傳統建筑幕墻檢測設備系統分析論文

　　摘要：文章以我院幕墻檢測設備為基礎，綜合研究國內外建筑幕墻檢測性能要求和幕墻檢測行業(yè)設備發(fā)展水平，分析了幕墻檢測設備系統的技改方向，進(jìn)一步完善傳統幕墻檢測技術(shù)手段和方法，更好的滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

　　關(guān)鍵詞：建筑幕墻；檢測設備；技改方向

　　1概述

　　幕墻檢測技術(shù)的發(fā)展與幕墻的發(fā)展息息相關(guān)。隨著(zhù)幕墻體量和構造復雜程度的提高，一方面幕墻試件尺寸增大、幕墻典型單元的構造要求提高，另一方面幕墻性能要求也越來(lái)越多，越來(lái)越復雜，要求幕墻檢測設備不僅測試規格要大，要能靈活組合，且設備測試性能也要先進(jìn)。以我院為代表的傳統建筑幕墻檢測試驗室，檢測設備、技術(shù)能力已跟不上產(chǎn)品的更新速度，幕墻檢測設備系統的更新升級已成為突出問(wèn)題。本文在綜合研究國內外建筑幕墻檢測性能要求和幕墻檢測行業(yè)設備發(fā)展水平的基礎上，分析了幕墻檢測設備系統的技改方向，通過(guò)對傳統檢測裝置技術(shù)的改進(jìn)革新，進(jìn)一步提高傳統幕墻檢測的技術(shù)能力和水平，保障建筑幕墻的產(chǎn)品質(zhì)量。

　　2試驗室技改方向

　　2.1測試箱體技改方向———大型反力墻系統

　　幕墻檢測是為了驗證幕墻安裝在墻體上后在經(jīng)受風(fēng)壓和雨水作用下抵抗變形與滲漏的能力，因此，作為檢測設備載體的試驗室也一定程度承受了由此帶來(lái)的振動(dòng)影響。壓力箱是幕墻檢測所必需的設備之一，國標中要求壓力箱的開(kāi)口尺寸應能滿(mǎn)足試件安裝的要求；箱體應具有好的水密性能，不應影響觀(guān)察試件的水密性；箱體在承受檢測過(guò)程中可能出現的壓力差下不應變形。因此，壓力箱體應有足夠的剛度和強度，可用鋼筋混凝土或鋼結構制作，其強度應能承受在幕墻檢測過(guò)程中對壓力箱壁所施加的壓力荷載，并避免在此過(guò)程中產(chǎn)生影響檢測結果準確性的變形。隨著(zhù)實(shí)際工程體量和復雜性，有時(shí)檢測壓力很容易要求達到10000Pa以上。反力墻是高精度的結構試驗系統。反力墻結構主要由連成整體的試驗臺和反力墻組成，用來(lái)為試驗裝置提供水平加載力。這樣可使反力墻承擔的水平作用力和試驗臺頂板承受的水平剪力形成自平衡，其受力特點(diǎn)為受荷大，變形小。采用箱型結構可以使反力墻結構在有限的空間內具有最大結構剛度。各箱之間預留門(mén)洞，相互連通，方便試驗裝置的安裝。試驗臺的頂板和反力墻墻身正面均勻布置間距為的預留孔加載孔，基本可以滿(mǎn)足任何尺寸的試驗模型和加載裝置的安裝要求。因此，試驗檢測箱體用反力墻結構形式，根據其受荷能力大且變形小的優(yōu)點(diǎn)，利用本身內外反力墻體作為壓力箱的主要部分，不僅能夠滿(mǎn)足標準對于壓力箱剛度、變形、密封性能等多方面的要求，還能夠大大增加幕墻檢測試驗容量，大大提高幕墻檢測的能力。例如，天津建科院采用U型反力墻體系可實(shí)現內外側均可安裝試驗試件，最大試驗容量達到110m×30m，箱體設計壓力達到30000Pa。

