建筑外门窗抗风压性能检测方法及注意事项探析

李 慧 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031）

0 前言

随着我国建筑行业的发展，门窗的种类逐渐增多，其功能和质量与之前相比也有了显著的提升，能够有效地保障人们的生活质量。门窗对于整个建筑的质量起着重要的作用，也是进行建筑检测的重要部位之一，但是在实际的工程建设过程中，一些不严格的操作会导致建筑外门窗的性能出现一些质量问题，从而降低门窗各方面的性能，影响到建筑外门窗的施工质量和使用效果。在建筑外门窗的性能检测中，外门窗的抗风压检测是重要的检测内容之一，科学合理的外门窗抗风压性能的检测方法能够保证建筑的质量，提高人们的生活水平和生活质量。

随着我国经济和社会的不断进步，建筑门窗行业在实际的建设施工过程中使用的材料种类比较多，一些复合型材料和钢材的使用越来越广泛，但是不同的建筑材料的性能、特性和使用的效果都存在着差异，除此之外，目前建筑外门窗工程需要进行的一些立面设计工作主要是由建筑主体的设计单位来负责的，但是建筑门窗的结构设计是由建筑门窗生产企业进行设计，在进行实际的设计过程中很多情况得不到及时的反馈，也没有进行良好的沟通，这就很容易引发建筑门窗设计和生产不协调的情况出现。尤其是设计单位在对建筑外门窗的一些立面设计的时候忽视了使用材料和门窗结构的问题，不同的材料和结构的刚度和强度不同对于实际的性能也会产生一定的影响，所以在进行外门窗的生产之前就要进行详细的外门窗设计和相应的结构计算，从而最大限度地保证建筑外门窗能够符合抗风压性能的要求，进而能够满足结构的安全性能，保证建筑的质量。

1 建筑门窗抗风压性能检测的重要性

建筑的外门窗主要应对的是风力，一些风荷载作用会让外门窗的结构发生一些变化，导致开启缝变大或者是气密、水密性能的降低等情况，如果风力的作用压力超过了受力杠杆和外门窗玻璃的承载能力，那么杠杆就会产生永久的变形，并且外门窗的玻璃会出现爆裂或者五金器件失效的情况，更严重的还会导致窗扇脱落等严重的安全事故，给人们的生命安全造成了隐患。为了保证建筑外门窗能够在风力或者其他特殊情况的作用下能够正常使用，不发生损坏，这就要求在进行门窗生产和外门窗施工的时候对外门窗的抗风压性能进行严格的检测，从而确保外门窗的结构和性能完全符合标准，最大限度地保证人们的安全，提升建筑施工的质量。

图1 门窗爆裂及脱落带来安全隐患

在进行建筑外门窗实际的施工中，对于外门窗的气密性、保温性、遮光、采光等方面会有严格的要求，此外，最重要的就是探讨的建筑外门窗的抗风压性能，它既是建筑外门窗3性能检测中的难点，也是体现建筑外门窗安全性的关键指标，对于外门窗的质量以及实际的使用影响很大。由于不同的建筑结构对于外门窗的实际设计也存在着很大的差别，根据建筑的不同，在实际的设计过程当中也会综合考虑朝向或者是使用方面的需求，所以对于外门窗的设计应该根据当地的环境和气候以及施工条件进行综合的分析之后，再进行科学合理的设计，从而保证外门窗发挥最大的作用。

2 建筑外门窗抗压检测项目

图2 检测加压顺序

根据最新的门窗检测方法标准，一般将门窗的抗风压性能分为3个项目，即变形检测、反复受荷检测和安全检测。具体要求是当外门窗关闭的时候，受到风力的影响门窗不会出现损坏的情况，并且不能对门窗的各项性能指标产生影响，也就是说不能给实际的门窗使用造成影响。

2.1 变形检测

变形检测是通过分级加压的检测方法，观察建筑外窗主要受力杆件的风荷载值。不同类型试件变形检测时对应的最大面法线挠度（角位移值）不同，如表1。相关的施工人员应该明确变形和压力差之间存在一定的线性关系，如果压力值的大小要求非常严格的话，就能够通过检测确定最高的压力差和相对应的变形值，如果在检测期间出现了一些损坏或者是性能的方面出现了一些影响的话，就要根据实际情况进行压力值的改变，从而保证外门窗的抗风压性能检测的有效性。

2.2 反复加压检测

检测试件在压力差P2（定级检测时）或P2'（工程检测时）的反复作用下，是否会发生损坏或功能障碍。反复加压后，要将试件可开启部分开关5次，最后关紧。尤其要关注和记录玻璃破碎、五金件损坏、窗扇掉落、不可恢复的变形以及门窗无法开闭等现象。

