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傳統(tǒng)建筑幕墻檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)分析

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傳統(tǒng)建筑幕墻檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)分析

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

關(guān)鍵詞:建筑幕墻;檢測(cè)設(shè)備;技改方向

1概述

幕墻檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展與幕墻的發(fā)展息息相關(guān)。隨著幕墻體量和構(gòu)造復(fù)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(gòu)造要求提高,另一方面幕墻性能要求也越來越多,越來越復(fù)雜,要求幕墻檢測(cè)設(shè)備不僅測(cè)試規(guī)格要大,要能靈活組合,且設(shè)備測(cè)試性能也要先進(jìn)。以我院為代表的傳統(tǒng)建筑幕墻檢測(cè)試驗(yàn)室,檢測(cè)設(shè)備、技術(shù)能力已跟不上產(chǎn)品的更新速度,幕墻檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)的更新升級(jí)已成為突出問題。本文在綜合研究國內(nèi)外建筑幕墻檢測(cè)性能要求和幕墻檢測(cè)行業(yè)設(shè)備發(fā)展水平的基礎(chǔ)上,分析了幕墻檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)的技改方向,通過對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)裝置技術(shù)的改進(jìn)革新,進(jìn)一步提高傳統(tǒng)幕墻檢測(cè)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(yàn)室技改方向

2.1測(cè)試箱體技改方向———大型反力墻系統(tǒng)

幕墻檢測(cè)是為了驗(yàn)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(cè)設(shè)備載體的試驗(yàn)室也一定程度承受了由此帶來的振動(dòng)影響。壓力箱是幕墻檢測(cè)所必需的設(shè)備之一,國標(biāo)中要求壓力箱的開口尺寸應(yīng)能滿足試件安裝的要求;箱體應(yīng)具有好的水密性能,不應(yīng)影響觀察試件的水密性;箱體在承受檢測(cè)過程中可能出現(xiàn)的壓力差下不應(yīng)變形。因此,壓力箱體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度,可用鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)制作,其強(qiáng)度應(yīng)能承受在幕墻檢測(cè)過程中對(duì)壓力箱壁所施加的壓力荷載,并避免在此過程中產(chǎn)生影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的變形。隨著實(shí)際工程體量和復(fù)雜性,有時(shí)檢測(cè)壓力很容易要求達(dá)到10000Pa以上。反力墻是高精度的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)。反力墻結(jié)構(gòu)主要由連成整體的試驗(yàn)臺(tái)和反力墻組成,用來為試驗(yàn)裝置提供水平加載力。這樣可使反力墻承擔(dān)的水平作用力和試驗(yàn)臺(tái)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(jié)構(gòu)可以使反力墻結(jié)構(gòu)在有限的空間內(nèi)具有最大結(jié)構(gòu)剛度。各箱之間預(yù)留門洞,相互連通,方便試驗(yàn)裝置的安裝。試驗(yàn)臺(tái)的頂板和反力墻墻身正面均勻布置間距為的預(yù)留孔加載孔,基本可以滿足任何尺寸的試驗(yàn)?zāi)P秃图虞d裝置的安裝要求。因此,試驗(yàn)檢測(cè)箱體用反力墻結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)其受荷能力大且變形小的優(yōu)點(diǎn),利用本身內(nèi)外反力墻體作為壓力箱的主要部分,不僅能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(cè)試驗(yàn)容量,大大提高幕墻檢測(cè)的能力。例如,天津建科院采用U型反力墻體系可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外側(cè)均可安裝試驗(yàn)試件,最大試驗(yàn)容量達(dá)到110m×30m,箱體設(shè)計(jì)壓力達(dá)到30000Pa。

