新舊建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能檢測方法的對比分析

黃亮亮 深圳市房屋安全和工程質量檢測鑒定中心工程師

目前，隨著我國市場經濟的快速發展，建筑外門窗的種類也逐步增多。與以往相比，研發人員從氣密、水密、抗壓性、防火、隔熱和保溫方面對建筑外門窗進行了改進，使相關產品更符合現今市場需求，不僅有效保障了居民的生活質量，還減少了由外門窗建筑材料引發的安全事故[1-2]。

為保證建筑質量安全，國家制定了《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》（GB/T 7106-2008）等一系列規范[3]。隨著建筑市場經濟、材料、工藝等不斷發展創新，建筑外門窗的檢測標準也做出了調整，國家制定了更符合市場變化規律的新標準，《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》（GB/T 7106-2019）隨之產生[4]。

本文以建筑外門窗新舊標準為依據，全面分析新標準相比舊標準在氣密、水密和抗風壓性上的變化。新標準中，氣密性檢測調整了加壓檢測順序，訂正了性能工程檢測方法；水密性能檢測調整了工程檢測滲水量；抗風壓性能檢測新增了產品風荷載設計工程檢測。與舊標準相比，新標準簡化了操作流程，增加了檢測項目，訂正了檢測限標準，使氣密、水密和抗風壓性檢測的數據精度穩步提升，有助于建筑行業的健康發展。

1 窗氣密、水密、抗風壓概述

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定性的重要檢測指標之一。相關研究表明，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乎冷風、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量越好。

1.2 水密

如果外門窗由于受到雨水侵蝕而出現水密性下降，不僅會影響室內溫度，還會發生大面積滲漏現象，給住戶生活造成嚴重不便。

1.3 抗風壓

建筑外門窗的抗風壓性極為重要，若門窗因風力作用過大，致使壓力超過外門窗的承受力，將會導致外部杠桿永久變形，外門窗玻璃會出現爆裂、外門窗脫落等現象。此外，抗風壓性能是建筑外門窗三要素（氣密、水密、抗風壓）檢測中的應用難點和安全指標。為保障外門窗不發生損壞，必須加強外門窗抗風壓性檢測，以確保外門窗的性能符合國家標準。

2 檢測項目和方法

2.1 檢測項目

與舊標準相比，新標準檢測中增加了指標原理分析，有助于施工者和居民有效掌握外門窗氣密、水密、抗風壓性能的測試原理和方法。新標準中優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。

2.2 性能測試方法

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

式中，a表示截距，b表示斜率，r表示相關系數，n表示檢測組數，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定壓力差狀態下通過空氣收集箱收集并測量試件的空氣滲透量，其計算公式如式（4）所示。

式中，ΔL為外門、外窗在ΔP壓力下的漏風量，選取A、a和B、b對應相應級別的數據。

3 新舊對比分析

3.1 分析流程

本文從名稱、標準術語、檢測設備裝置、檢測原理、檢測要素、檢測順序和檢測重復性等方面對比分析了建筑外門窗氣密、水密和抗風壓性的變化情況。第一，標準名稱方面，更改為《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》，相比舊標準，新標準的檢測方法和技術更全面，同時刪除了舊標準中的氣密性、水密性、抗風壓性能分級，消除了標準間的矛盾，強化了標準的統一性。第二，與舊標準相比，新標準的檢測標準、檢測要素和檢測順序更加具體，如新標準強調外門窗三指標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、門窗通用技術條件》（GB/T 31433-2015）中的定級方法，標準條件更加明確。第三，新標準對檢測專業術語和定義進行了修正，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。與舊標準相比，新標準中的基本定義、滲透量情況界定更加明確，重復性檢測進一步改良，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理。第四，與舊標準相比，新標準采用模擬靜壓箱法對安裝在壓力箱上的試件進行三要素性能檢測。

3.2 氣密性對比分析

舊標準下，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行計算，進而得到在100 Pa 和10 Pa 下的單位縫長空氣滲透量和面積滲透量。目前，新標準則主要通過偏最小二乘回歸法進行計算，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，并按照回歸方程計算出在10 Pa 壓力下的空氣滲透量指標，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。

3.3 水密性對比分析

從表1 可以看出，舊標準依照不同等級對外門窗滲漏現象進行分級。與舊標準相比，新標準調整了水密性持續出現位置及標準措施，減少了滲漏現象，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，在新標準中調整了檢測水密性的方法，舊標準將水密性的平均值作為檢測結果進行定級，但在新標準中將檢測值中的最小值作為水密性能的定級標準，進一步提高了建筑外門窗的安全性。

表1 舊標準下的建筑水密狀態

3.4 抗風壓性對比分析

抗風壓性是外門窗三要素中最關鍵的因素。為此，本文通過圖1、圖2 對新舊建筑外門窗抗風壓性能加壓測試進行分析。由圖1 可知，舊標準下加壓測試復雜，過程包括預備加壓、變形檢測、反復加壓檢測和工程檢測定級。其中，預備加壓和變形檢測需要重復進行一次，造成過程復雜，同時設備和人為因素參與過多，造成檢測定級時的精準度難以保障。抗風壓性能檢測過程也越來越簡單，主要分為變形檢測、反復加壓測試和安全測試，通過重復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 抗風壓舊標準加壓性能檢測圖

圖2 抗風壓新標準加壓性能檢測圖

4 結語

根據新舊建筑外門窗調整標準，新標準相比較舊標準，在名稱、規范性、標準術語和檢測原理等方面進行了優化調整。在新標準中，水密性重點調整滲透量、雨量和工程檢測淋水量；抗風壓性優化了加壓重復檢測步驟，新增變形檢測和安全檢測；氣密性通過最優算法（偏最小二乘法）優化處理了檢測數據。新標準的調整，不僅順應了建筑外門窗市場發展的新要求，還能使建筑外門窗檢測過程更易理解和操作。