建筑外门窗气密水密性能检测设备技改

建筑外门窗气密水密性能检测设备技改

陈俊

广州市建筑材料研究所有限公司

摘要：已实施GB/T 7106-2019《建筑外门窗气密,水密,抗风压性能检测方法》(以下称新标)替代GB/T 7106-2008 (以下称旧标)许多修改。本文通过改标后对涉及气密,水密性能检测方法、检测设备部分装置影响分析，通过调研部分供应商相关设备、国內同类检测设备现状和使用经验，找出实施新标急需解决的部分设备关键技术重点。对我司在用检测设备基础上，提出进行技改建议，并在技改过程中实施,取得预期效果，满足新标相关指标检测精度要求。

关键词：气密： 水密： 空气收集箱： 压力箱： 检测设备： 淋水装置

1.在用建筑外门窗检测设备改造必要性

随着技术进步和产品升级，国家标准对建筑外门窗气密、水密、抗风压三项物理性能的检测方法同步进行了升级。建筑外门窗能直接影响到建筑物的安全、环保、节能等方面，在销售应用、安装使用之前，应进行性能测试,判定是否满足质量需求。通过对国家实验室以及省內广州、深圳、中山、肇庆等市建筑外门窗相关检测设备考察及技术资料研究，发现由于标准更新，有相当部分检测实验室检测手段、技术设备、精度指标仍未能达到新标检测精度要求，进行工艺更新和设备性能提升，以确保满足新标需要。

2.似进行技改检测工艺设备重点介绍

本次技改以新标相关内容、机电设备的国家、行业标准为依据；参照在用囯内同类检测设备的技术考察及使用经验进行。主要围绕建筑外门窗气密、水密物理性能，从检测工艺原理、检测设备、试件安装要求及具体检测方法等方面进行。技改主要涉及设备部分:气密性能检测用空气收集箱；水密性能检测用淋水装置系统。新标中相关条文 5．1 组成检测设备由压力箱、空气收集箱、试件、安装框架、供压装置(包括供风设备、压力控制装置)、淋水装置及测量装置(包括空气流量、差压及位移测量装置)组成。(检测设备构成示图1)

3.气密性能检测用空气收集箱技改內容

新标工艺设备与旧标比较,检测设备构成多了空气收集箱，把测试箱体进气口空气流量测量装置改在空气收集箱外侧进行测量，通过空气收集箱泄漏空气量来确定试件气密性，提高了测量精度。 

3.1对空气收集箱具体要求:新标5．2中论述对压力箱的要求：开口尺寸应能满足试件安装的要求，压力箱开口部位的构件在承受检测过程中可能出现的最大压力差时，开口部位构件的最大挠度值不应超过5mm或l／1000，同时应具有良好的密封性能且以不影响观察试件的水密性为最低要求。空气收集箱与压力箱连接且应有良好的密封性能，在气密性能检测过程中箱体尺寸不应发生变化，空气收集箱深度宜为500mm～800mm。

3.2空气收集箱制作及技改应用难点

①我司在用检测压力箱开口尺寸较大，达3.6m宽4.5m高。空气收集箱开口同压力箱开口尺寸，收集箱主要用60x4方钢作骨架及2.5mm冷轧钢板密封焊接制作，深度700mm，能满足箱深度和构件受力不超挠度和尺寸不发生变化要求，收集箱开口周边用厚22mm钢板制作方框，焊接在箱体上，作为与压力箱开口周边对接边框，在对接边框平面上，加工有环绕周边凹槽,凹槽内安装充气密封圈。

②由于空气收集箱较重且大,为避免用推动万向轮走地方式与压力箱对接难准确通病，保证两箱对接准确，收集箱底部设四个承重滚轮，配套90°V形槽设计直线运动导轨，用导向轮行走方式对接。收集箱开口边框与压力箱开口周边对接湊紧问题，采用压力箱开口周边均布固定16个旋转压紧气缸，扣紧收集箱开口边框方法。

③压力箱开口周边与收集箱开口边框相互对接缝易漏气(由于加工精度和安装、工作环境等原因，空气收集箱开口边框与压力箱体开口周边金属边框对接，不可避免存有局部间隙，变化范围约1-5mm)是各地相关检测实验室普遍存在问题，通常采用贴海绵胶条方法作密封件解决，当两箱开口对接扣紧时，需要较大且均勻挤压力密封件才能达到密封效果。如果密封面局部不平或硬化失去弹性会达不到密封效果,从而增加附加空气渗透量,超出新标要求，影响气密性测量精度。改进方法在收集箱开口对接边框平面上，在环绕周边凹槽内安装充气M15型中空充气密封圈,当充气时,密封圈中间部分向外胀，弹性紧贴已扣紧对接压力箱开口周边与收集箱开口对接密封面缝隙,在恒定压力作用下,不论压力箱与收集箱在正或负压下运行,均能提供随动压紧密封效果，试验完毕通过气嘴排出密封圈气体，膨胀部分受橡胶弹性作用自动回缩到凹槽内，恢复自然状态与密封面脱离。