2.2提高氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)精度

幕墻在安裝使用前,應(yīng)選取典型試件通過國家認(rèn)可試驗(yàn)室按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行氣密性、水密性、抗風(fēng)壓等性能測(cè)試,確認(rèn)是否滿足工程設(shè)計(jì)要求。幕墻檢測(cè)設(shè)備各測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性直接影響著建筑幕墻檢測(cè)獲取的檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,也影響著檢測(cè)人員所下檢測(cè)結(jié)論的準(zhǔn)確性。因此,通過相關(guān)技改措施,使得多項(xiàng)主要性能檢測(cè)指標(biāo)達(dá)到相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)精度要求是十分必要的。在幕墻氣密性能檢測(cè)中,設(shè)備采用風(fēng)機(jī)供氣入測(cè)試壓力箱體,一個(gè)空氣流量計(jì)測(cè)量流經(jīng)集流管的風(fēng)速。因測(cè)試幕墻試件規(guī)格和結(jié)構(gòu)類型的不同,滲透量差異較大。單個(gè)流量計(jì)無法滿足量程和精度的要求,必會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不確定度的增大。在新的設(shè)備技改中,可采取的技改措施是改變連接風(fēng)機(jī)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(yīng)量程、精度的流量計(jì),并在支管首端設(shè)置開關(guān)閥。測(cè)量時(shí),依據(jù)試件大小選用合適的管道和流量計(jì),提高測(cè)量的精度。同時(shí),也要關(guān)注空氣流量計(jì)本身的精度,選擇測(cè)量精度較高的儀器使用。在水密性能檢測(cè)中,國標(biāo)要求淋水量不小于4L/(m2•min),淋水量可調(diào)節(jié),檢測(cè)過程中淋水量穩(wěn)定。噴嘴應(yīng)布置均勻,間距不宜過大,應(yīng)使幕墻試件各部分承受噴淋的程度相當(dāng)。各噴嘴與試件的距離宜相等,可前后調(diào)整。噴嘴宜使水呈錐狀擴(kuò)散性噴出。在新的設(shè)備技改中,可采取的技改措施是:固定靜壓箱體可采取內(nèi)噴淋的裝置,對(duì)于移動(dòng)或者組合的箱體,可采用外噴式裝置;同時(shí),還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注噴淋系統(tǒng)噴淋的均勻性,宜采用進(jìn)口一體成型噴嘴,避免后期使用過程中頻繁的堵塞和清理工作;還應(yīng)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(duì)噴淋效果的影響,使其形成的水面能100%覆蓋整個(gè)被測(cè)試件。在抗風(fēng)壓性能檢測(cè)中,供風(fēng)設(shè)備應(yīng)能施加正負(fù)雙向的壓力,并能達(dá)到檢測(cè)所需最大壓力差,對(duì)差壓計(jì)的量程和精度的要求較高。檢測(cè)所用的位移計(jì)精度應(yīng)達(dá)到滿量程的0.25%,差壓計(jì)的精度應(yīng)達(dá)到示值1%。傳統(tǒng)幕墻檢測(cè)設(shè)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(wěn)定可控的正負(fù)方向壓力氣流。位移計(jì)由于使用頻繁,校準(zhǔn)結(jié)果顯示位移計(jì)測(cè)量精度難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在新的設(shè)備改造中,需要重點(diǎn)關(guān)注離心風(fēng)機(jī)的功率、壓力范圍、正負(fù)壓切換平穩(wěn)性以及位移計(jì)測(cè)量精度,爭(zhēng)取傳感器獨(dú)立供電,實(shí)現(xiàn)無零漂并可考慮無線智能位移測(cè)量裝置的使用。

2.3實(shí)現(xiàn)建筑幕墻層間變形性能(三維)檢測(cè)

傳統(tǒng)幕墻檢測(cè)設(shè)備大多根據(jù)國標(biāo)(GB/T18250-2000)《建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法》研制,主要進(jìn)行平面內(nèi)(X軸維度)的變形性能和檢測(cè),驅(qū)動(dòng)裝置是電動(dòng)液壓推桿。新標(biāo)(GB/T18250-2015)《建筑幕墻層間變形性能分級(jí)及檢測(cè)方法》除了舊標(biāo)要求的平面內(nèi)(X軸維度)的變形性能和檢測(cè)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(cè)方法,并增加建筑幕墻層間組合位移性能檢測(cè)方法。對(duì)于大型異型幕墻而言,一般要求按國標(biāo)、美標(biāo)進(jìn)行層間變形檢測(cè),變形方向涵蓋X、Y、Z軸三個(gè)維度。技改方向:一是要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)備拆裝方便,安裝架可根據(jù)測(cè)試試件的實(shí)際尺寸進(jìn)行改造調(diào)整,活動(dòng)層鋼橫梁與鋼立柱靠牛腿和高強(qiáng)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(jí),當(dāng)測(cè)試試件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸較小且要求檢測(cè)方向?yàn)橐痪S時(shí),可采用螺旋千斤頂,其操作簡(jiǎn)單、節(jié)約檢測(cè)時(shí)間和成本。在大型、異型結(jié)構(gòu)幕墻檢測(cè)中可采用液壓千斤頂,甚至同步雙作用液壓系統(tǒng),以滿足各方向?qū)娱g變形檢測(cè)的要求。

2.4實(shí)現(xiàn)異形幕墻、軌道交通屏蔽門等一系列建設(shè)工程產(chǎn)品物理性能檢測(cè)

