GB/T 7106-2019《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》修订研究

刘会华，邱 铭，单 波，万成龙，王洪涛

（中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

GB/T 7106-2019《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》［1］（以下简称“新标准”）已于 2019 年 12 月 20 日发布，并将于 2020 年 11 月 1 日实施，替代已经实施 11 年的 GB/T 7106-2008《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》［2］（以下简称“旧标准”）。该标准由中国建筑科学研究院有限公司负责编制，由全国建筑幕墙门窗标准化技术委员会（SAC/TC 448）归口管理。

本文全面对比研究了新旧标准在术语定义、检测原理、检测装置、气密性能检测、水密性能检测、抗风压性能检测和附录方面的修改内容。新标准中检测装置增加了空气收集箱测量空气渗透量，气密性能检测调整了加压检测顺序、修改了检测数据计算方法并新增了气密性能工程检测方法，水密性能检测调整了工程检测淋水量，抗风压性能检测新增了产品设计风荷载设计值Pmax（定级检测）和风荷载设计值P′max（工程检测）检测。通过对新旧版本标准内容对比，详细介绍了新标准的修订内容，对于相关门窗生产企业和检测机构更好地理解和应用新标准具有重要意义。

1 新旧标准对比

从标准名称、范围、规范性引用文件、术语和定义、检测原理、检测装置、检测准备、检测顺序、检测环境、气密检测、水密检测、抗风压检测、重复气密性能和重复水密性能检测、附录等方面在对新旧标准对比的基础上，详细介绍了新标准修订内容。

1.1 标准名称

新标准名称改为《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》，而旧标准的名称为《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》，与旧标准相比去掉了“分级及”，更加突出了新标准是一本检测方法标准。新标准删除了气密、水密、抗风压性能分级，分级指标引用产品标准 GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》［3］中的相关内容，避免两本标准可能出现的矛盾。

1.2 范围

新标准强调了检测对象只限于门窗或包含附框的门窗，不涉及其与建筑墙体等其他结构之间的接缝部位。与旧标准相比，检测对象增加了包含附框的门窗，接缝部位增加了不涉及与建筑墙体之间的接缝。新标准对检测对象范围的界定更为准确。

1.3 规范性应用文件

新标准增加了 GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》［3］，是因为新标准引用了该标准中气密、水密、抗风压性能定级。

1.4 术语和定义

1）新标准增加了空气收集箱（扣箱）的定义，由于新标准气密性能测试采用空气收集箱法测试，附加渗透量的测量区域为空气收集箱，与旧标准测试方法区别较大，相较于旧标准检测装置中增加了空气收集箱（扣箱），因此，增加了其用途和功能的定义说明，并在检测装置中提出了具体要求。

2）新标准删除了“严重渗漏”的定义，增加了“渗漏”的定义，即雨水渗入外门窗室内侧界面，把设计中不应浸湿的部位浸湿的现象称为渗漏。与旧标准相比，新标准对渗漏情况的界定更加简单明确，同时对建筑外门窗的水密性能要求更高，有利于促进门窗企业提升产品水密性能。

3）新标准对“抗风压性能”定义进行了修改。增加了在风压作用下，外门窗变形不超过允许值的要求（外门窗变形包括受力杆件变形和面板变形，允许值依据相关产品标准确定，如果是新材料，新工艺的，没有产品标准可以双方约定或按照旧标准基本规定执行），旧标准对此未做要求。相较于旧标准，新标准对外门窗的抗风压性能的要求更加严格，有助于提高门窗产品的抗风压性能。

4）新标准新增了模拟静压箱法定义。模拟静压箱法：利用供风系统，向压力箱内持续充气或抽气，使外门窗室内、外两侧维持指定的稳定压力差或按照一定周期波动压力差的方法。与旧标准相比，明确指出了采用模拟静压箱法对建筑外门窗进行气密、水密、抗风压性能检测，便于标准使用者深入了解标准的检测原理和检测装置。

1.5 检测原理

与旧标准相比，新标准新增了检测原理章节，有助于标准使用者了解掌握建筑外门窗气密、水密、抗风压性能的测试原理和方法，明确了气密性能检测通过空气收集箱收集并测量空气渗透量，对标准的应用具有重要意义。检测原理为：采用模拟静压箱法，对安装在压力箱上的试件进行气密性能、水密性能和抗风压性能检测。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。

