新旧建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法的对比分析

黄亮亮 深圳市房屋安全和工程质量检测鉴定中心工程师

目前，随着我国市场经济的快速发展，建筑外门窗的种类也逐步增多。与以往相比，研发人员从气密、水密、抗压性、防火、隔热和保温方面对建筑外门窗进行了改进，使相关产品更符合现今市场需求，不仅有效保障了居民的生活质量，还减少了由外门窗建筑材料引发的安全事故[1-2]。

为保证建筑质量安全，国家制定了《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》（GB/T 7106-2008）等一系列规范[3]。随着建筑市场经济、材料、工艺等不断发展创新，建筑外门窗的检测标准也做出了调整，国家制定了更符合市场变化规律的新标准，《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》（GB/T 7106-2019）随之产生[4]。

本文以建筑外门窗新旧标准为依据，全面分析新标准相比旧标准在气密、水密和抗风压性上的变化。新标准中，气密性检测调整了加压检测顺序，订正了性能工程检测方法；水密性能检测调整了工程检测渗水量；抗风压性能检测新增了产品风荷载设计工程检测。与旧标准相比，新标准简化了操作流程，增加了检测项目，订正了检测限标准，使气密、水密和抗风压性检测的数据精度稳步提升，有助于建筑行业的健康发展。

1 窗气密、水密、抗风压概述

1.1 窗气密

建筑外门窗的气密性是指阻止空气渗透的能力，是衡量外窗保温性和稳定性的重要检测指标之一。相关研究表明，目前因气密性不足引起建筑热能损失约占30%，而气密性的安全程度直接关乎冷风、热能交互损失，其等级越高，热能损失越小，气渗透率越低表明外门窗的质量越好。

1.2 水密

如果外门窗由于受到雨水侵蚀而出现水密性下降，不仅会影响室内温度，还会发生大面积渗漏现象，给住户生活造成严重不便。

1.3 抗风压

建筑外门窗的抗风压性极为重要，若门窗因风力作用过大，致使压力超过外门窗的承受力，将会导致外部杠杆永久变形，外门窗玻璃会出现爆裂、外门窗脱落等现象。此外，抗风压性能是建筑外门窗三要素（气密、水密、抗风压）检测中的应用难点和安全指标。为保障外门窗不发生损坏，必须加强外门窗抗风压性检测，以确保外门窗的性能符合国家标准。

2 检测项目和方法

2.1 检测项目

与旧标准相比，新标准检测中增加了指标原理分析，有助于施工者和居民有效掌握外门窗气密、水密、抗风压性能的测试原理和方法。新标准中优化订正了气密检测方法（主要通过空气收集箱收集并测量空气渗透量），提高了建筑外门窗气密性检测精度，降低了检测难度。

2.2 性能测试方法

本文采用模拟静压箱法对外门窗气密性、水密性和抗风压性进行分析，抗风压性测试原理如式（1）至式（3）所示。

式中，a表示截距，b表示斜率，r表示相关系数，n表示检测组数，xi、yi表示x、y的检测值，x—和y—表示x、y的平均值。

气密性能检测即在稳定压力差状态下通过空气收集箱收集并测量试件的空气渗透量，其计算公式如式（4）所示。

式中，ΔL为外门、外窗在ΔP压力下的漏风量，选取A、a和B、b对应相应级别的数据。

3 新旧对比分析

3.1 分析流程

本文从名称、标准术语、检测设备装置、检测原理、检测要素、检测顺序和检测重复性等方面对比分析了建筑外门窗气密、水密和抗风压性的变化情况。第一，标准名称方面，更改为《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》，相比旧标准，新标准的检测方法和技术更全面，同时删除了旧标准中的气密性、水密性、抗风压性能分级，消除了标准间的矛盾，强化了标准的统一性。第二，与旧标准相比，新标准的检测标准、检测要素和检测顺序更加具体，如新标准强调外门窗三指标检测对象仅限于门窗等，不涉及周边墙体建筑物，同时引入《建筑幕墙、门窗通用技术条件》（GB/T 31433-2015）中的定级方法，标准条件更加明确。第三，新标准对检测专业术语和定义进行了修正，如增加了扣箱定义、模拟静压箱法定义、渗漏等多种词汇定义。与旧标准相比，新标准中的基本定义、渗透量情况界定更加明确，重复性检测进一步改良，提出采用模拟静压箱法检测建筑外门窗的水密、气密和抗风压性能，提升了检测施工的精度，更有利于施工者掌握建筑外门窗三要素的检测机理。第四，与旧标准相比，新标准采用模拟静压箱法对安装在压力箱上的试件进行三要素性能检测。

3.2 气密性对比分析

旧标准下，气密性能检测主要通过在100 Pa 压力差下，对附加空气渗透测定平均值和总空气渗透量测定的平均值进行计算，进而得到在100 Pa 和10 Pa 下的单位缝长空气渗透量和面积渗透量。目前，新标准则主要通过偏最小二乘回归法进行计算，同时将压力差下按等级划分为10 Pa、30 Pa、50 Pa、70 Pa和100 Pa 几个等级下的空气渗透量均值，并按照回归方程计算出在10 Pa 压力下的空气渗透量指标，将空气渗透量除以单位缝长空气渗透量和面积渗透量作为分级指标。

3.3 水密性对比分析

从表1 可以看出，旧标准依照不同等级对外门窗渗漏现象进行分级。与旧标准相比，新标准调整了水密性持续出现位置及标准措施，减少了渗漏现象，保障了居民安全，同时使判定渗漏的方法更加简易，对水密性能要求更高。同时，在新标准中调整了检测水密性的方法，旧标准将水密性的平均值作为检测结果进行定级，但在新标准中将检测值中的最小值作为水密性能的定级标准，进一步提高了建筑外门窗的安全性。

表1 旧标准下的建筑水密状态

3.4 抗风压性对比分析

抗风压性是外门窗三要素中最关键的因素。为此，本文通过图1、图2 对新旧建筑外门窗抗风压性能加压测试进行分析。由图1 可知，旧标准下加压测试复杂，过程包括预备加压、变形检测、反复加压检测和工程检测定级。其中，预备加压和变形检测需要重复进行一次，造成过程复杂，同时设备和人为因素参与过多，造成检测定级时的精准度难以保障。抗风压性能检测过程也越来越简单，主要分为变形检测、反复加压测试和安全测试，通过重复多次检测保障了外门窗的安全性能，而且增加了安全性能测试修改。

图1 抗风压旧标准加压性能检测图

图2 抗风压新标准加压性能检测图

4 结语

根据新旧建筑外门窗调整标准，新标准相比较旧标准，在名称、规范性、标准术语和检测原理等方面进行了优化调整。在新标准中，水密性重点调整渗透量、雨量和工程检测淋水量；抗风压性优化了加压重复检测步骤，新增变形检测和安全检测；气密性通过最优算法（偏最小二乘法）优化处理了检测数据。新标准的调整，不仅顺应了建筑外门窗市场发展的新要求，还能使建筑外门窗检测过程更易理解和操作。