歷經重重研發,產品做出來了,能直接應用到工程上嗎?顯然不行。筆者以塗膜隔熱玻璃為例,將新產品從“工廠”到“工程”總結為4步:產品合格評定、應用技術研究、工程示範和進入標準選用目錄/圖集!不妥之處敬請指正!
注:部分素材由中國玻璃隔熱塗料產業聯盟提供!
第1步:產品合格評定
作為一個全新產品,僅僅研發生產人員對其質量有信心是不夠的,還要得到使用方的質量認可,這就需要藉助第三方質量評定,即按照產品標準進行測評。
體現在建築工程領域,就是要有產品型式檢驗報告。型式檢驗報告是按產品標準進行全面質量評定,沒有型式檢驗報告就無法確認產品質量。
有人說,我這是全新產品,現有標準都不適用,怎麼辦呢?這是很多新產品面臨的問題,這時候就需要制訂相應產品標準。
考慮到單個企業侷限性,產品標準最好由行業團體來組織,由行業內專業技術水平較高的科研院所牽頭,由行業多家代表性企業參與制訂。
從標準級別來講,我國標準劃分為國家標準、行業標準/團體標準、地方標準和企業標準。當然,能直接制訂國家標準是最理想的,但國家標準申請門檻較高,一般全新產品很難立項。
由於我國在進行標準化改革,今後國家標準將以全文強制的技術法規為主,非技術法規類標準將由行業組織主導。行業協會和相關標準化協會組織的團體標準將是我國未來標準化改革的重要方向,因此新產品建議優先考慮制定團體標準。
有了行業認可的產品標準,新產品按標準進行型式檢驗達到要求,即產品合格性評定,是產品向工程應用邁出的第一步。
假如該產品還不足以成為建築工程直接應用的基本單元,那還需要進一步對結合後的產品進行測評。
以塗膜隔熱玻璃來進行說明,塗膜隔熱玻璃的原料為隔熱塗料,塗料塗在玻璃上成為塗膜隔熱玻璃。
因此,對於塗料和塗膜隔熱玻璃均需要相應產品標準,如下:
JG/T 338-2011 建築玻璃用隔熱塗料
JG/T 384-2012 門窗幕牆用奈米塗膜隔熱玻璃
GB/T 29501-2013 隔熱塗膜玻璃
以上標準僅是從塗膜玻璃窗產品部分原材料——塗料和塗膜隔熱玻璃角度出發的,型式檢驗合格的產品是可以出廠使用的。
但一般情況下,建築工程領域是將門窗幕牆作為基本單元考慮的。因此,原材料合格的產品還需要與具體的門窗幕牆產品結合進行整體效能評定。
相應的門窗幕牆產品標準主要有:
GB/T 8478-2020 鋁合金門窗
GB/T 28886-2012 建築用塑膠門
GB/T 28887-2012 建築用塑膠窗
GB/T 21086-2007 建築幕牆
……
當然考慮到塗膜隔熱玻璃主要改變玻璃光熱效能(傳熱係數K值、太陽得熱係數SHGC值、可見光透射比Tv值等),因此應重點針對光熱效能測評。
其它效能按門窗幕牆標準要求測評即可,如抗風壓、氣密、水密、保溫、隔熱、隔聲、採光、力學等。
那麼這些物理效能該如何測評呢?我國建築門窗幕牆領域已制訂了較為完備的標準體系,主要標準如下:
GB/T 7106-2019 建築外門窗氣密、水密、抗風壓效能檢測方法
GB/T 8484-2020 建築外門窗保溫效能檢測方法
JG/T 440-2014 建築門窗遮陽效能檢測方法
GB/T 8485-2008 建築門窗空氣聲隔聲效能分級及檢測方法
GB/T 11976-2015 建築外窗採光效能分級及檢測方法
GB/T 9158-2015 建築門窗力學效能檢測方法
除了測試,計算也是必不可少的補充手段,相關標準有:
JGJ 214-2010 鋁合金門窗工程技術規範
JGJ/T 151-2008 建築門窗玻璃幕牆熱工計算規程
說起熱工計算,這裡推薦美國勞倫斯伯克利實驗室(LBNL)開發的WINDOW/THERM系列軟體,國內的MQMC軟體等,對不同玻璃組合、不同窗框組合可以給出準確計算結果。
經過這一步,我們不但知道新產品本身是否符合標準要求,也知道該產品與建築工程領域基本單元——門窗幕牆產品結合後的效能,是走向工程應用的基礎。
第2步:工程應用技術研究
產品經過合格性評定說明質量是可靠的,能直接在工程上應用嗎?答案是不。因為還要知道針對某個具體工程如何去應用這個產品,即工程應用技術研究。
以玻璃為例,某個工程上要關注門窗(玻璃)的安全、節能、隔聲、採光等一系列效能。單片塗膜隔熱玻璃顯然不能滿足建築工程這些要求,需要與其他玻璃組合成玻璃門窗使用。
具體需要考慮問題有:能否滿足風壓安全、保溫隔熱、採光等物理效能要求;是否需要與Low-E玻璃或真空玻璃等組合使用?等等。
