建筑外门窗检测标准及其实现专业测试月

1、 建筑外门窗检测标准及其实现 The Test Methods and Implementation for Building Eternal Windows and Doors赵林 李岩 沈阳理工大学, 辽宁 沈阳 11016 Zhao Lin Li Yan (ShenYang LiGongUniversity, Shenyang 110168, China)摘要: 本文介绍了2009-03-01实施的建筑外门窗气密性、水密性、抗风压性能分级及检测标准，及与旧标准的区别。并且给出了用Vacon变频器实现新标准的门窗试验机的设计方法。关键词: 变频器； 门窗试验机；中图分类号：TP273 文献

2、标识码：A Abstract: This Paper introduce Graduations and test methods of air permeability , watertightness ,wind load resistance performance for building external windows and doors, and difference with the old motheds. Proposed the design method of Mechine For Windows and Doors with Vacon frequency inve

3、rter.Keywords: Frequency Inverter ; Test Mechine For Window and Door1 门窗检测新标准门窗试验机应用于工厂、建筑工程质量检验站、建筑公司、产品质量检验所、科研院所等的生产检验、开发研究等，国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布了新标准，GB/T 7106-2008 建筑外窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法，在2009年3月1日开始正式实施。本标准与以前的标准相比主要修改内容如下:将建筑外窗、外门的气密、水密、抗风压性能分级及检测方法标准合一。外门的性能分级、检测方法均与外窗统一。修改了水密、抗风压性能最高级

4、别的表示方法。明确了单扇单锁点门窗抗风压性能检测的测点布置及挠度计算方法。明确了采用不同玻璃时外门窗杆件及玻璃最大允许挠度的检测方法。修改了气密性能检测的精度要求。修改了气密性能分级表。一增加了气密性能检测装置、淋水系统的校准方法。一附录中增加了检测报告示例。新标准适用的范围：本标准规定了建筑外门窗气密、水密及抗风压性能的术语和定义、分级、检测装置、检测准备、气密性能检测、水密性能检测、抗风压性能检测及检测报告。本标准适用于建筑外窗及外门的气密、水密、抗风压性能分级及试验室检测。检测对象只限于门窗试件本身,不涉及门窗与其他结构之间的接缝部位。标准要求：预备加压：在正、负压检测前分别施加三个压力

5、脉冲。压力差绝对值为500Pa,加载速度约为100Pa/s。压力稳定作用时间为3s,泄压时问不少于1s。待压力差回零后,将试件上所有可开启部分开关5次,最后关紧。气密性检测：压力分别为±50Pa、±100Pa、±150Pa、±100Pa、±50Pa，每个台阶保持时间为10秒。水密性稳定加压法：按以下步骤操作: a) 淋水:对整个门窗试件均匀地淋水,淋水量为2L/(m2.min)。b) 加压:在淋水的同时施加稳定压力。定级检测时,逐级加压至出现严重渗漏为止。工程检测时,直接加压至水密性能指标值,压力稳定作用时间为15min或产生严重渗漏为止。c)

6、 观察记录:在逐级升压及持续作用过程中,观察并记录渗漏状态及部位。表1 稳定加压顺序表表1 稳定加压顺序表加压顺序1234567891011检测压力/Pa 0100150200250300350400500600700持续时间/min105555555555水密性波动加压法：按以下步骤操作：a) 淋水：对整个门窗试件均匀地淋水,淋水量为3L/(m2· min)。b) 加压：在稳定淋水的同时施加波动压力，波动压力的大小用平均值表示，波幅为平均值的0.5 倍。定级检测时，逐级加压至出现严重渗漏。工程检测时，直接加压至水密性能指标值，加压速度约100P/s，波动压力作用时间为15min或产

7、生严重渗漏为止。c) 观察记录:在逐级升压及持续作用过程中,观察并记录渗漏状态及部位。表2 波动加压顺序表表2 波动加压顺序表加压顺序1234567891011波动压力值/Pa上限值 01502303003804505306007509001050平均值0100150200250350350400500600700下限值05070100120150170200250300350波动周期/s35每级加压时间/min5抗风压正负压检测 压力分别为±250Pa、±500Pa、±750Pa、±1000Pa、±1250Pa、±1500Pa、&#

8、177;1750Pa、±2000Pa每个台阶保持时间为10秒。目前的门窗试验机普遍存在着效率低、能耗大、噪音大、生产工艺复杂等缺点。针对国标新标准，我们开发了满足标准的门窗试验机, 采用高性能VACON变频器，开发出专用软件。我们研制的微机控制门窗试验机满足最新国家标准要求，具有动态风压控制功能，完成门窗的三性检验。成本低、控制精度高、简化生产调试过程、可靠性高、噪音低等优点。本系统能自动完成门窗检测仪的风压控制：预备加正负压检测、气密性检测正负压检测、水密性稳定检测、水密性波动检测、抗风压正负压检测、重复检测正负压检测、定级检测正负压检测。位移检测。气密性检测及进行等级计算。并打印