1.6 检测装置

1.6.1 装置组成

新标准的检测装置与旧标准有着较大的区别，增加了空气收集箱，空气流量测量由供风管路处测量（旧标准）改为空气收集箱处测量（新标准）。与旧标准相比，新标准规定的装置附加渗透量小，气密测试数据精确，更有利于当今众多高气密性门窗测试。新旧标准检测装置示意图如图 1 和图 2 所示。

1.6.2 要求

图1 旧标准装置示意图

图2 新标准装置示意图

空气收集箱与压力箱连接且应有良好的密封性能，且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 500～800 mm。新标准对空气收集箱的深度做了具体的要求，主要是为了保证空气收集测量区域内气流的均匀性，提高空气渗透量测试数据的精确性。

淋水装置应满足在门窗试件的全部面积上形成连续水膜并达到规定淋水量的要求。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不应＜ 500 mm；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（定期对淋水装置进行校验）。与旧标准相比，新标准推荐采用锥角≥ 60° 的实心圆锥形喷雾喷嘴，目的是提高淋水装置的均匀性，保证在试件表面形成连续的水幕，确保检测结果的真实性。

1.7 检测准备

1.7.1 试件安装要求

新标准增加了对试件存放环境的要求，试件在安装前，应在环境温度≥ 5 ℃ 的室内放置≥ 4 h。主要是鉴于试件在运抵试验室前不知处于何种环境状况，因此对存放环境做了一个基本规定，尽量避免试件因热胀冷缩造成的性能测试结果不一致的情况。

新标准新增对试件安装状态的要求，指出试件应安装在安装框架上，应采取措施避免试件边框变形或开启扇无法开启。目前大多数检测设备安装试件都采用正面压紧方式，也就是需要通过压紧试件边框来实现固定，与实际工程安装有较大的区别。当门窗试件边框较窄，且型材强度不高的情况下，试件安装后，装有开启扇的一侧，可能出现开启扇不能正常开启和边框变形情况，这样就导致门窗气密等级下降，抗风压检测后无法明确判断开启扇不能正确开启的原因，对检测结果影响较大。现在比较常见的做法是安装附框来规避以上问题。

1.7.2 开启缝长和试件面积测量

本项为新标准新增内容，明确了开启缝长和试件面积的测量计算方法，消除了大家对开启缝长和试件面积理解上存在的歧义。相较于旧标准，新标准可操作性更强，便于理解。新增内容如下。

1）单扇开启的门窗开启缝长为扇与框的搭接长度；

2）无中梃的双扇平开门窗、双扇推拉门窗，两活动扇搭接部分的缝长按一段计算；

3）无附框的试件面积应按其外框外侧包含的面积计算；门窗安装附框时，试件面积应按附框外侧包含的面积计算。

1.8 检测顺序

新标准在定级检测顺序中增加了产品设计风荷载标准值 P3、产品设计风荷载设计值 Pmax检测。增加工程检测顺序：工程检测应按照气密、水密、抗风压变形（40 % 风荷载标准值）P′1、抗风压反复加压（60 % 风荷载标准值）P′2、风荷载标准值 P′3、风荷载设计值 P′max的顺序进行。（注：工程有要求时，可在风荷载标准值风荷载标准值 P′3后，增加重复气密性能、重复水密性能检测）。

对比新旧标准对检测顺序的要求可以看出，新标准用产品设计风荷载标准值 P3代替了旧标准中的安全检测 P3，增加了产品设计风荷载设计值 Pmax检测、工程检测顺序，在有要求的情况下可进行重复气密和水密性能检测。相较于旧标准，新标准更加符合实际工程需要，而且对建筑门窗的安全性能提出了更高的要求。

1.9 检测环境

新标准将旧标准中的“检测安全要求”修改为检测环境，并增加了对检测场所和环境温度的要求，具体条款如下：检测应在室内进行，且应在环境温度≥ 5 ℃ 的试验条件下进行。规定在室内进行是考虑到气候环境（风、雨、雪等）会对试验结果产生不利影响，主要是为了保证试验结果的准确性。

