劉茂楠 鄒錫林

摘 要:由于幕墻工程是實(shí)現(xiàn)建筑美觀和建筑功能的重要組成,因此,幕墻工程仍然是一些重要建筑不可或缺的組成。本文結(jié)合上海市建筑科學(xué)研究院嘉定幕墻檢測(cè)中心的情況,介紹了建筑幕墻物理性能檢測(cè)技術(shù),供大家參考。

關(guān)鍵詞:建筑幕墻;性能;檢測(cè);節(jié)能

1 前言

在直接影響建筑物質(zhì)量的建筑幕墻行業(yè)中,新技術(shù)、新工藝、新材料得到廣泛應(yīng)用,同時(shí)對(duì)建筑幕墻的安全、節(jié)能和使用功能提出了更高的要求。

2 幕墻檢測(cè)的技術(shù)背景

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)建筑幕墻進(jìn)行物理測(cè)試的檢測(cè)裝置,可對(duì)空氣滲漏性測(cè)試,測(cè)量建筑幕墻在一定壓力下的氣體泄漏量;可對(duì)雨水滲漏性測(cè)試,測(cè)量建筑幕墻在一定壓力下的雨水滲漏量;可對(duì)抗風(fēng)壓特性測(cè)試,測(cè)量建筑幕墻對(duì)強(qiáng)風(fēng)的抵抗特性。

目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上對(duì)建筑幕墻進(jìn)行物理測(cè)試的現(xiàn)有技術(shù)檢測(cè)裝置的原理大體相同,即利用風(fēng)機(jī)向密閉的檢測(cè)箱體內(nèi)提供不同的風(fēng)壓,從而滿足三種不同的測(cè)試模式,并利用相應(yīng)的傳感器測(cè)出相關(guān)參數(shù)。但是,各類建筑幕墻檢測(cè)裝置主要的差別在于其風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同。此外,為了能夠滿足正負(fù)壓測(cè)試的要求,都設(shè)計(jì)了不同的正負(fù)壓切換機(jī)構(gòu)。其中:

2.1 一種是德國(guó)KS公司的建筑幕墻檢測(cè)裝置,采用變頻調(diào)速的方式來控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而控制風(fēng)量,進(jìn)而達(dá)到控制風(fēng)壓的目的。這種建筑幕墻檢測(cè)裝置的缺點(diǎn)是:

由于采用單一的風(fēng)量控制控制方法對(duì)控制算法要求較高,從而加重了軟件開發(fā)的工作量。在該建筑幕墻檢測(cè)裝置中設(shè)有的正負(fù)壓切換機(jī)構(gòu),采用一種伺服驅(qū)動(dòng)風(fēng)口調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),利用同一個(gè)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓的靈活切換。但是其中有一個(gè)明顯的缺點(diǎn):該機(jī)構(gòu)為了靈活安裝,采用了木材作為安裝底板,然后,在國(guó)內(nèi)的實(shí)際使用中,由于天氣潮濕,經(jīng)常造成底板膨脹,從而加大了伺服機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)阻力。

在該建筑幕墻檢測(cè)裝置中由于選取的伺服電機(jī)力矩較小,因此經(jīng)常造成電機(jī)燒毀,影響了設(shè)備的正常使用。

2.2 另一種是日本公司的建筑幕墻檢測(cè)裝置,日本公司的建筑幕墻檢測(cè)裝置則采用一套復(fù)雜的四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),通過調(diào)節(jié)閥并配合簡(jiǎn)單的風(fēng)機(jī)調(diào)速功能來共同控制風(fēng)量。從而達(dá)到控制風(fēng)壓的目的。這種四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是:

四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中由于對(duì)調(diào)節(jié)閥要求非常高的響應(yīng)速度,而一般蝶閥的響應(yīng)速度為15s左右,即0-90度的開合時(shí)間需要15s,因此對(duì)調(diào)節(jié)閥的制造工藝要求很高。

四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由于需要精確的定位精度,否則將很難保證穩(wěn)定的風(fēng)壓曲線,在設(shè)計(jì)方案中設(shè)計(jì)了一套機(jī)械四聯(lián)動(dòng)閥門,并采用了電液伺服驅(qū)動(dòng),達(dá)到設(shè)計(jì)要求中的風(fēng)壓控制曲線。因此,機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高。

由于四個(gè)閥門是聯(lián)動(dòng)的,為了補(bǔ)償閥門通徑誤差的影響,在四個(gè)閥門前都各裝了一個(gè)調(diào)零閥門;因此,增加了另部件,提高制造成本。

2.3 還有一種我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置,由風(fēng)機(jī)、高速調(diào)節(jié)閥、高速截至閥以及普通調(diào)節(jié)閥構(gòu)成。相應(yīng)的閥門系統(tǒng)都配備相應(yīng)的閥門控制/定位器。整個(gè)風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置的原理是:由變頻系統(tǒng)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),通過送風(fēng)管道和高速調(diào)節(jié)蝶閥將壓縮空氣送入測(cè)試箱體。然而這樣僅僅能夠有效地控制箱體壓力的上升曲線,對(duì)于壓力的波動(dòng)曲線無法精確控制,這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的調(diào)速性能在加速的時(shí)候可以有很高的響應(yīng)速度,然后在減速的時(shí)候,由于風(fēng)機(jī)的自身慣量,很難迅速減速,從而導(dǎo)致風(fēng)壓的波動(dòng)曲線無法達(dá)到國(guó)家檢測(cè)要求。這也是目前的幕墻物理性能檢測(cè)設(shè)備中最為突出的問題。

3 嘉定幕墻檢測(cè)中心主要特點(diǎn)及其領(lǐng)先技術(shù)

