超大型建筑幕墙物理性能检测装置的研制 林海宏

发表时间:2019/7/19   来源:《新材料.新装饰》2019年3月上   作者:林海宏
[导读] 随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步,建筑幕墙建设越来越多。随着幕墙新技术和新产品的不断涌现,幕墙单元尺寸越来越大,构造越来越复杂。此外,很多外资投资或有外资咨询公司介入的幕墙工程项目提出要求采用国际标准进行检测的要求。而已有的幕墙检测装
(深圳市万萌建科集团有限公司,广东 深圳 518031)
摘要:随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步,建筑幕墙建设越来越多。随着幕墙新技术和新产品的不断涌现,幕墙单元尺寸越来越大,构造越来越复杂。此外,很多外资投资或有外资咨询公司介入的幕墙工程项目提出要求采用国际标准进行检测的要求。而已有的幕墙检测装置存在尺寸偏小,只能适应常规的平面类型幕墙试件的检测,无法满足日益增多的超大型、异型及转角幕墙的工程检测需求。由福建省建筑科学研究院组织开展超大型建筑幕墙物理性能检测装置的研制。
关键词:检测装置;超大型幕墙;异型幕墙;欧标美标

 
        引言
        近年来,我国的建筑幕墙发展非常迅猛。幕墙类型从最初的简单框架式幕墙逐步发展到全玻、索杆体系点支承、单元式、双通道幕墙以及各种复杂的异型幕墙体系。随着海西综合试验开发区的建设实施,福建省一些大型体育场馆、展馆、机场、车站等公共建筑的工程日渐增多,其单元尺寸也越来越大。
        1 检测装置的组成
        1.1 腔体结构
        实验装置整体成倒“U”型,共分为三个立面。其中,钢混结构大静压箱体(宽12m×高18m)分5层4列共20个小格,每小格均适用于小型幕墙试件的检测(内、外喷淋均可);整体设计为外喷淋;并带有2m的阳角。钢混结构中静压箱体(宽6m×高9m),可进行常规中型幕墙试件的检测(内、外喷淋均可),并带有阴角。小静压箱体(宽4m×高6m)可进行常规小型幕墙试件的检测(内、外喷淋均可)。
        1.2 计算机控制系统
        计算机控制及数据采集系统是检测装置的一个重要组成部分。本系统在保持稳定的前提下,为实现快速响应、达到实时控制的目的,采用高性能工业控制计算机作为控制主机,以专家模糊PID算法调节风压压力;并采用稳定性好、采样速度快、控制精确的PLC系统做为核心控制装置,与计算机系统组成集散式监控网络系统。
        1.3 风机及其自校过程
        为适应美标与欧标动态水密性能的测试,分别配置了螺旋桨风机与轴流风机。根据标准AAMA501.1—2005《动态压力下窗、幕墙、门的水密性能标准测试方法》的要求,在室温15.0~18.0℃时,对螺旋桨风速进行校准。在距螺旋桨风机端面2.0m,于对应位置处分别安装风速仪,以频率5Hz为增量,进行数据采集.
        2 超大型幕墙检测装置研制的主要内容及关键技术
        2.1 超大型幕墙检测装置研制的主要内容
        根据以上相关试验方法标准的技术指标要求,结合福建省实际情况,确定了检测装置研制的主要内容为:(1)检测装置的选址、静压箱体的设计,风管路系统布置、淋水系统布局、密封措施、检测配套设施。(2)选择技术先进的检测控制系统,完善国家标准、欧盟标准、美国标准等建筑幕墙各项物理性能的检测技术,确保检测精度,提高检测效率。
        2.2 超大型幕墙检测装置研制的关键技术
        (1)超大型幕墙检测装置的设计。拟设计一种适应性强,既能实现多个常规小尺寸幕墙试件同时检测,又能满足各种超大型、异型、转角型幕墙试件检测需求,且符合国标、欧标、美标等国际标准要求的检测装置。(2)为满足同时安装多个幕墙试件的需求,幕墙装置必须设计多个(至少3个)安装洞口。这些洞口在安装操作时必须互不干扰,可提高装置设备的整体效率。(3)幕墙试件的封装设计。试件周边的良好密封是实施检测的一个重要前提,因此需考虑不同类型幕墙试件的安装特点,研究各类幕墙试件周边的可靠密封方法。(4)检测控制系统的设计。拟采用一套总控设备,对接多个终端的模式,各终端之间应方便切换,检测系统的操作应实现既可手动控制、又可自动控制。