1.10 气密检测

1.10.1 检测步骤

新标准在检测步骤方面进行了较大的修改，修改了检测加压顺序，且增加了气密工程检测部分内容，更加符合实际工程需要。下面通过新旧标准加压顺序示意图可以直观看出两者不同之处，如图 3～图 5 所示。

通过图 3～图 5 可以看出新标准在加压顺序方面增加10、30、70 Pa 检测级别，且新增了气密工程检测。对于有工程要求的试件，可直接加压至其设计值来验证是否满足工程要求。

图3 旧标准气密性能加压顺序示意图

图4 新标准定级检测气密性能加压顺序示意图

图5 新标准工程检测气密性能加压顺序示意图

1.10.2 检测数据处理

1）旧标准数据处理。利用升压和降压过程中在100 Pa 压力差下附加空气渗透量测定值的平均值和总空气渗透量测定值的平均值，通过旧标准中公式（1）～（4）计算出 100 Pa 压力差下单位缝长空气渗透量和单位面积空气渗透量，10 Pa 压力差下的单位开启缝长空气渗透量值和单位面积空气渗透量值由其对应的100 Pa 压力差下的数值除换算系数 4.65 经验值得出，作为气密性能分级指标值。

定级方式：将三樘试件的正、负单位缝长空气渗透量和单位面积空气渗透量分别平均后对照分级“表 1 建筑外门窗气密性能分级表”（见旧标准），确定按照缝长和按面积各自所属级别。最后取两者中的不利级别为该组试件所属等级。正、负压分别定级。

2）新标准定级检测数据处理。新标准气密数据计算采用最小二乘法线性回归计算。计算过程是采用升压和降压过程中 10、30、50、70 Pa 和 100 Pa 压力差下的空气渗透 量的平均值，通过新标准中公式（1）～（2），计算出标准状态下试件在各个压力差下的空气渗透量 qΔP，再用式（1）所提供的回归方程计算出 k，c，并利用式（2）计算出 10 Pa 压力下的空气渗透量 q′，具体计算方法见附录 C.2。用 q′分别除以开启缝长和单位面积作为分级指标。

采用回归计算出的±10Pa压下差的值±q′，按式（3）或式（4）计算 ±q1值或 ±q2值。

式中：q1为 10 Pa 作用压力差下单位缝长空气渗透量值，m3/（m·h）；q2为10 Pa 作用压力差下单位面积空气渗透量值，m3/（m2·h）；l 为开启缝长；A 为单位面积。

定级方式：将三樘试件的 ±q1值或 ±q2值的最不利值，依据现行国家标准 GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》确定按照缝长和面积各自所属等级。最后取两者中的不利级别为该组试件所属等级。正、负压分别定级。

3）新标准工程检测数据处理。分别计算出在设计要求的压差下的附加空气渗透量测定值 qf和总空气渗透量测定值 qz，则试件在该设计压力差下的空气渗透量qt，按式（5）进行计算：

然后按照相应公式计算试件在该设计压力差下的单位开启缝长空气渗透量 q1和单位面积空气渗透量 q2，正压、负压分别进行计算。三樘试件正、负压按照单位开启缝长和单位面积的空气渗透量均应满足工程设计要求，否则应判定不满足工程设计要求。

通过以上对比可以看出，新标准在气密检测章节做了大幅修改，调整了检测加压步骤、修改了气密数据处理方法、新增了工程检测内容，主要是为了使新标准同国外标准的计算方法尽量一致，便于试验结果的国际互认，旧标准中 100 Pa 空气渗透量换算为 10 Pa 空气渗透量的系数 4.65，是经验参数，由于设备精度、试件构造、开启方式等对系数均有影响，为尽量减少误差，采用了更加科学的最小二乘法线性回归计算方法进行数据处理，使检测结果更加精确。本章节变化较大，应引起标准使用者的重视，及时了解并掌握该部分内容，详细计算过程参照新标准附录 C 中“气密性能检测压力差与空气渗透量回归计算方法”。

1.11 水密检测

相较于旧标准，新标准做了以下几项修改。

1）新标准对水密渗透状态的判定进行了调整，通过表 1 可看出，旧标准对于渗漏状态的判定较为困难，人为因素影响较大。新标准对渗漏情况的界定更加简单明确，同时对门窗的水密性能要求更高。

