新舊建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法的對(duì)比分析

黃亮亮 深圳市房屋安全和工程質(zhì)量檢測(cè)鑒定中心工程師

目前，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑外門窗的種類也逐步增多。與以往相比，研發(fā)人員從氣密、水密、抗壓性、防火、隔熱和保溫方面對(duì)建筑外門窗進(jìn)行了改進(jìn)，使相關(guān)產(chǎn)品更符合現(xiàn)今市場(chǎng)需求，不僅有效保障了居民的生活質(zhì)量，還減少了由外門窗建筑材料引發(fā)的安全事故[1-2]。

為保證建筑質(zhì)量安全，國(guó)家制定了《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法》（GB/T 7106-2008）等一系列規(guī)范[3]。隨著建筑市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、材料、工藝等不斷發(fā)展創(chuàng)新，建筑外門窗的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也做出了調(diào)整，國(guó)家制定了更符合市場(chǎng)變化規(guī)律的新標(biāo)準(zhǔn)，《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法》（GB/T 7106-2019）隨之產(chǎn)生[4]。

本文以建筑外門窗新舊標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，全面分析新標(biāo)準(zhǔn)相比舊標(biāo)準(zhǔn)在氣密、水密和抗風(fēng)壓性上的變化。新標(biāo)準(zhǔn)中，氣密性檢測(cè)調(diào)整了加壓檢測(cè)順序，訂正了性能工程檢測(cè)方法；水密性能檢測(cè)調(diào)整了工程檢測(cè)滲水量；抗風(fēng)壓性能檢測(cè)新增了產(chǎn)品風(fēng)荷載設(shè)計(jì)工程檢測(cè)。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化了操作流程，增加了檢測(cè)項(xiàng)目，訂正了檢測(cè)限標(biāo)準(zhǔn)，使氣密、水密和抗風(fēng)壓性檢測(cè)的數(shù)據(jù)精度穩(wěn)步提升，有助于建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

1 窗氣密、水密、抗風(fēng)壓概述

1.1 窗氣密

建筑外門窗的氣密性是指阻止空氣滲透的能力，是衡量外窗保溫性和穩(wěn)定性的重要檢測(cè)指標(biāo)之一。相關(guān)研究表明，目前因氣密性不足引起建筑熱能損失約占30%，而氣密性的安全程度直接關(guān)乎冷風(fēng)、熱能交互損失，其等級(jí)越高，熱能損失越小，氣滲透率越低表明外門窗的質(zhì)量越好。

1.2 水密

如果外門窗由于受到雨水侵蝕而出現(xiàn)水密性下降，不僅會(huì)影響室內(nèi)溫度，還會(huì)發(fā)生大面積滲漏現(xiàn)象，給住戶生活造成嚴(yán)重不便。

1.3 抗風(fēng)壓

建筑外門窗的抗風(fēng)壓性極為重要，若門窗因風(fēng)力作用過大，致使壓力超過外門窗的承受力，將會(huì)導(dǎo)致外部杠桿永久變形，外門窗玻璃會(huì)出現(xiàn)爆裂、外門窗脫落等現(xiàn)象。此外，抗風(fēng)壓性能是建筑外門窗三要素（氣密、水密、抗風(fēng)壓）檢測(cè)中的應(yīng)用難點(diǎn)和安全指標(biāo)。為保障外門窗不發(fā)生損壞，必須加強(qiáng)外門窗抗風(fēng)壓性檢測(cè)，以確保外門窗的性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2 檢測(cè)項(xiàng)目和方法

2.1 檢測(cè)項(xiàng)目

與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)中增加了指標(biāo)原理分析，有助于施工者和居民有效掌握外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能的測(cè)試原理和方法。新標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)化訂正了氣密檢測(cè)方法（主要通過空氣收集箱收集并測(cè)量空氣滲透量），提高了建筑外門窗氣密性檢測(cè)精度，降低了檢測(cè)難度。

2.2 性能測(cè)試方法

本文采用模擬靜壓箱法對(duì)外門窗氣密性、水密性和抗風(fēng)壓性進(jìn)行分析，抗風(fēng)壓性測(cè)試原理如式（1）至式（3）所示。

式中，a表示截距，b表示斜率，r表示相關(guān)系數(shù)，n表示檢測(cè)組數(shù)，xi、yi表示x、y的檢測(cè)值，x—和y—表示x、y的平均值。