        3 超大型幕墙检测装置的设计选型
        3.1 超大型幕墙检测装置的选址
        首先,超大型建筑幕墙的试件体型较大,因此交通必须便利,大型运输车辆应能方便进出。其次,由于福建省地处东南沿海且超大型检测装置设计高度为18m,如果装置放置室外,室外恶劣天气、温差变化、风速等因素会对幕墙试件的安装及检测精度造成较大的影响。最后,必须保证幕墙试件安装有足够的场地空间。综上所述,本装置选址在交通方便的工业区内大型钢结构厂房的室内。
        3.2 静压箱体的设计
        本装置设计抗风压性能检测最大静压为12000Pa,静压箱体主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙。箱体设计为大静压箱体、中静压箱体、小静压箱体的三箱体联体结构。三个静压箱体呈倒“U”型布置(如图1所示),在大、中静压箱体所设置的阳角和阴角以模拟幕墙试件的转角区域安装。为应对未来新形式幕墙检测需求,基础上预留有外扩展备用基础,同时预留了幕墙热循环、风携碎物撞击(空气炮)、软物体撞击等功能的接口。静压箱体主体结构洞口周边均布置H型钢梁,用于幕墙试件连接横梁的安装,竖向H型钢梁设置间隔100mm的均布直径为18的圆孔,可实现承重梁在洞口高度方向100mm间隔无级调节,以适应各种幕墙试件尺寸,便于安装。
        3.3 风管路系统布置
        风管路系统是为建筑幕墙气密性、水密性、抗风压性能检测提供风压的管路系统,风管路系统布置的好坏直接影响着系统风压损失的大小和系统响应的灵敏度,因此必须合理布置风管路系统。本装置的三个静压箱体共用一套风压系统。由于风管路较长,为减少风压损失,风管直径采用Φ500mm钢管。为了确保大型幕墙试件荷载均匀的要求,对大静压箱体采用两路风管平行并联供压,对中静压箱体和小静压箱采用一路风管供压。同时装置箱体上设置了9个供风口,每个供风口配套风口截止阀门。大静压箱体设置6个供风口,中静压箱体设置2个供风口,小静压箱设置1个供风口。幕墙试验时,可根据试件的大小,开启幕墙试件对应的供风口截止阀门,其余供风口截止阀门关闭,保证了各静压箱体在安装操作和试验时互不干扰。
        3.4 淋水系统
        淋水系统为水密性能检测供水,由水源、增压泵、流量计、流量调节阀、分水器、分路控制阀和喷头等组成。分水器设计在顶部,可解决外喷淋各接口在地面造成地面上胶管过多且混乱的情况;各分支输水软管,从上至下减轻喷淋支架的重量负担;喷嘴为矩阵式排列,可使得喷淋时水压均匀,喷淋效果更理想。淋水喷淋模式可采用内喷淋或外喷淋模式,可适应幕墙试件内装或外装模式水密性能检测。
        3.5 密封措施
        密封措施分两部分:幕墙试件周边与洞口密封措施和静压箱体本体的密封性。幕墙试件在安装完成后需要对其周边进行密封,以往幕墙试件周边密封工作往往需要消耗大量时间,通常使用的木模板难以重复利用。本装置通过将静压箱体纵向、横向分割成各小箱体组合,箱体洞口可根据幕墙试件大小自由组合,使试件周边与洞口间封装工作大量减少,提高安装效率。设计模数化钢制封板,对规整位置采用钢制封板密封,剩余少量不规则位置木模板现场制作封堵,大大减少封堵工作量。静压箱体本体密封主要是各供风口及各箱体连通隔舱洞口的密封。在各供风口的密封采用端盖、丝杆和端座形式手轮驱动密封,辅以胶条作用,以保证良好的密封效果。
        4 结语
        超大型建筑幕墙物理性能检测装置的建成,填补了我国在超大型幕墙气密、水密、抗风压、层间变形、动态水密性能检测等方面的技术空白,标志着我国在幕墙检测技术能力上已跻身国内一流水平。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.GB/T18250-2015建筑幕墙层间变形性能分级及检测方法[S].中国标准出版社,2015.
[2]中国建筑科学研究院.GB/T29907-2013建筑幕墙动态风压作用下水密性能检测方法[S].中国标准出版社,2014.
 
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