　　2.2提高氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測精度

　　幕墻在安裝使用前，應選取典型試件通過(guò)國家認可試驗室按國家標準進(jìn)行氣密性、水密性、抗風(fēng)壓等性能測試，確認是否滿(mǎn)足工程設計要求。幕墻檢測設備各測量系統的準確性直接影響著(zhù)建筑幕墻檢測獲取的檢測數據的準確性，也影響著(zhù)檢測人員所下檢測結論的準確性。因此，通過(guò)相關(guān)技改措施，使得多項主要性能檢測指標達到相關(guān)國家標準檢測精度要求是十分必要的。在幕墻氣密性能檢測中，設備采用風(fēng)機供氣入測試壓力箱體，一個(gè)空氣流量計測量流經(jīng)集流管的風(fēng)速。因測試幕墻試件規格和結構類(lèi)型的不同，滲透量差異較大。單個(gè)流量計無(wú)法滿(mǎn)足量程和精度的要求，必會(huì )導致檢測結果不確定度的增大。在新的設備技改中，可采取的技改措施是改變連接風(fēng)機送氣管道的布置，將總管分成大、中、小3條并行支管，每個(gè)支管配備相應量程、精度的流量計，并在支管首端設置開(kāi)關(guān)閥。測量時(shí)，依據試件大小選用合適的管道和流量計，提高測量的精度。同時(shí)，也要關(guān)注空氣流量計本身的精度，選擇測量精度較高的儀器使用。在水密性能檢測中，國標要求淋水量不小于4L/（m2min），淋水量可調節，檢測過(guò)程中淋水量穩定。噴嘴應布置均勻，間距不宜過(guò)大，應使幕墻試件各部分承受?chē)娏艿某潭认喈�。各噴嘴與試件的距離宜相等，可前后調整。噴嘴宜使水呈錐狀擴散性噴出。在新的設備技改中，可采取的技改措施是：固定靜壓箱體可采取內噴淋的裝置，對于移動(dòng)或者組合的箱體，可采用外噴式裝置；同時(shí)，還應重點(diǎn)關(guān)注噴淋系統噴淋的均勻性，宜采用進(jìn)口一體成型噴嘴，避免后期使用過(guò)程中頻繁的堵塞和清理工作；還應注意水管的布置，比如盡量采用魚(yú)刺形水管排布，減少上下水壓不均對噴淋效果的影響，使其形成的水面能100%覆蓋整個(gè)被測試件。在抗風(fēng)壓性能檢測中，供風(fēng)設備應能施加正負雙向的壓力，并能達到檢測所需最大壓力差，對差壓計的量程和精度的要求較高。檢測所用的位移計精度應達到滿(mǎn)量程的0.25%，差壓計的精度應達到示值1%。傳統幕墻檢測設備使用過(guò)程中，存在的問(wèn)題主要是難以精確控制升降壓力速度和提供穩定可控的正負方向壓力氣流。位移計由于使用頻繁，校準結果顯示位移計測量精度難以達到標準要求。在新的設備改造中，需要重點(diǎn)關(guān)注離心風(fēng)機的功率、壓力范圍、正負壓切換平穩性以及位移計測量精度，爭取傳感器獨立供電，實(shí)現無(wú)零漂并可考慮無(wú)線(xiàn)智能位移測量裝置的使用。

　　2.3實(shí)現建筑幕墻層間變形性能（三維）檢測

　　傳統幕墻檢測設備大多根據國標（GB/T18250-2000）《建筑幕墻平面內變形性能檢測方法》研制，主要進(jìn)行平面內（X軸維度）的變形性能和檢測，驅動(dòng)裝置是電動(dòng)液壓推桿。新標（GB/T18250-2015）《建筑幕墻層間變形性能分級及檢測方法》除了舊標要求的平面內（X軸維度）的變形性能和檢測方法，還增加平面外（Y軸維度）和垂直方向（Z軸維度）變形性能及檢測方法，并增加建筑幕墻層間組合位移性能檢測方法。對于大型異型幕墻而言，一般要求按國標、美標進(jìn)行層間變形檢測，變形方向涵蓋X、Y、Z軸三個(gè)維度。技改方向：一是要求結構簡(jiǎn)單，設備拆裝方便，安裝架可根據測試試件的實(shí)際尺寸進(jìn)行改造調整，活動(dòng)層鋼橫梁與鋼立柱靠牛腿和高強螺栓連接，使鋼橫梁與鋼立柱之間具有可動(dòng)性；二是加載裝置的升級，當測試試件結構簡(jiǎn)單、尺寸較小且要求檢測方向為一維時(shí)，可采用螺旋千斤頂，其操作簡(jiǎn)單、節約檢測時(shí)間和成本。在大型、異型結構幕墻檢測中可采用液壓千斤頂，甚至同步雙作用液壓系統，以滿(mǎn)足各方向層間變形檢測的要求。

