传统建筑幕墙检测设备系统分析

摘要：文章以我院幕墙检测设备为基础，综合研究国内外建筑幕墙检测性能要求和幕墙检测行业设备发展水平，分析了幕墙检测设备系统的技改方向，进一步完善传统幕墙检测技术手段和方法，更好的满足市场需求。

关键词：建筑幕墙；检测设备；技改方向

1概述

幕墙检测技术的发展与幕墙的发展息息相关。随着幕墙体量和构造复杂程度的提高，一方面幕墙试件尺寸增大、幕墙典型单元的构造要求提高，另一方面幕墙性能要求也越来越多，越来越复杂，要求幕墙检测设备不仅测试规格要大，要能灵活组合，且设备测试性能也要先进。以我院为代表的传统建筑幕墙检测试验室，检测设备、技术能力已跟不上产品的更新速度，幕墙检测设备系统的更新升级已成为突出问题。本文在综合研究国内外建筑幕墙检测性能要求和幕墙检测行业设备发展水平的基础上，分析了幕墙检测设备系统的技改方向，通过对传统检测装置技术的改进革新，进一步提高传统幕墙检测的技术能力和水平，保障建筑幕墙的产品质量。

2试验室技改方向

2.1测试箱体技改方向———大型反力墙系统

幕墙检测是为了验证幕墙安装在墙体上后在经受风压和雨水作用下抵抗变形与渗漏的能力，因此，作为检测设备载体的试验室也一定程度承受了由此带来的振动影响。压力箱是幕墙检测所必需的设备之一，国标中要求压力箱的开口尺寸应能满足试件安装的要求；箱体应具有好的水密性能，不应影响观察试件的水密性；箱体在承受检测过程中可能出现的压力差下不应变形。因此，压力箱体应有足够的刚度和强度，可用钢筋混凝土或钢结构制作，其强度应能承受在幕墙检测过程中对压力箱壁所施加的压力荷载，并避免在此过程中产生影响检测结果准确性的变形。随着实际工程体量和复杂性，有时检测压力很容易要求达到10000Pa以上。反力墙是高精度的结构试验系统。反力墙结构主要由连成整体的试验台和反力墙组成，用来为试验装置提供水平加载力。这样可使反力墙承担的水平作用力和试验台顶板承受的水平剪力形成自平衡，其受力特点为受荷大，变形小。采用箱型结构可以使反力墙结构在有限的空间内具有最大结构刚度。各箱之间预留门洞，相互连通，方便试验装置的安装。试验台的顶板和反力墙墙身正面均匀布置间距为的预留孔加载孔，基本可以满足任何尺寸的试验模型和加载装置的安装要求。因此，试验检测箱体用反力墙结构形式，根据其受荷能力大且变形小的优点，利用本身内外反力墙体作为压力箱的主要部分，不仅能够满足标准对于压力箱刚度、变形、密封性能等多方面的要求，还能够大大增加幕墙检测试验容量，大大提高幕墙检测的能力。例如，天津建科院采用U型反力墙体系可实现内外侧均可安装试验试件，最大试验容量达到110m×30m，箱体设计压力达到30000Pa。

2.2提高气密、水密、抗风压性能检测精度

幕墙在安装使用前，应选取典型试件通过国家认可试验室按国家标准进行气密性、水密性、抗风压等性能测试，确认是否满足工程设计要求。幕墙检测设备各测量系统的准确性直接影响着建筑幕墙检测获取的检测数据的准确性，也影响着检测人员所下检测结论的准确性。因此，通过相关技改措施，使得多项主要性能检测指标达到相关国家标准检测精度要求是十分必要的。在幕墙气密性能检测中，设备采用风机供气入测试压力箱体，一个空气流量计测量流经集流管的风速。因测试幕墙试件规格和结构类型的不同，渗透量差异较大。单个流量计无法满足量程和精度的要求，必会导致检测结果不确定度的增大。在新的设备技改中，可采取的技改措施是改变连接风机送气管道的布置，将总管分成大、中、小3条并行支管，每个支管配备相应量程、精度的流量计，并在支管首端设置开关阀。测量时，依据试件大小选用合适的管道和流量计，提高测量的精度。同时，也要关注空气流量计本身的精度，选择测量精度较高的仪器使用。在水密性能检测中，国标要求淋水量不小于4L/（m2•min），淋水量可调节，检测过程中淋水量稳定。喷嘴应布置均匀，间距不宜过大，应使幕墙试件各部分承受喷淋的程度相当。各喷嘴与试件的距离宜相等，可前后调整。喷嘴宜使水呈锥状扩散性喷出。在新的设备技改中，可采取的技改措施是：固定静压箱体可采取内喷淋的装置，对于移动或者组合的箱体，可采用外喷式装置；同时，还应重点关注喷淋系统喷淋的均匀性，宜采用进口一体成型喷嘴，避免后期使用过程中频繁的堵塞和清理工作；还应注意水管的布置，比如尽量采用鱼刺形水管排布，减少上下水压不均对喷淋效果的影响，使其形成的水面能100%覆盖整个被测试件。在抗风压性能检测中，供风设备应能施加正负双向的压力，并能达到检测所需最大压力差，对差压计的量程和精度的要求较高。检测所用的位移计精度应达到满量程的0.25%，差压计的精度应达到示值1%。传统幕墙检测设备使用过程中，存在的问题主要是难以精确控制升降压力速度和提供稳定可控的正负方向压力气流。位移计由于使用频繁，校准结果显示位移计测量精度难以达到标准要求。在新的设备改造中，需要重点关注离心风机的功率、压力范围、正负压切换平稳性以及位移计测量精度，争取传感器独立供电，实现无零漂并可考虑无线智能位移测量装置的使用。