2.3 安全检测

建筑外门窗的安全监测分为定级检测的安全检测及工程检测的安全检测。定级检测为确定外门窗性能等级而进行的检测，工程检测则是确定外门窗是否满足工程设计要求的性能而进行的检测。在进行安全检测的时候需反复开启以及关闭门窗上能够开启的部分，操作的次数不能够小于5次，从而能够保证检测的严谨性，之后把门窗关闭。

3 外门窗抗风压检测的主要步骤

①设备的检查：在进行抗风压检测之前相关的工作人员必须要对检测设备进行严格的检查，确保检测设备不会对实际的检测造成影响，必要的话还需要对设备进行保养，检查设备是否安全，能够保证检测顺利进行。

②开机预备加压：在检查完设备之后就要预备加压，主要是对风压机进行压力的检测工作，保证在对外门窗抗风性能检测的过程中能够安全开启并且还能够达到正常的风值，保证检测工作的正常进行。

③对门窗变形加压检测：先进行正压检测，后负压检测。逐级升、降压，每级差值不超过250Pa，加压的时候要注意记录好压力差X与面法线挠度值y的数据，采用最小二乘法对x和y进行线性回归，计算出斜率b、截距a、相关系数r，再根据二者线性关系，计算得到P1的线性回归结果，同时对于试件出现损坏或者功能障碍的状况及部位进行记录。

不同类型试件变形检测对应的最大面法线挠度（角位移植） 表1

某樘铝合金窗压力差与面法线挠度值的数值 表2

④对门窗进行反复加压检测：压力从0升至P2，其中P2=1.5P1，反复5次，记录试件出现损坏或者功能障碍的压力差值及部位。

⑤对门窗进行安全检测：定级检测时，检测压力从0升至P3，其中P3=2.5P1，若试件为单扇单锁点平开窗，则P3=2.0P1；工程检测时，检测压力从0升至风载荷标准值P3’后降至0，记录面法线位移量（角位移值）、发生损坏或者功能障碍时的压力差值及部位，为后期的结果分析提供数据支撑。

⑥检测结果评定及报告的制定：通过以上检测过程所记录的数据进行全面的分析，定级检测中，以三樘试件定级值的最小值为该组试件的定级值，按表3进行定级；工程检测中，三樘试件应全满足工程设计要求，最后根据试验结果制作出检测报告。

建筑外门窗抗风压性能分级表 表3

图3 测试杆件测点分布图

4 建筑外门窗抗压性能检测的注意事项

4.1 位移传感器的安装

建筑外门窗的抗风压检测中，需要根据受力情况确定测量点，在对应的测量点上安装位移计进行检测，而位移传感器的安装应尽可能的保持水平，否则会影响位移值的准确性，从而扩大变形测量误差。

4.2 受力杆件的材质

在进行建筑外门窗的工程施工中，需要用到受力杆件，通过对外门窗的使用强度进行验算，也就是说在这项施工中要求杆件的弯曲和形变不能超时规定和要求，门窗的受力杆件抗弯能力的测量主要是要求受力杆件能够在外部风力的作用下产生的变形度不能超过设计要求的标准，如果不满足要求的话，可以适当地增加门窗材料的外壁的厚度从而减少形变。

4.3 门窗的尺寸

门窗的尺寸对抗风压性能也有一定的作用，科学合理的外门窗设计能够增强门窗的抗风压性能，组成门窗的每个部件在使用的过程中都会受到力的作用，要找出门窗的主要受力构件，对主要的受力构件进行严格的结构计算，通过计算，如果受力构件的抗变形能力不符合要求的话，就可以通过增加受力构件的数量来增加抗变形的性能，从而达到抗风压性能的目的。

4.4 建筑物所处区域、开阔程度与自身高度

由于不同地区的基本风荷载水平不一样，譬如沿海地区的平均风荷载比内陆大；而且即使同一地区，地面空旷地区也比市中心建筑密集地区的风荷载水平要高；另外，建筑物承受的风荷载值会随着随着高度的增加而不断增大，抗风压性能要求也自然越高。因此，具体检测还要进一步明确建筑物周围的风荷载标准值。

5 结语

综上所述，建筑外门窗是目前建筑中不可缺少的一部分，其质量也能够直接影响建筑的质量，对人们的生活和安全也产生一定的影响。建筑外门窗的抗压性能检测在实际的施工检测过程中尤为重要，要严格检测外门窗的抗压性能，从而保证建筑的质量。不管是门窗的最初设计还是生产、安装以及后期投入使用的阶段，都需要严格把控其抗风压性能，增强责任意识，从而保证人们的生活安全，最大限度地提升建筑的质量，推动我国建筑行业的长远发展。