作者：McElroy Metal 工程经理 Stephen Knight
产品测试的概念可以追溯到 1894 年，当时威廉·亨利·梅里尔 (William Henry Merrill) 负责评估世界博览会电力宫的风险。 为了确定和降低风险，美林发现有必要对各种建筑材料进行测试。
作为一个聪明的绅士，在他完成了世博会的努力后，他决定留在芝加哥并创立了保险商实验室，通常简称为 UL。 快进 125 多年，建筑材料的测试已成为建筑行业的标准做法。
虽然美林在一个多世纪前使用的测试基础仍然存在，但测试领域的技术和产品已经有了很大的发展。 由于设计和产品的改进，现在达到了曾经不可想象的测试值。
景观中的参与者也发生了变化。 虽然 UL 可能是测试领域的创始人，但他们现在有几个竞争对手。 有时，测试领域可能类似于狂野西部。
测试概述
如前所述，有几个不同的实体执行产品测试。 每个小组都可以创建自己的标准、测试程序和报告方法。 因此，许多测试标准乍一看似乎相互重复。 但是，它们可能大不相同。
例如，美国测试与材料协会 (ASTM)、Underwriter Laboratories 和 Factory Mutual 是三个流行的测试实体。 虽然他们每个人都提供自己的提升测试形式，但测试方法差异很大，因此更早提到了狂野西部。
由于这些原因，消费者、指定者或外行通常很难知道哪些测试标准适用于他们的特定项目。 对于制造商来说，为各个测试机构的所有测试标准提供测试结果可能同样困难（且昂贵）。
因此，制造商倾向于只完成最常见的测试。 当制造商不提供指定或要求的测试时，并不意味着他们的产品无法达到预期。 相反，这仅仅意味着他们没有使用该特定实体和指定的构造方法进行测试。
此外，重要的是要意识到有几十个测试标准适用于金属屋面，涵盖结构性能、油漆、反射率、天气和耐火性等主题。 当在真空中考虑时，它们可能都同等重要。 然而，鉴于所有其他测试都没有实际意义，如果糟糕的结构性能允许极端风压将面板吹离屋顶，那么结构性能往往是所有测试类型中最重要的。
实际上有数百种不同的金属屋顶产品，每种产品都提供不同的测试性能。 一些面板提供了中间的结果，而另一些则提供了极好的提升压力。 一个常见的误解是，测试值是确定产品现场性能所必需的唯一信息。
现实情况是，测试结果只是给出了产品将在哪里失败的想法。 为了使测试结果适用，您还必须知道产品将承受什么限制，或者将施加什么负载。 为此，您必须与合格的设计专业人员合作，他们可以准确地确定和应用风压并解释项目的测试结果。
总之，在考虑面板测试时，重要的是要记住，没有必要过度设计系统来满足高于预期的负载。 事实上，在没有高风压的地区指定一个高风性能面板几乎没有用处。 同样，在风压高的地区选择或指定卓越的风力性能面板也很重要。
屋面系统性能受国际建筑规范（1504 版）第 2021 节的约束。 第 1504 节概述了金属屋面的四个测试标准：ASTM E1592、FM 4474、UL 580 和 UL 1897。让我们仔细看看这些测试中的每一个。
常见的面板测试
ASTM E1592
该测试的测试实体是美国测试与材料协会 (ASTM)。 ASTM 发布并维护了 12,000 多个自愿性材料标准。 他们无权强制使用他们的测试； 然而，它们的标准通常被有权强制使用它们的实体所采用。
对于金属屋面，国际建筑规范 (IBC) 是选择 ASTM 测试作为其标准并要求遵守其发布的标准的一个示例。
E1592 可能是金属屋面行业中最被接受的风力提升标准。 该测试通常在专业工程师的监督下进行。 虽然没有广泛要求，但 Miami-Dade 和 ICC 等一些实体要求由第三方认可的实验室进行测试。
ASTM E1592 测试利用不同跨度长度和条件的试样，然后施加风压来确定面板系统在灾难性故障之前可以承受的最大压力。 该测试通常在开放式框架上进行，通常跨度长度在 1' 和 5' 之间，尽管可以找到一些跨度为 8' 的测试。
FM 4474
Factory Mutual 或 FM Global 是一家专门从事损失管理的保险机构。 因此，他们的商业模式专注于帮助客户设计和建造结构以抵御大多数灾难。 虽然这种方法推高了初始建设成本，但它使 FM Global 能够大大减少与风暴相关的损坏索赔。 除其他故障点外，FM Global 还针对抗风、抗火和抗冲击性建立了专有测试协议。
虽然前面提到的 ASTM 组织在测试过程中要求有执照的工程师在场，但它们允许在任何设施中进行测试，只要满足其特定的测试条件。
相反，FM Global 要求所有测试均由 FM Global 员工在 FM Global 实验室进行。 如您所料，这种方法会导致测试活动的前置时间更长，并导致更高的测试成本。
此外，由于所有测试都必须在 FM 设施中进行，因此几乎消除了直接竞争。 因此，制造商完成 FM Global 测试的成本要比其他测试实体高得多。 因此，许多制造商选择完成非常有限的，或者在某些情况下不完成 FM Global 测试。
