傳統建筑幕墻檢測設備系統分析

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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設備發展水平，分析了幕墻檢測設備系統的技改方向，進一步完善傳統幕墻檢測技術手段和方法，更好的滿足市場需求。

關鍵詞：建筑幕墻；檢測設備；技改方向

1概述

幕墻檢測技術的發展與幕墻的發展息息相關。隨著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越多，越來越復雜，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。以我院為代表的傳統建筑幕墻檢測試驗室，檢測設備、技術能力已跟不上產品的更新速度，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設備發展水平的基礎上，分析了幕墻檢測設備系統的技改方向，通過對傳統檢測裝置技術的改進革新，進一步提高傳統幕墻檢測的技術能力和水平，保障建筑幕墻的產品質量。

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受風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的振動影響。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口尺寸應能滿足試件安裝的要求；箱體應具有好的水密性能，不應影響觀察試件的水密性；箱體在承受檢測過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程中對壓力箱壁所施加的壓力荷載，并避免在此過程中產生影響檢測結果準確性的變形。隨著實際工程體量和復雜性，有時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點，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、抗風壓性能檢測精度

幕墻在安裝使用前，應選取典型試件通過國家認可試驗室按國家標準進行氣密性、水密性、抗風壓等性能測試，確認是否滿足工程設計要求。幕墻檢測設備各測量系統的準確性直接影響著建筑幕墻檢測獲取的檢測數據的準確性，也影響著檢測人員所下檢測結論的準確性。因此，通過相關技改措施，使得多項主要性能檢測指標達到相關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，設備采用風機供氣入測試壓力箱體，一個空氣流量計測量流經集流管的風速。因測試幕墻試件規格和結構類型的不同，滲透量差異較大。單個流量計無法滿足量程和精度的要求，必會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機送氣管道的布置，將總管分成大、中、小3條并行支管，每個支管配備相應量程、精度的流量計，并在支管首端設置開關閥。測量時，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，也要關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/（m2•min），淋水量可調節，檢測過程中淋水量穩定。噴嘴應布置均勻，間距不宜過大，應使幕墻試件各部分承受噴淋的程度相當。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，對于移動或者組合的箱體，可采用外噴式裝置；同時，還應重點關注噴淋系統噴淋的均勻性，宜采用進口一體成型噴嘴，避免后期使用過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%覆蓋整個被測試件。在抗風壓性能檢測中，供風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程中，存在的問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，需要重點關注離心風機的功率、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，實現無零漂并可考慮無線智能位移測量裝置的使用。

2.3實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，主要進行平面內（X軸維度）的變形性能和檢測，驅動裝置是電動液壓推桿。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、美標進行層間變形檢測，變形方向涵蓋X、Y、Z軸三個維度。技改方向：一是要求結構簡單，設備拆裝方便，安裝架可根據測試試件的實際尺寸進行改造調整，活動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性；二是加載裝置的升級，當測試試件結構簡單、尺寸較小且要求檢測方向為一維時，可采用螺旋千斤頂，其操作簡單、節約檢測時間和成本。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，以滿足各方向層間變形檢測的要求。

2.4實現異形幕墻、軌道交通屏蔽門等一系列建設工程產品物理性能檢測

隨著城市軌道交通的發展，軌道交通站臺屏蔽門、電梯門檢測市場需求也越來越大。目前，國標中對測試箱體的氣密性和剛度方面做了要求，對其結構形式沒有統一的要求。因此，將軌道交通站臺屏蔽門、電梯門、金屬屋面、采光頂、玻璃欄桿等建設工程產品與建筑幕墻門窗檢測一體化，通過對壓力箱平面、立面、強度、剛度等進行科學合理設計研究，建造能用于幕墻門窗、軌道交通屏蔽門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小壓力箱體，采用鋼板墻隔開，互不影響。中小靜壓箱可根據具體情況選配2個或多個安裝框；大尺寸試件安裝時，可將相鄰壓力箱聯通使用。通過活動梁安裝，適應多種類型及尺寸的試件，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的發展有一定的滯后。我國建筑幕墻標準的發展在借鑒國外先進幕墻標準的基礎上，逐漸形成了適合本國國情和行業發展的幕墻標準體系。隨著國內幕墻生產企業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：①美標要求動態水密性試驗，能夠更真實的模擬自然界惡劣的環境，為適應美標動態水密性能的測試，需配置螺旋槳風機；②美標要求熱循環試驗，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抗風壓、層間變形、熱循環性能檢測后，還需進行氣密性和水密性能檢測，對比前后結果，反映風壓、變形、溫度等對氣密水密的影響，以確定幕墻試件的薄弱環節，經過合理改進，提高幕墻性能儲備。

3技改工作目標

檢測系統的先進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，通過技改主要實現以下三個目標：①幕墻檢測設備需滿足國家標準的技術要求，適用于建筑幕墻物理四性檢測，檢測數據應真實可靠，設備應靈活，便于操作；②設備能夠進行美國標準、歐洲標準、日本標準等主流幕墻外標的檢測，滿足美標及歐標動態水密和熱循環試驗的檢測要求，要求設備系統能更好、更全面地測量建筑幕墻的各項性能，評價建筑幕墻的工程質量；③設備需既能滿足各種常規幕墻的安裝檢測，又能進行各種轉角、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，同時進行多組檢測。

4結語

隨著我國國際化進程的加快，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。通過以上技術的革新，切實提高傳統幕墻檢測試驗室的檢測能力和技術水平，為保障建筑幕墻的安全、適用提供可靠的檢測手段，同時也為設計施工提供了新的依據，切實促進建筑幕墻的健康、可持續發展，也能為相關技術的推廣應用提供保證。

參考文獻

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[4]凌翩.建筑幕墻檢測設備系統技改及其重點[J].廣東建材，2013（7）.

[5]劉曉松,許文君，等.建筑幕墻檢測的壓力箱一體化設計研究[J].廣州建筑，2017（2

作者：鄭燕燕  單位：安徽省建筑科學研究設計院