黃亮亮 深圳市房屋安全和工程質(zhì)量檢測鑒定中心工程師
目前,隨著我國市場經(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,國家制定了《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》(GB/T 7106-2008)等一系列規(guī)范[3]。隨著建筑市場經(jīng)濟(jì)、材料、工藝等不斷發(fā)展創(chuàng)新,建筑外門窗的檢測標(biāo)準(zhǔn)也做出了調(diào)整,國家制定了更符合市場變化規(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,氣密性檢測調(diào)整了加壓檢測順序,訂正了性能工程檢測方法;水密性能檢測調(diào)整了工程檢測滲水量;抗風(fēng)壓性能檢測新增了產(chǎn)品風(fēng)荷載設(shè)計(jì)工程檢測。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比,新標(biāo)準(zhǔn)簡化了操作流程,增加了檢測項(xiàng)目,訂正了檢測限標(biāo)準(zhǔn),使氣密、水密和抗風(fēng)壓性檢測的數(shù)據(jù)精度穩(wěn)步提升,有助于建筑行業(yè)的健康發(fā)展。
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。
如果外門窗由于受到雨水侵蝕而出現(xiàn)水密性下降,不僅會影響室內(nèi)溫度,還會發(fā)生大面積滲漏現(xiàn)象,給住戶生活造成嚴(yán)重不便。
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,將會導(dǎo)致外部杠桿永久變形,外門窗玻璃會出現(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,以確保外門窗的性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
與舊標(biāo)準(zhǔn)相比,新標(biāo)準(zhǔn)檢測中增加了指標(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)壓性能的測試原理和方法。新標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)化訂正了氣密檢測方法(主要通過空氣收集箱收集并測量空氣滲透量),提高了建筑外門窗氣密性檢測精度,降低了檢測難度。
本文采用模擬靜壓箱法對外門窗氣密性、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表示檢測組數(shù),xi、yi表示x、y的檢測值,x—和y—表示x、y的平均值。
氣密性能檢測即在穩(wěn)定壓力差狀態(tài)下通過空氣收集箱收集并測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對應(yīng)相應(yīng)級別的數(shù)據(jù)。
本文從名稱、標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語、檢測設(shè)備裝置、檢測原理、檢測要素、檢測順序和檢測重復(fù)性等方面對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)壓性能檢測方法》,相比舊標(biāo)準(zhǔn),新標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法和技術(shù)更全面,同時刪除了舊標(biāo)準(zhǔn)中的氣密性、水密性、抗風(fēng)壓性能分級,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)的檢測標(biāo)準(zhǔn)、檢測要素和檢測順序更加具體,如新標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)外門窗三指標(biāo)檢測對象僅限于門窗等,不涉及周邊墻體建筑物,同時引入《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》(GB/T 31433-2015)中的定級方法,標(biāo)準(zhǔn)條件更加明確。第三,新標(biāo)準(zhǔn)對檢測專業(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)性檢測進(jìn)一步改良,提出采用模擬靜壓箱法檢測建筑外門窗的水密、氣密和抗風(fēng)壓性能,提升了檢測施工的精度,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安裝在壓力箱上的試件進(jìn)行三要素性能檢測。
舊標(biāo)準(zhǔn)下,氣密性能檢測主要通過在100 Pa 壓力差下,對附加空氣滲透測定平均值和總空氣滲透量測定的平均值進(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,同時將壓力差下按等級劃分為10 Pa、30 Pa、50 Pa、70 Pa和100 Pa 幾個等級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空氣滲透量和面積滲透量作為分級指標(biāo)。
從表1 可以看出,舊標(biāo)準(zhǔn)依照不同等級對外門窗滲漏現(xiàn)象進(jìn)行分級。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,同時使判定滲漏的方法更加簡易,對水密性能要求更高。同時,在新標(biāo)準(zhǔn)中調(diào)整了檢測水密性的方法,舊標(biāo)準(zhǔn)將水密性的平均值作為檢測結(jié)果進(jìn)行定級,但在新標(biāo)準(zhǔn)中將檢測值中的最小值作為水密性能的定級標(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)
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 對新舊建筑外門窗抗風(fēng)壓性能加壓測試進(jìn)行分析。由圖1 可知,舊標(biāo)準(zhǔn)下加壓測試復(fù)雜,過程包括預(yù)備加壓、變形檢測、反復(fù)加壓檢測和工程檢測定級。其中,預(yù)備加壓和變形檢測需要重復(fù)進(jìn)行一次,造成過程復(fù)雜,同時設(shè)備和人為因素參與過多,造成檢測定級時的精準(zhǔn)度難以保障??癸L(fēng)壓性能檢測過程也越來越簡單,主要分為變形檢測、反復(fù)加壓測試和安全測試,通過重復(fù)多次檢測保障了外門窗的安全性能,而且增加了安全性能測試修改。
圖1 抗風(fēng)壓舊標(biāo)準(zhǔn)加壓性能檢測圖
圖2 抗風(fēng)壓新標(biāo)準(zhǔn)加壓性能檢測圖
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、雨量和工程檢測淋水量;抗風(fēng)壓性優(yōu)化了加壓重復(fù)檢測步驟,新增變形檢測和安全檢測;氣密性通過最優(yōu)算法(偏最小二乘法)優(yōu)化處理了檢測數(shù)據(jù)。新標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整,不僅順應(yīng)了建筑外門窗市場發(fā)展的新要求,還能使建筑外門窗檢測過程更易理解和操作。