隨著城市軌道交通的發(fā)展,軌道交通站臺(tái)屏蔽門、電梯門檢測(cè)市場(chǎng)需求也越來越大。目前,國標(biāo)中對(duì)測(cè)試箱體的氣密性和剛度方面做了要求,對(duì)其結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有統(tǒng)一的要求。因此,將軌道交通站臺(tái)屏蔽門、電梯門、金屬屋面、采光頂、玻璃欄桿等建設(shè)工程產(chǎn)品與建筑幕墻門窗檢測(cè)一體化,通過對(duì)壓力箱平面、立面、強(qiáng)度、剛度等進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)研究,建造能用于幕墻門窗、軌道交通屏蔽門等多種測(cè)試試件檢測(cè)的多功能一體化壓力箱。箱體可采用鋼結(jié)構(gòu)形式,保證箱體具有良好的剛度和強(qiáng)度。壓力箱在橫向和縱向可獨(dú)立分隔成多個(gè)小壓力箱體,采用鋼板墻隔開,互不影響。中小靜壓箱可根據(jù)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。通過活動(dòng)梁安裝,適應(yīng)多種類型及尺寸的試件,結(jié)構(gòu)靈活,輔材消耗少,安裝周期短,檢測(cè)效率高。

2.5實(shí)現(xiàn)國際主流幕墻檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)

我國建筑幕墻標(biāo)準(zhǔn)體系相對(duì)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(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展在借鑒國外先進(jìn)幕墻標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,逐漸形成了適合本國國情和行業(yè)發(fā)展的幕墻標(biāo)準(zhǔn)體系。隨著國內(nèi)幕墻生產(chǎn)企業(yè)在國外承包大型工程,幕墻檢測(cè)中也常用到美、歐標(biāo)等國外標(biāo)準(zhǔn)。目前,主流的幕墻檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要有美國標(biāo)準(zhǔn)(ASTM、AAMA)、國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)(EN)、英國標(biāo)準(zhǔn)(BS)、日本標(biāo)準(zhǔn)(JIS)、澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)(AS)、新西蘭標(biāo)準(zhǔn)(NZS)、新加坡標(biāo)準(zhǔn)(ICS)等。以最常用的美國標(biāo)準(zhǔn)為例,中美兩種標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)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(biāo)要求動(dòng)態(tài)水密性試驗(yàn),能夠更真實(shí)的模擬自然界惡劣的環(huán)境,為適應(yīng)美標(biāo)動(dòng)態(tài)水密性能的測(cè)試,需配置螺旋槳風(fēng)機(jī);②美標(biāo)要求熱循環(huán)試驗(yàn),用于檢測(cè)幕墻試件在應(yīng)對(duì)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(cè)后,還需進(jìn)行氣密性和水密性能檢測(cè),對(duì)比前后結(jié)果,反映風(fēng)壓、變形、溫度等對(duì)氣密水密的影響,以確定幕墻試件的薄弱環(huán)節(jié),經(jīng)過合理改進(jìn),提高幕墻性能儲(chǔ)備。

3技改工作目標(biāo)

檢測(cè)系統(tǒng)的先進(jìn)性主要體現(xiàn)在箱體的密封性、安全可靠性、測(cè)試系統(tǒng)的準(zhǔn)確和穩(wěn)定性以及可擴(kuò)展性等方面。所以,通過技改主要實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)目標(biāo):①幕墻檢測(cè)設(shè)備需滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求,適用于建筑幕墻物理四性檢測(cè),檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)真實(shí)可靠,設(shè)備應(yīng)靈活,便于操作;②設(shè)備能夠進(jìn)行美國標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)、日本標(biāo)準(zhǔn)等主流幕墻外標(biāo)的檢測(cè),滿足美標(biāo)及歐標(biāo)動(dòng)態(tài)水密和熱循環(huán)試驗(yàn)的檢測(cè)要求,要求設(shè)備系統(tǒng)能更好、更全面地測(cè)量建筑幕墻的各項(xiàng)性能,評(píng)價(jià)建筑幕墻的工程質(zhì)量;③設(shè)備需既能滿足各種常規(guī)幕墻的安裝檢測(cè),又能進(jìn)行各種轉(zhuǎn)角、曲面、斜面等異型、超大型幕墻試件的安裝和檢測(cè),并可隨意劃分單元尺寸,同時(shí)進(jìn)行多組檢測(cè)。

4結(jié)語

隨著我國國際化進(jìn)程的加快,超高層、高難度、新形式的建筑幕墻不斷涌現(xiàn),建筑幕墻檢測(cè)方法也在不斷提高、完善。傳統(tǒng)建筑幕墻檢測(cè)試驗(yàn)室的升級(jí)改造勢(shì)在必行。通過以上技術(shù)的革新,切實(shí)提高傳統(tǒng)幕墻檢測(cè)試驗(yàn)室的檢測(cè)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(cè)手段,同時(shí)也為設(shè)計(jì)施工提供了新的依據(jù),切實(shí)促進(jìn)建筑幕墻的健康、可持續(xù)發(fā)展,也能為相關(guān)技術(shù)的推廣應(yīng)用提供保證。

參考文獻(xiàn)

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作者:鄭燕燕  單位:安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院