上海市建筑科學(xué)研究院嘉定幕墻檢測(cè)中心位于上海市嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)寶安公路4900號(hào),總占地面積為3204平方米。由測(cè)試箱體和辦公樓兩大部分組成,主要用于檢測(cè)玻璃幕墻等建材質(zhì)量。測(cè)試箱體及外圍鋼結(jié)構(gòu)建筑面積為950.79平方米。測(cè)試箱體位于鋼結(jié)構(gòu)廠房中央,共七層,總高度為16.9m,二層及以上各層工作平臺(tái)外圍均設(shè)置安全欄桿。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)測(cè)試箱體平面呈“L”形,總長(zhǎng)度為40.7m,并配備三部3噸電動(dòng)葫蘆。操作辦公樓位于測(cè)試箱體東側(cè),共三層,建筑面積為2879.39平方米,采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

嘉定幕墻檢測(cè)中心具有以下特點(diǎn):

滿足新標(biāo)準(zhǔn)的方法和設(shè)備要求;最大限度地真實(shí)模擬幕墻的實(shí)際工況,并能滿足單元式幕墻的測(cè)試工況;具備對(duì)超高、超寬及特殊型式(轉(zhuǎn)角)幕墻試件的檢測(cè)能力;較高的檢測(cè)自動(dòng)化,具備高效、快捷的檢測(cè)能力,設(shè)備加工、維修國(guó)產(chǎn)化;操作控制平臺(tái)人性化,建造、安裝便捷。

本系統(tǒng)主要的領(lǐng)先技術(shù)有:

對(duì)風(fēng)壓控制,采用了變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)大流量的高壓風(fēng)機(jī),結(jié)合由四套獨(dú)立氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成的風(fēng)路切換機(jī)構(gòu),靈活地實(shí)現(xiàn)了箱體壓力的快速準(zhǔn)確控制;

利用工業(yè)以太網(wǎng)和ProfiBUS現(xiàn)場(chǎng)總線傳遞所有傳感器數(shù)據(jù)及設(shè)備控制信號(hào),極大簡(jiǎn)化了布線工作,有效提高了各傳感器信號(hào)的抗干擾性和對(duì)各底層設(shè)備控制的準(zhǔn)確性;系統(tǒng)具備操作自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、空氣壓力測(cè)量精度為±3‰、空氣流量測(cè)量精度為±0.3‰、位移測(cè)量精度為1‰;系統(tǒng)具備操作自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、結(jié)果自動(dòng)處理等功能;確定系統(tǒng)軟件具備調(diào)理器的基本功能,其中包括:軟件的權(quán)限設(shè)置、自動(dòng)測(cè)試、手動(dòng)測(cè)試以及數(shù)據(jù)打印等功能;組成的編制了控制部分PID調(diào)節(jié)程序,實(shí)現(xiàn)了測(cè)試的檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)控制過程,解決測(cè)試全過程的實(shí)時(shí)處理;建立了測(cè)試數(shù)據(jù)庫,能生成原始記錄和報(bào)告打印;幕墻裝置與操作系統(tǒng)功能,總體性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

幕墻配置采用國(guó)際知名的軟硬件,保證了系統(tǒng)的高度可靠性和安全性。相應(yīng)的計(jì)量設(shè)備,均已通過計(jì)量檢定,可以滿足對(duì)幕墻的氣密、水密、抗風(fēng)壓,抗震、動(dòng)態(tài)水密以及保溫等各種性能進(jìn)行檢測(cè)。

4 嘉定幕墻檢測(cè)中心主要檢測(cè)能力

上海建筑幕墻檢測(cè)中心是以上海市建筑科學(xué)研究院為主設(shè)立的上海地區(qū)建筑幕墻專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu),由上海市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心實(shí)施日常檢測(cè)工作的管理。根據(jù)建建質(zhì)(1998)19號(hào)《關(guān)于對(duì)建設(shè)部建筑幕墻檢測(cè)中心等五個(gè)幕墻質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)通過資質(zhì)審核認(rèn)可的通知》,上海建筑幕墻檢測(cè)中心可在認(rèn)可的檢測(cè)范圍內(nèi)跨地區(qū)開展建筑幕墻檢測(cè)工作。

根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局0556-1認(rèn)可文件,上海建筑幕墻檢測(cè)中心能承擔(dān)建筑幕墻、建筑門窗及結(jié)構(gòu)膠性能等方面的許可證檢測(cè)工作。

主要檢測(cè)能力如下:

·建筑幕墻風(fēng)壓變形性能

·建筑幕墻空氣滲透性能

·建筑幕墻雨水滲漏性能

·建筑幕墻平面內(nèi)位移性能

·建筑幕墻耐沖擊性能

·建筑幕墻動(dòng)壓水密性能測(cè)試

·建筑玻璃物理性能

·建筑幕墻隔熱性能

·建筑幕墻隔聲性能

就目前來看,嘉定基地幕墻系統(tǒng)已滿足目前建筑幕墻性能試驗(yàn)的所有技術(shù)要求(包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和ASTM、AAMA、AS/NZS4284 EN BS CWCT等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)),尤其適用于超大、超高的不同測(cè)試樣品測(cè)試,在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中處于領(lǐng)先水平。

結(jié)束語

當(dāng)然,工程的研制建設(shè)者們并沒有停下他們的步伐,他們將用自已的聰明和智慧,使這套具有豐碑意義的檢測(cè)系統(tǒng)更為完善,更人性化。嘉定幕墻“三性”檢測(cè)系統(tǒng)的研制成功,為建筑幕墻“三性”檢驗(yàn)提供了一種檢測(cè)方法,對(duì)建筑幕墻質(zhì)量控制起到積極推動(dòng)作用,標(biāo)志著上海的幕墻檢測(cè)事業(yè)取得的進(jìn)步,具有廣泛的社會(huì)效益,也將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。