2.3实现建筑幕墙层间变形性能（三维）检测

传统幕墙检测设备大多根据国标（GB/T18250-2000）《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》研制，主要进行平面内（X轴维度）的变形性能和检测，驱动装置是电动液压推杆。新标（GB/T18250-2015）《建筑幕墙层间变形性能分级及检测方法》除了旧标要求的平面内（X轴维度）的变形性能和检测方法，还增加平面外（Y轴维度）和垂直方向（Z轴维度）变形性能及检测方法，并增加建筑幕墙层间组合位移性能检测方法。对于大型异型幕墙而言，一般要求按国标、美标进行层间变形检测，变形方向涵盖X、Y、Z轴三个维度。技改方向：一是要求结构简单，设备拆装方便，安装架可根据测试试件的实际尺寸进行改造调整，活动层钢横梁与钢立柱靠牛腿和高强螺栓连接，使钢横梁与钢立柱之间具有可动性；二是加载装置的升级，当测试试件结构简单、尺寸较小且要求检测方向为一维时，可采用螺旋千斤顶，其操作简单、节约检测时间和成本。在大型、异型结构幕墙检测中可采用液压千斤顶，甚至同步双作用液压系统，以满足各方向层间变形检测的要求。

2.4实现异形幕墙、轨道交通屏蔽门等一系列建设工程产品物理性能检测

随着城市轨道交通的发展，轨道交通站台屏蔽门、电梯门检测市场需求也越来越大。目前，国标中对测试箱体的气密性和刚度方面做了要求，对其结构形式没有统一的要求。因此，将轨道交通站台屏蔽门、电梯门、金属屋面、采光顶、玻璃栏杆等建设工程产品与建筑幕墙门窗检测一体化，通过对压力箱平面、立面、强度、刚度等进行科学合理设计研究，建造能用于幕墙门窗、轨道交通屏蔽门等多种测试试件检测的多功能一体化压力箱。箱体可采用钢结构形式，保证箱体具有良好的刚度和强度。压力箱在横向和纵向可独立分隔成多个小压力箱体，采用钢板墙隔开，互不影响。中小静压箱可根据具体情况选配2个或多个安装框；大尺寸试件安装时，可将相邻压力箱联通使用。通过活动梁安装，适应多种类型及尺寸的试件，结构灵活，辅材消耗少，安装周期短，检测效率高。

2.5实现国际主流幕墙检测标准的检测

我国建筑幕墙标准体系相对于建筑幕墙工业的发展有一定的滞后。我国建筑幕墙标准的发展在借鉴国外先进幕墙标准的基础上，逐渐形成了适合本国国情和行业发展的幕墙标准体系。随着国内幕墙生产企业在国外承包大型工程，幕墙检测中也常用到美、欧标等国外标准。目前，主流的幕墙检测标准主要有美国标准（ASTM、AAMA）、国际标准（ISO）、欧洲标准（EN）、英国标准（BS）、日本标准（JIS）、澳大利亚标准（AS）、新西兰标准（NZS）、新加坡标准（ICS）等。以最常用的美国标准为例，中美两种标准体系对于幕墙功能的判定存在较多差异，最主要有以下三点：①美标要求动态水密性试验，能够更真实的模拟自然界恶劣的环境，为适应美标动态水密性能的测试，需配置螺旋桨风机；②美标要求热循环试验，用于检测幕墙试件在应对气候剧烈变化后保持原有物理性能的能力；③抗风压、层间变形、热循环性能检测后，还需进行气密性和水密性能检测，对比前后结果，反映风压、变形、温度等对气密水密的影响，以确定幕墙试件的薄弱环节，经过合理改进，提高幕墙性能储备。

3技改工作目标

检测系统的先进性主要体现在箱体的密封性、安全可靠性、测试系统的准确和稳定性以及可扩展性等方面。所以，通过技改主要实现以下三个目标：①幕墙检测设备需满足国家标准的技术要求，适用于建筑幕墙物理四性检测，检测数据应真实可靠，设备应灵活，便于操作；②设备能够进行美国标准、欧洲标准、日本标准等主流幕墙外标的检测，满足美标及欧标动态水密和热循环试验的检测要求，要求设备系统能更好、更全面地测量建筑幕墙的各项性能，评价建筑幕墙的工程质量；③设备需既能满足各种常规幕墙的安装检测，又能进行各种转角、曲面、斜面等异型、超大型幕墙试件的安装和检测，并可随意划分单元尺寸，同时进行多组检测。

4结语

随着我国国际化进程的加快，超高层、高难度、新形式的建筑幕墙不断涌现，建筑幕墙检测方法也在不断提高、完善。传统建筑幕墙检测试验室的升级改造势在必行。通过以上技术的革新，切实提高传统幕墙检测试验室的检测能力和技术水平，为保障建筑幕墙的安全、适用提供可靠的检测手段，同时也为设计施工提供了新的依据，切实促进建筑幕墙的健康、可持续发展，也能为相关技术的推广应用提供保证。

参考文献

[1]GB/T15227-2007，建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法[S].

[2]GB/T18250-2015，建筑幕墙层间变形性能分级及检测方法[S].

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[4]凌翩.建筑幕墙检测设备系统技改及其重点[J].广东建材，2013（7）.

[5]刘晓松,许文君，等.建筑幕墙检测的压力箱一体化设计研究[J].广州建筑，2017（2

作者：郑燕燕  单位：安徽省建筑科学研究设计院