FM 4474 与 ASTM E1592 非常相似。 虽然这两个测试都执行失败，但 FM 4474 对每个后续测试使用增加 15 psf 的增量。 因此，如果金属面板以 135 psf 通过，则测试将在 150 psf 的压力下再次运行。 如果材料在 150 psf 值之前失效，则产品的评级为 1-135。 理论上，FM Global 收视率没有限制； 但是，大多数金属屋顶组件在 1-75 等级和 1-270 等级之间失败。
UL 580
Underwriters Laboratories（通常称为 UL）是一家私人持有的测试机构。 虽然如前所述，他们最初在测试服务中的立足点是电气系统，但多年来他们已经扩大了范围，现在为众多材料和产品提供测试服务。
只要工程师在场，就可以在任何地点进行 ASTM 测试，而 FM Global 要求在其实验室完成测试，UL 提供两种测试地点选择方案。 UL 允许由 UL 在其实验室或由 UL 代表在场的独立实验室执行测试。
UL 580 测试与 E1592 和 FM 4474 测试的不同之处还在于它使用了一个封闭的 10' x 10' 腔室，内部带有一个屋顶组件。 该测试包括向面板组件的底部施加压力，同时在面板组件的顶部施加吸力以模拟风的隆起。
UL 580 测试以 30 psf、60 psf 和 90 psf 的增量进行。 还需要注意的是，在 90 psf 阶段测试期间，压力在 90 psf 和 105 psf 之间波动。 通过每个阶段的测试将被分类为 15 级、30 级、60 级或 90 级。UL 580 测试在 90 psf 和 105 psf 振荡压力下停止，即使测试样本在该压力下没有失效。
UL 580 测试还例行地在测试值上使用 2.0 的安全系数。 这意味着面板在 90 psf（请记住，其中包括 105 psf 的振荡压力）下没有失效，最终的允许值为 52.5 psf。 为了使用 2.0 的安全系数，您只需将最终测试结果除以 2。重要的是要注意，对于许多屋顶应用来说，52.5 psf 的压力不足。
UL 1897
为了弥补上述 UL 52.5 测试的 580 psf 允许限制，UL 引入了测试 UL 1897。UL 1897 通常在 UL 580 之后立即执行，并且可以在同一个测试样本上执行。 测试过程与 UL 580 非常相似，最大的区别在于测试压力增加到超过 90 psf 到故障点。 确定屋顶系统失效的位置，允许工程师在他们的设计计算中利用更高的上限。
当制造商不提供所需的测试时该怎么办
如前所述，测试环境有点像狂野西部，IBC 是监督这一切的治安官。 因此，如果您正在制定规范或与需要某些测试的所有者合作，而您想要合作的制造商不提供，您有几个选择：
与制造商核实，看看他们是否愿意完成所需的测试。 虽然这看起来非常简单，但在某些情况下就是这么简单。 例如，在 McElroy Metal，我们经常在我们的内部测试实验室中进行 ASTM 测试，以测试我们尚未测试过的独特条件，例如檩条间距或面板宽度。
提供不同的测试来代替所需的测试。 在某些情况下，架构师可能会指定某个测试，例如 Factory Mutual，而没有意识到该测试对制造商来说成本过高。 一旦解释了这一点，提供类似值的 ASTM E1592 之类的测试通常被认为是可以接受的。 如果建筑物由 Factory Mutual 投保，就会出现一个问题。 在这种情况下，几乎完全是 FM 将要求使用他们的测试协议，以便建筑物所有者获得保险。 当这种情况发生时，它让所有者别无选择。 他们只是被迫寻找已经测试过产品的制造商，或者愿意为每块面板投资 50,000 美元的成本来完成测试的制造商。
与设计专业人士一起解释完成的测试 并根据最大承载能力通过公式和方程式确定产品的一致性。 外露固定面板是这种方法的一个很好的例子，因为国际建筑规范 (IBC) 第 1504 节为冷成型结构金属屋面提供了一个例外。 该例外规定外露紧固件面板不需要测试，而是需要根据 AISI S-100 进行设计。 如果您发现自己处于这种情况，只需在制造商的负载表上查找 AISI S-100 的参考或联系他们的技术部门，询问他们系统的负载能力是如何建立的。
总结
25 岁那年，William Henry Merrill 创立了产品测试的概念。 从那时起，产品、测试方法和测试机构不断发展。 随着时间的推移，他们很可能会继续这样做。 为了正确解释和应用测试结果，与有执照的设计专业人员合作非常重要。 射频
关于 McElroy 金属
自 1963 年以来，McElroy Metal [www.mcelroymetal.com] 一直以优质的产品和出色的客户服务服务于建筑行业。 这家家族拥有的零部件制造商总部位于路易斯安那州波西尔城，在美国拥有 13 家制造工厂。 射频