　　2.4實(shí)現異形幕墻、軌道交通屏蔽門(mén)等一系列建設工程產(chǎn)品物理性能檢測

　　隨著(zhù)城市軌道交通的發(fā)展，軌道交通站臺屏蔽門(mén)、電梯門(mén)檢測市場(chǎng)需求也越來(lái)越大。目前，國標中對測試箱體的氣密性和剛度方面做了要求，對其結構形式?jīng)]有統一的要求。因此，將軌道交通站臺屏蔽門(mén)、電梯門(mén)、金屬屋面、采光頂、玻璃欄桿等建設工程產(chǎn)品與建筑幕墻門(mén)窗檢測一體化，通過(guò)對壓力箱平面、立面、強度、剛度等進(jìn)行科學(xué)合理設計研究，建造能用于幕墻門(mén)窗、軌道交通屏蔽門(mén)等多種測試試件檢測的多功能一體化壓力箱。箱體可采用鋼結構形式，保證箱體具有良好的剛度和強度。壓力箱在橫向和縱向可獨立分隔成多個(gè)小壓力箱體，采用鋼板墻隔開(kāi)，互不影響。中小靜壓箱可根據具體情況選配2個(gè)或多個(gè)安裝框；大尺寸試件安裝時(shí)，可將相鄰壓力箱聯(lián)通使用。通過(guò)活動(dòng)梁安裝，適應多種類(lèi)型及尺寸的試件，結構靈活，輔材消耗少，安裝周期短，檢測效率高。

　　2.5實(shí)現國際主流幕墻檢測標準的檢測

　　我國建筑幕墻標準體系相對于建筑幕墻工業(yè)的發(fā)展有一定的滯后。我國建筑幕墻標準的發(fā)展在借鑒國外先進(jìn)幕墻標準的基礎上，逐漸形成了適合本國國情和行業(yè)發(fā)展的幕墻標準體系。隨著(zhù)國內幕墻生產(chǎn)企業(yè)在國外承包大型工程，幕墻檢測中也常用到美、歐標等國外標準。目前，主流的幕墻檢測標準主要有美國標準（ASTM、AAMA）、國際標準（ISO）、歐洲標準（EN）、英國標準（BS）、日本標準（JIS）、澳大利亞標準（AS）、新西蘭標準（NZS）、新加坡標準（ICS）等。以最常用的美國標準為例，中美兩種標準體系對于幕墻功能的判定存在較多差異，最主要有以下三點(diǎn)：①美標要求動(dòng)態(tài)水密性試驗，能夠更真實(shí)的模擬自然界惡劣的環(huán)境，為適應美標動(dòng)態(tài)水密性能的測試，需配置螺旋槳風(fēng)機；②美標要求熱循環(huán)試驗，用于檢測幕墻試件在應對氣候劇烈變化后保持原有物理性能的能力；③抗風(fēng)壓、層間變形、熱循環(huán)性能檢測后，還需進(jìn)行氣密性和水密性能檢測，對比前后結果，反映風(fēng)壓、變形、溫度等對氣密水密的影響，以確定幕墻試件的薄弱環(huán)節，經(jīng)過(guò)合理改進(jìn)，提高幕墻性能儲備。

　　3技改工作目標

　　檢測系統的先進(jìn)性主要體現在箱體的密封性、安全可靠性、測試系統的準確和穩定性以及可擴展性等方面。所以，通過(guò)技改主要實(shí)現以下三個(gè)目標：①幕墻檢測設備需滿(mǎn)足國家標準的技術(shù)要求，適用于建筑幕墻物理四性檢測，檢測數據應真實(shí)可靠，設備應靈活，便于操作；②設備能夠進(jìn)行美國標準、歐洲標準、日本標準等主流幕墻外標的檢測，滿(mǎn)足美標及歐標動(dòng)態(tài)水密和熱循環(huán)試驗的檢測要求，要求設備系統能更好、更全面地測量建筑幕墻的各項性能，評價(jià)建筑幕墻的工程質(zhì)量；③設備需既能滿(mǎn)足各種常規幕墻的安裝檢測，又能進(jìn)行各種轉角、曲面、斜面等異型、超大型幕墻試件的安裝和檢測，并可隨意劃分單元尺寸，同時(shí)進(jìn)行多組檢測。

　　4結語(yǔ)

　　隨著(zhù)我國國際化進(jìn)程的加快，超高層、高難度、新形式的建筑幕墻不斷涌現，建筑幕墻檢測方法也在不斷提高、完善。傳統建筑幕墻檢測試驗室的升級改造勢在必行。通過(guò)以上技術(shù)的革新，切實(shí)提高傳統幕墻檢測試驗室的檢測能力和技術(shù)水平，為保障建筑幕墻的安全、適用提供可靠的檢測手段，同時(shí)也為設計施工提供了新的依據，切實(shí)促進(jìn)建筑幕墻的健康、可持續發(fā)展，也能為相關(guān)技術(shù)的推廣應用提供保證。

　　參考文獻

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