那麼工程技術研究涉及哪些內容呢?一般來說,包括原材料、設計(含建築設計、結構設計、節能設計等)、加工製作、安裝施工、驗收、保養和維護等。
原材料一般規定產品用到的原材料需要符合哪些產品標準,以及該產品對原材料的一些特殊要求。
設計包括建築設計對產品的要求,如立面分格、開啟扇位置和麵積、物理效能要求(抗風壓、氣密、水密、保溫、隔聲等)、特殊構造要求。
設計還包括產品如何達到建築要求的設計,如規定如何進行結構計算確認產品安全性,如何進行光學熱工計算確認產品節能效能。
加工製造則針對影響產品工程應用加工工藝流程、關鍵環節質量控制進行規定;安裝施工針對安裝工藝流程、關鍵環節施工質量進行規定。
工程驗收環節規定產品竣工驗收時資料提交、隱蔽驗收、檢驗批劃分和檢驗數量、主控專案和一般專案;保養維護規定使用注意事項,定期檢查和維護等。
塗膜隔熱玻璃在2015年制訂了工程技術規程:
JGJ/T 351-2015 建築玻璃膜應用技術規程
該規程中針對建築玻璃用於外圍護結構且採用隔熱塗膜時,光學及熱工效能設計規定如下:
傳熱係數、遮陽係數和可見光透射比應按照現行行業標準《建築門窗玻璃幕牆熱工計算規程》JGJ/T 151的有關規定進行計算確定。
當然作為建築玻璃及應用在門窗幕牆工程上時,塗膜隔熱玻璃還應符合下列相關工程技術規範:
JGJ 113-2015 建築玻璃應用技術規程
JGJ 102-2003 玻璃幕牆工程技術規範
JGJ 103-2008 塑膠門窗工程技術規程
JGJ 214-2010 鋁合金門窗工程應用技術規範
這個過程中需要配合進行一些小面積的工程示範,輔助必要的測試、計算手段,完善相應工程技術要求。
工程應用技術規程為產品工程應用提供設計、驗收依據,是產品在建築工程應用需要經歷的第二步。
第3步:工程示範
在第二步提到了工程示範,主要是為工程技術規範提供必要的支撐,同時檢驗產品在實際工程中一些潛在問題。
工程示範是將產品在實際工程中應用。考慮到產品並不成熟,建議小面積試用。某類玻璃產品,在示範過程中出現了大面積破裂,針對該問題從產品工藝、工程安裝角度進行了改進,並將經驗總結為標準條文。
另外,工程應用示範也為後期進入圖集、產品宣傳提供了重要參考。以塗膜隔熱玻璃為例,某公司在前期進行了多個小體量的工程應用示範,如:
北京建築工程研究院辦公樓
面積:1100 m2
北京世紀壇醫院婦產樓
面積:900 m2
北京建工發展大廈
面積:6500 m2
第4關:進入產品選用標準/圖集
經過產品合格評定、工程技術研究和示範,說明產品在質量和工程應用方面沒有突出問題,那麼是不是就能直接在工程上大面積應用了呢?
理論上是的,但實踐中我們還要過設計師這一關。再好的產品,設計師接觸不到,或不知道如何使用,還是難以推廣的。這就需要我們瞭解設計師的產品選用方式。
在我國,建築設計師選用產品的重要依據是設計標準中給的參考配置或產品圖集。
建築設計師沒有精力逐個研究產品標準和工程規範,而是依據設計標準中給的參考配置或產品圖集進行選型。因此,產品進入設計標準產品選用目錄或圖集非常重要。
當然,產品要進入設計標準產品選用目錄或圖集,也需要有相關產品標準、工程技術規程、測評報告及工程案例支撐。
國家建築標準設計圖集16J607《建築節能門窗》已將塗膜隔熱玻璃納入部分產品配置,如下:
部分夏熱冬冷和夏熱冬暖地區,如廣東、湖南、福建、四川等省市也開始逐步將塗膜隔熱玻璃納入相關設計標準和圖集中。
總結
新產品從“工廠”到“工程”還要經過漫漫長路,筆者結合產品測評應用經驗,將其總結為4步:產品合格評定、應用技術研究、工程示範和進入標準選用目錄/圖集。
產品合格評定是第三方按照產品標準透過測評手段對產品是否符合相應質量標準進行判定,體現為型式檢驗報告,是產品應用的第一步。
應用技術研究是根據產品特點,從原材料、設計、加工製作、安裝施工、驗收、保養和維護等環節提出基本要求,重點是基於產品應用於工程基本單元上的物理效能與工程設計的匹配性。
工程示範是透過將新產品小批次應用於工程,檢驗產品在實際工程中的一些潛在問題,為工程應用技術標準制訂和完善提供依據,為進入設計標準選用目錄和圖集提供樣板。
進入標準選用目錄/圖集主要是進入相關國家/地方標準/圖集中參考的產品及效能選用表,為建築設計師提供手邊的選用依據。