9、出监测数据。2 新标准下的门窗试验机组成微机控制门窗试验机由微机、具有可编程功能的VACON变频器，交流电动机，鼓风机，静压箱，传感器等组成，配有风机压力控制专用软件。上位微机主要完成数据处理、图形处理、数据管理、控制试验过程。风压控制由变频器直接控制风机转速达到控制风压。3 变频器控制风压系统设计原理由于控制系统要求多段风压控制，控制时必须采用闭环控制，普通变频器只有八段速控制，达不到要求，只能采用传统的风阀控制方法，缺点是噪音大、耗能。利用VACON变频器具有可编程功能，用模块化编程工具Vacon NC1131-3 Engineering。它包含了基本功能模块和高级功能模块，如各种滤波器，

10、PI控制器和积分器。NC1131-3可以创建参数，故障信息和其他与应用相关的特性。开发其专用程序，用变频器直接控制风机，达到控制风压要求。系统控制模式通过编程实现，变频器具有两个标准模拟电流输入端，六个开关量输入端，一个模拟量输出端，两个继电器输出端，一个集电极开路输出端。变频器控制风压系统框图如图1变频器控制器电动机鼓风机风压风压设定图1 变频器控制系统框图风压检测采用输出为4mA20mA电流信号的压力传感器，为提高精度，选用±6000Pa, 01500Pa, ±600Pa三块压力传感器。预备加压正负压检测, 气密性检测正负压检测采用±600Pa 压力传感器。水

11、密性稳定检测和水密性波动检测采用01500Pa压力传感器。抗风压正负压检测采用±6000Pa 压力传感器。风压设定通过变频器的DIN2,DIN4,DIN5,DIN6开关量输入端设定，四个开关量可确定16个工作模式，每种工作模式对应一种压力检测。每种压力检测的压力设定和工作时间由变频器编程实现。3.1 变频器输入信号设置如图2，变频器输入端子接线图，由变频器+24V电源给压力传感器供电，传感器输出电流4mA-20mA送给变频器的AI2+端子，AI2-端子接+24V的地。DIN1端子接变频器启动/停止开关，控制变频器启动停止。DIN2 DIN6 DIN5 DIN4 端子分别接控制模式开关

12、K8 K4 K2 K1，控制模式见表1。DIN3端子接开关K，用于在检测中跨过当前检测段。L1 L2 L3 为交流三相380V电源输入端。R+ ，R- 连接制动电阻。U V W 连接三相交流电动机。3.2 变频器控制模式设计把风压控制设置成12个控制模式，对应于风压控制要求。为检测变频器是否正常工作，设置控制模式12，开环固定频率输出。为对压力表校正设置控制模式15。各模式功能和采用压力表如下：控制模式0：预备加正压检测 . 采用±600Pa表（420mA）压力信号。控制模式1：预备加负压检测 采用±600Pa表（420mA）压力信号。控制模式2：气密性检测正压检测 采用&

13、#177;600Pa表（420mA）压力信号。控制模式3：气密性检测负压检测 采用±600Pa表（420mA）压力信号。控制模式4：水密性稳定检测 采用1500Pa表（420mA）压力信号。控制模式5：水密性波动检测 采用1500Pa表（420mA）压力信号。控制模式6：抗风压正压检测 采用±6kPa表（420mA）压力信号。控制模式7：抗风压负压检测 采用±6kPa表（420mA）压力信号。控制模式8：重复检测正压检测 采用±6kPa表（420mA）压力信号。控制模式9：重复检测负压检测 采用±6kPa表（420mA）压力信号。控制模式10：

14、定级检测正压检测 采用±6kPa表（420mA）压力信号。控制模式11：定级检测负压检测 采用±6kPa表（420mA）压力信号。 控制模式12：固定频率输出。控制模式15：压力表校正。1 ：开关闭合 0 ：开关断开K8 K4 K2 K1 控制模式0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 20 0 1 1 30 1 0 0 40 1 0 1 50 1 1 0 60 1 1 1 71 0 0 0 81 0 0 1 91 0 1 0 101 0 1 1 111 1 0 0 121 1 1 1 15开关K闭合：变频器运行开关K断开：变频器停止表1 变频器AI1+AI1

15、-AI2+AI2 -+24VGNDDIN1DIN2DIN3DIN4DIN5DIN6传感器K2K1StartK8KK4图2 变频器输入端子接线图L1L2L3R+R -UVW380V连交流电动机连制动 电阻应用软件采用功能模块图(FBD)编程，实现各种风压控制模式。3.3 实验调试结果分析 水密性稳定检测实际压力曲线如图3, 压力稳定误差小于2%，图3 水密性稳定检测实际压力曲线预备加正压检测实际压力曲线如图4,图4 预备加正压检测实际压力曲线4 结论在满足新标准下，门窗试验机系统充分利用了VACON变频器具有可编程功能。实现了其它普通变频器无法实现的功能。本系统如下优点：1 人机界面友好，生产安装方便，操作简单 试验机系统由微机控制，在控制界面上有各种控制运行按钮和显示指示灯，操作简单。风压控制采用变频器，大量减少了过去试验机上使用的继电器、接触器，简化了生产过程，提高了生产效率，系统成本低具有优良的性价比。同时具有良好的人机界面。