• 當室內出現明顯的負風壓時，窗扇就會往室外側的方向推移，並改變了原本應該與窗樘膠條密合的狀態，而窗扇與窗樘間也可能會出現隙縫；當內風壓從這個隙縫竄出時，就會出現尖銳的風嘯聲。

當負風壓出現，除了會產生擾人的風嘯聲外，一些老舊、配件損壞或鬆動的鋁窗，其窗體更會在負風壓增大時，出現明顯的震動或發出喀喀的碰撞聲響，尤有甚者，固定不牢或繫件失效的鋁窗及玻璃，甚至會被「吸」出戶外。此外，對於部分的外牆附屬構件(如鐵皮、浪板、包板等)來說，有許多結構固定用的繫件，是由外向內的鎖在構件外部，因此當負風壓出現時，一些鏽蝕、鬆動、結構不牢、密度不足的繫件，就容易受到劇烈風力的拉扯而鬆脫失效，並導致外牆構件被強風掀起或捲飛(如何避免負風壓的危害，請參閱 https://reurl.cc/ROQEdz )(負風壓的問題該如何改善，請參閱 https://reurl.cc/85OMly )。

而建築物哪些位置的鋁窗，負風壓的狀況會比較明顯呢？

以單幢式建物來說，如果建物正面是主要的迎風面時，則建物的兩側窗面就會與風向形成一個平行關係(如下圖)；依據白努利定律，當平行風速愈強勁，窗面承受的外風壓就會變小，而原本室內、室外平衡的壓力就會出現失衡，並使鋁窗的室內面形成一個「負風壓顯著區」。

如果以雙(多)幢式的建築來說，建物間的棟距具有增強風速的效果，因此，當棟距愈小時，從棟距中間穿越的風速就會變得更強，而座落在建物棟距內的對向窗面，也會因為與風向平行的關係，而使外風壓減弱，此時室內面亦會成為「負風壓顯著區」 (如下圖)。

另外，由於斜頂式建築物的屋頂，所受的風壓狀況與屋頂的傾斜角度有關，如果屋頂的角度愈陡，對風勢的行進就會形成阻力，因此迎風面所受的外風壓就會大於內風壓；反之，如果屋頂的角度愈緩，則風壓的阻力就相對較小，甚至會導致有加快風速的情形，一旦行經屋頂的風速變快，屋頂所受的正向風壓就會被削弱，而使相對的室內側成為「負風壓顯著區」；因此，安裝於屋頂斜面上的採光罩、天窗、浪板、鐵皮等，如有固定不牢、繫件鬆脫的情形，在負風壓生成時就會有被吸走的顧慮。

• 屋頂與風向之間的角度愈小，阻力就愈小，而風通過屋頂的速度也會相對愈快，並導致屋頂所受的正向風壓跟著變小，此時如果內風壓突然變大，就會出現負風壓效應，屋頂上的天窗等構件如有固定不牢的情形，就很有可能被「吸」出戶外。

而對於許多廠房、賣場、辦公室、會議廳等內部較空曠的商業空間來說，其內部通常都較為開闊、高挑，不像一般住家會有著較多的隔間牆與不規則路徑，可以阻礙或減緩進入室內的風壓強度；因此商業空間的開窗面積、鋁窗(或帷幕)固定強度、玻璃厚度與套裝的穩固度、被覆物(鐵皮、浪板)繫件牢固度、門扇自動回歸功能(如門弓器、自動門機)等都必須妥為規劃設計，以避免負風壓對其造成危害。

至於我們該如何判斷家中哪些位置的門窗可能存在有負風壓的情形呢？比較簡單的方法，就是放下窗簾或在窗扇啟閉的隙縫處黏貼細薄紙條(如衛生紙)，並從窗簾、紙條的擺盪方式來做判斷，如果窗簾、紙條是往室內側方向擺盪，或窗簾、紙條是出現波浪式的搖擺，就可能是正風壓環境(外風壓大於內風壓，風壓從外部滲入室內)；相反的，如果窗簾、紙條是貼附在窗扇、玻璃上，則是負風壓環境(內風壓大於外風壓，風壓從內部竄出室外)的可能性較高。另外，我們也可以打開或半掩無門弓器的內開式平開門，看門扇是被風吹開或被風推閉，藉以判斷室內氣流的走向，與外風壓或內風壓的強度狀態。

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