(充气密封圈规格照片)

④上述②③所用旋转压紧气缸扣紧、充气密封圈，需要压缩空气源分别提供压力及流量，旋转压紧气缸需足夠的恒定压紧力；充气密封圈使用时充气由低压开始逐渐递增，达到密封效果为止，且不超过它使用压力。所需压缩空气系统，按下面原理图制作提供。(气动系统原理图4)

⑤新标把旧标测试箱体进气口空气流量测量装置改在空气收集箱外侧，通过空气收集箱泄露空气量来确定试件气密性。新标7．3.1 渗透量检测要求附加空气渗透量不宜高于总空气渗透量的20％。新标5．2.6空气流量测量装置的测量误差不应大于示值的5％。调研发现许多在用空气流量测量设备计量校准时，特别是流量较低或较高時(试件和开启部分面积大小及设计不同,测量值范围从几立方至数百立方/小时)测量值显示波动很大，主要原因是管道未能流出稳定的气流和风速计量程內测量精度不足。针对这个问题，我们选用EE-75取代EE-65风速计，大幅提高仪器测量精度(EE风速计性能见表1)

另外，在测量管段入口和出口处内壁设置薄壁光滑小管束组成的导流装置,从而稳定管内气流、降低干扰，提高测量稳定性。

4.水密性能检测用淋水装置及系统要求

新标工艺设备与旧标比较:主要是修改了水密性的工程淋水量，水密性能检测依据全国年降雨量调整工程检测淋水量；旧标淋水量仅有2、3L/㎡.mim，新标8.3.2淋水量分别有1、2、3L/㎡.mim。

4.1 对淋水装置系统要求：新标5．2．5 淋水装置应满足在门窗试件的全面积上形成连续水膜并达到规定淋水量要求；淋水装置宜采用锥角≥60°的实心圆锥形喷雾喷嘴，喷嘴布置应均匀，各喷嘴与试件的距离宜相等且≥500mm；淋水装置的喷水量应能调节，并有措施保证喷水量的均匀性。

4.2淋水装置技改难点及系统技改

①淋水装置要在规定淋水量、用喷水锥角≥60°的实心圆锥形喷雾喷嘴喷水；喷在试件面积上形成连续水膜情况下达到要求。首先要确认压力箱开口面积(3.6x4.5m=16.2㎡)在1、2、3L/㎡.mim时,对应水总流量是16.2、32.4、48.6L/mim,即在这范围内可调,并能喷出满足锥角和形状适合的喷嘴，经调研实践和订制优选，找到能通过喷水压力调节方法能达到要求的喷嘴。下面是实心圆锥形喷雾喷嘴，喷水压力与流量、喷流角度关系实测数据(压力流量性能见表2)                                   

表2

②喷嘴均匀布置：采用相互间距600mm,安装在淋水装置的喷水架上,水架设7条独立橫向水管，毎条横列安装5个喷嘴,共35个,橫向水管与对应高度的给水分管(因每排喷嘴安装高度不同，带来喷淋压差,需各自经精密减压阀微调给水压，使上下排喷水压力相同)用软管连接,喷水架用吊挂锁紧装置，分别吊挂在压力箱内顶及中部操作平台下，吊挂处通过滑轨前后可调节与被测试件距离在300-1000mm之间,并能定位锁定,能达到新标5．2．5 各喷嘴与试件的距离相等且≥500mm,喷嘴布置应均匀要求。取(表2)中1.39(0.68MPa)升/分和0.46(0.07MPa)单个喷水量，35个喷嘴总量在16.1-48.65升/分，符合喷水量范围、锥角和形状，同时能满足淋水校验装置校准要求。

③淋水装置应能通过调节喷水压力达到上述要求，装置主要由变频恒压智能控制柜、压力传感器、水泵、精密减压阀、喷淋架、喷嘴装置等组成。

5.结束语：在用建筑外门窗性能实验室检测设备，可通过相应系统技改，提高检测精度，使检测获取的数据更加可信准确，能达到新标检测精度要求，确保检验结论的准确性。技改方案具体制定，应找出要解决关键技术重点，有针对性采取工艺技术方法逐一解决，这样有利于目标顺利完成。今后希望与其它检测机构同行探讨交流，共同进步，达到更好地理解和应用执行新标准目的。