2）新标准调整了工程检测淋水量。我国幅员辽阔，涵盖多个气候分区，各地年降水量不同，尤其是沿海地区和内陆地区差异较大。旧标准稳定加压法工程检测的淋水量均为 2 L/（m2·min），不能反映各地的实际情况，针对于此，新标准调整了淋水量，具体调整为：年降水量≤ 400 mm 的地区，淋水量为 1 L/（m2·min）；年降水量为 400～1 600 mm的地区，淋水量为 2 L/（m2·min）；年降水量＞ 1 600 mm 的地区，淋水量为3 L/（m2·min）。年降水量地区的划分按照 GB 50178-1993《建筑气候区划标准》的规定执行。

表1 新旧标准水密渗漏状态对比表

3）修改了水密性能检测结果的判定方法。旧标准判定方法：一般取三樘检测值得算数平均值。如果三樘检测值中最高值和中间值相差两个检测压力等级以上时，将该最高值降至比中间值高两个检测压力等级后，再进行算数平均。如果 3 个检测值中较小的两值相等时，其中任意一值可视为中间值。按照“建筑外门窗水密性能分级表”定级。

新标准判定方法：以三樘试件中水密性能检测值的最小值作为水密性能定级值，并根据 GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》定级。

举例说明新旧标准水密数据处理差别。

例：三樘试件的水密检测值分别为：100、150、200 Pa。按照旧标准的判定方法，计算三樘试件的水密定级值为（100+150+200）/3=150 Pa。新标准的水密定级值采用三樘水密检测值的最小值 100 Pa 作为定级值。

通过以上对比可以看出，新标准对渗透状态的判定更加简单明确，淋水量的调整更加符合工程的实际情况，检测数据判定更加直观，对建筑外门窗的水密性能要求且更加严格，有利于提升门窗产品水密性能。

1.12 抗风压检测

新标准对检测项目、检测加压顺序、变形检测和检测结果评定进行了相应的调整和修改。

1.12.1 检测项目

新标准对安全检测进行了修改，其中定级检测的安全检测包含产品设计风荷载标准值 P3检测、产品设计风荷载设计值 Pmax（Pmax取 1.4 P3）检测。工程检测的安全检测包含风荷载标准值 P′3检测和风荷载设计值 P′max（P′max取 1.4 Wk）检测，风荷载标准值Wk的确定方法见现行国家标准 GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》。

与旧标准相比，新标准对试件安全检测增加了产品设计风荷载设计值 Pmax（Pmax取 1.4 P3）检测，对工程检测增加了风荷载设计值 P′max（P′max取 1.4 Wk）检测，对试件的安全性能要求更严格。

1.12.2 检测加压顺序

新旧标准检测加压顺序区别如图 6、图 7 所示。

图6 旧标准抗风压性能检测加压顺序图

图7 新标准抗风压性能检测加压顺序图

相较于旧标准，新标准在定级检测增加了产品设计风荷载设计值 Pmax（Pmax取1.4 P3）检测级别，工程检测增加了风荷载设计值 P′max（P′max取 1.4 Wk）检测级别。对建筑外门窗抗风压性能指标提出更高的要求，大大提高了建筑外门窗使用的安全性，对保障人民的生命和财产安全具有重要作用。应引起门窗企业的重视，及时调整设计方案，生产满足新标准要求的安全门窗。

1.12.3 变形检测

新标准增加了工程检测时的变形检测章节，对其进行了详细地叙述，规定了检测顺序、检测过程、检测数据的处理和过程记录，便于使用者理解和使用。操作步骤如下。

1）先进行正压检测，后进行负压检测。

2）工程检测时检测压力分级升降。每级升、降压力不超过风荷载标准值的 10 %，每级压力作用时间≥10 s。压力的升、降直到任一受力构件的相对面法线挠度值达到规定的最大面法线挠度（角位移值），或压力达到风荷载标准值的 40 %［对于单扇单锁点平开窗（门），风荷载标准值的 50 %］时为止。

3）记录每级压力差作用下的面法线挠度值（角位移值），利用压力差和变形之间的相对线性关系求出变形检测时最大面法线挠度（角位移）对应的压力差值，作为变形检测压力差值，标以 ±P′1。当 P′1小于风荷载标准值的 40 %［单扇单锁点平开窗（门），风荷载标准值的 50 %］时，应判为不满足工程设计要求，检测终止；当 P′1大于或等于风荷载标准值的 40 %［单扇单锁点平开窗（门），风荷载标准值的 50 %］时，P′1取风荷载标准值的 40 %［单扇单锁点平开窗（门），风荷载标准值的 50 %］。