氣密性能檢測(cè)即在穩(wěn)定壓力差狀態(tài)下通過空氣收集箱收集并測(cè)量試件的空氣滲透量，其計(jì)算公式如式（4）所示。

式中，ΔL為外門、外窗在ΔP壓力下的漏風(fēng)量，選取A、a和B、b對(duì)應(yīng)相應(yīng)級(jí)別的數(shù)據(jù)。

3 新舊對(duì)比分析

3.1 分析流程

本文從名稱、標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語、檢測(cè)設(shè)備裝置、檢測(cè)原理、檢測(cè)要素、檢測(cè)順序和檢測(cè)重復(fù)性等方面對(duì)比分析了建筑外門窗氣密、水密和抗風(fēng)壓性的變化情況。第一，標(biāo)準(zhǔn)名稱方面，更改為《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法》，相比舊標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法和技術(shù)更全面，同時(shí)刪除了舊標(biāo)準(zhǔn)中的氣密性、水密性、抗風(fēng)壓性能分級(jí)，消除了標(biāo)準(zhǔn)間的矛盾，強(qiáng)化了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性。第二，與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)要素和檢測(cè)順序更加具體，如新標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)外門窗三指標(biāo)檢測(cè)對(duì)象僅限于門窗等，不涉及周邊墻體建筑物，同時(shí)引入《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》（GB/T 31433-2015）中的定級(jí)方法，標(biāo)準(zhǔn)條件更加明確。第三，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)專業(yè)術(shù)語和定義進(jìn)行了修正，如增加了扣箱定義、模擬靜壓箱法定義、滲漏等多種詞匯定義。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)中的基本定義、滲透量情況界定更加明確，重復(fù)性檢測(cè)進(jìn)一步改良，提出采用模擬靜壓箱法檢測(cè)建筑外門窗的水密、氣密和抗風(fēng)壓性能，提升了檢測(cè)施工的精度，更有利于施工者掌握建筑外門窗三要素的檢測(cè)機(jī)理。第四，與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)采用模擬靜壓箱法對(duì)安裝在壓力箱上的試件進(jìn)行三要素性能檢測(cè)。

3.2 氣密性對(duì)比分析

舊標(biāo)準(zhǔn)下，氣密性能檢測(cè)主要通過在100 Pa 壓力差下，對(duì)附加空氣滲透測(cè)定平均值和總空氣滲透量測(cè)定的平均值進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而得到在100 Pa 和10 Pa 下的單位縫長(zhǎng)空氣滲透量和面積滲透量。目前，新標(biāo)準(zhǔn)則主要通過偏最小二乘回歸法進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)將壓力差下按等級(jí)劃分為10 Pa、30 Pa、50 Pa、70 Pa和100 Pa 幾個(gè)等級(jí)下的空氣滲透量均值，并按照回歸方程計(jì)算出在10 Pa 壓力下的空氣滲透量指標(biāo)，將空氣滲透量除以單位縫長(zhǎng)空氣滲透量和面積滲透量作為分級(jí)指標(biāo)。

3.3 水密性對(duì)比分析

從表1 可以看出，舊標(biāo)準(zhǔn)依照不同等級(jí)對(duì)外門窗滲漏現(xiàn)象進(jìn)行分級(jí)。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整了水密性持續(xù)出現(xiàn)位置及標(biāo)準(zhǔn)措施，減少了滲漏現(xiàn)象，保障了居民安全，同時(shí)使判定滲漏的方法更加簡(jiǎn)易，對(duì)水密性能要求更高。同時(shí)，在新標(biāo)準(zhǔn)中調(diào)整了檢測(cè)水密性的方法，舊標(biāo)準(zhǔn)將水密性的平均值作為檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行定級(jí)，但在新標(biāo)準(zhǔn)中將檢測(cè)值中的最小值作為水密性能的定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提高了建筑外門窗的安全性。

表1 舊標(biāo)準(zhǔn)下的建筑水密狀態(tài)

3.4 抗風(fēng)壓性對(duì)比分析

抗風(fēng)壓性是外門窗三要素中最關(guān)鍵的因素。為此，本文通過圖1、圖2 對(duì)新舊建筑外門窗抗風(fēng)壓性能加壓測(cè)試進(jìn)行分析。由圖1 可知，舊標(biāo)準(zhǔn)下加壓測(cè)試復(fù)雜，過程包括預(yù)備加壓、變形檢測(cè)、反復(fù)加壓檢測(cè)和工程檢測(cè)定級(jí)。其中，預(yù)備加壓和變形檢測(cè)需要重復(fù)進(jìn)行一次，造成過程復(fù)雜，同時(shí)設(shè)備和人為因素參與過多，造成檢測(cè)定級(jí)時(shí)的精準(zhǔn)度難以保障?？癸L(fēng)壓性能檢測(cè)過程也越來越簡(jiǎn)單，主要分為變形檢測(cè)、反復(fù)加壓測(cè)試和安全測(cè)試，通過重復(fù)多次檢測(cè)保障了外門窗的安全性能，而且增加了安全性能測(cè)試修改。

圖1 抗風(fēng)壓舊標(biāo)準(zhǔn)加壓性能檢測(cè)圖

圖2 抗風(fēng)壓新標(biāo)準(zhǔn)加壓性能檢測(cè)圖

4 結(jié)語

根據(jù)新舊建筑外門窗調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)相比較舊標(biāo)準(zhǔn)，在名稱、規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和檢測(cè)原理等方面進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。在新標(biāo)準(zhǔn)中，水密性重點(diǎn)調(diào)整滲透量、雨量和工程檢測(cè)淋水量；抗風(fēng)壓性優(yōu)化了加壓重復(fù)檢測(cè)步驟，新增變形檢測(cè)和安全檢測(cè)；氣密性通過最優(yōu)算法（偏最小二乘法）優(yōu)化處理了檢測(cè)數(shù)據(jù)。新標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整，不僅順應(yīng)了建筑外門窗市場(chǎng)發(fā)展的新要求，還能使建筑外門窗檢測(cè)過程更易理解和操作。