4）记录检测中试件出现损坏或功能障碍的状况和部位。

1.12.4 检测结果评定

旧标准在定级检测的评定中指出，如经检测，试件未出现损坏或功能障碍，注明 ±P3。检测过程中如试件出现损坏或功能障碍，均以该压力差值的前一级作为分级指标值 P3，以 P3作为定级值。

新标准在定级检测评定 P3的方法为：产品设计风荷载标准值 P3检测时，试件未出现功能障碍和损坏，且主要构件相对面法线挠度（角位移值）未超过允许挠度，注明 ±P3值；如试件出现功能障碍或损坏，以试件出现功能障碍或损坏所对应的压力差值的前一级压力差值作为 Pmax值，按 ±Pmax/1.4 中绝对值较小者进行定级。产品设计风荷载设计值 Pmax检测时，试件未出现功能障碍或损坏时，注明正、负压力差值，按 ±P3中绝对值较小者定级；如试件出现功能障碍或损坏时，按±P3/1.4 中绝对值较小者进行定级。下面举例说明新旧标准抗风压定级值 P3差异。

例：某试件正压定级检测压力差 P3为 2 000 Pa。

按照旧标准确定的分级值为 2 000 Pa。等级为 3 级。

按照新国标，需进行产品设计风荷载设计值 Pmax（1.4 P3=2 800）检测，当试件未出现功能障碍和损坏，且主要构件相对面法线挠度（角位移值）未超过允许挠度时 P3值为 2 000 Pa，与旧标准相同；当检测压力差为2 800 Pa 时发生损坏，以 P3/1.4（2 000/1.4=1 429）作为定级值，按照 GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》定级为 1 级。

通过新旧标准比较可以看出，旧标准以 P3值作为定级值，新标准在完成产品设计风荷载标准值 P3检测后，还要进行产品设计风荷载设计值 Pmax（1.4 P3）检测，当试件未出现功能障碍和损坏，才能以 P3值定级。新标准不仅提高了试件的安全检测压力值，且需同时满足检测过程中主要构件相对面法线挠度（角位移值）不能超过允许挠度。新标准对门窗试件的抗风压性能要求更高更加严格。

1.13 重复气密性能和重复水密性能检测

新标准增加了重复气密性能和重复水密性能检测，测试方法同气密检测和水密检测。以上两项检测属于选做项，当定级检测或工程检测有要求时，可在产品风荷载设计标准值 P3（P′3）后，增加重复气密性能、重复水密性能检测。目的是测试门窗产品在实际使用过程中，经过较高的风荷载压力冲击后，其气密和水密性能有无下降，为门窗企业提供参考数据，以便于提高门窗产品的整体质量。

1.14 附录

新标准增加了资料性附录 C 线性回归计算方法，详细介绍了计算原理、气密性能检测压力差与空气渗透量回归计算方法和抗风压性能检测的变形检测阶段的压力差和面法线挠度值（角位移值）回归计算方法，并分别进行了示例说明。便于标准使用者理解和掌握气密检测数据的计算原理和抗风压性能检测变形压力值 P1值计算方法和过程。

2 结论

1）GB/T 7106-2019《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级检测方法》标准在术语定义、检测原理、检测装置、气密性能检测、水密性能检测、抗风压性能检测和附录均作了调整和修改，尤其是检测装置增加了空气收集箱测量空气渗透量。

2）气密性能检测调整了加压检测顺序，数据处理采用更加科学的最小二乘法线性回归计算方法，新增了气密工程检测方法。

3）水密性能检测调整了工程检测淋水量。

4）抗风压性能检测新增了产品设计风荷载设计值 Pmax（定级检测）和风荷载设计值 P′max（工程检测）检测。

5）GB/T 7106-2019《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级检测方法》相较于 GB/T 7106-2008《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》标准有了大幅修改。现有的门窗三性（气密、水密、抗风压）检测设备大多依据的旧标准，均无法满足新标准对检测装置的要求，应引起各门窗生产企业和工程质量检测机构的重视，及时更新检测设备和升级检测程序。