建筑幕墻門窗檢測(cè)中心創(chuàng)新與規(guī)劃

許文君 劉曉松

（廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)中心有限公司，廣東 廣州 510440）

建筑幕墻是建筑業(yè)現(xiàn)代化的產(chǎn)物，運(yùn)用越來越多，特別是在高層建筑中，以其較輕的材質(zhì)、靚麗的外觀受到建筑師們的青睞。但是，由于設(shè)計(jì)、施工等原因，幕墻與窗時(shí)常發(fā)生面板脫落、滲水，開啟扇無法正常啟閉等安全性和功能性問題。建筑幕墻與窗的質(zhì)量安全可靠性關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，建筑幕墻與窗的物理性能檢測(cè)極為重要。針對(duì)不同型式的幕墻，從設(shè)計(jì)階段開始，就需進(jìn)行大量的、超大尺寸的、各種形式的試驗(yàn)驗(yàn)證，以確定安全合理的結(jié)構(gòu)形式，將設(shè)計(jì)施工過程中可能出現(xiàn)的問題解決。

隨著國(guó)內(nèi)外各種新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，各類異形幕墻的使用越來越廣泛，各種新型的支撐結(jié)構(gòu)、外觀式樣層出不窮。那種僅在工程驗(yàn)收檢測(cè)中選取小尺寸典型單元的常規(guī)做法不能完全反映幕墻結(jié)構(gòu)體系安全使用的真實(shí)性，并有可能帶來安全隱患。如廣州保利琶洲項(xiàng)目、深圳春筍華潤(rùn)總部大廈、深圳前海頤大廈、中海油大廈、廣州電視塔、中國(guó)煙草大廈、廣東科學(xué)館等外立面采用各種風(fēng)格獨(dú)特的幕墻裝飾，安裝前都進(jìn)行過多個(gè)超大尺寸試件的檢測(cè)。于是，國(guó)內(nèi)各地檢測(cè)機(jī)構(gòu)也紛紛進(jìn)行設(shè)備的升級(jí)改造，逐漸提高自身的檢測(cè)能力，適應(yīng)市場(chǎng)需求。

1 國(guó)內(nèi)幕墻門窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室概況

1.1 中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑幕墻門窗研究中心

2006年，完成了超常規(guī)建筑幕墻性能檢測(cè)技術(shù)研究-大型建筑幕墻檢測(cè)設(shè)備[1]。檢測(cè)設(shè)備箱體為鋼結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)尺寸為：寬度26 m、高度21.5 m、厚度3.2 m，前后兩面可以同時(shí)安裝多個(gè)幕墻，外側(cè)可做轉(zhuǎn)角幕墻，最大靜壓大于10 kPa，如圖1所示。箱體鋼結(jié)構(gòu)主體選用規(guī)格為H型鋼。主體每三米高度上搭建一層平臺(tái)，設(shè)計(jì)有樓梯、護(hù)欄等配套設(shè)施。由于設(shè)備尺寸較大，為了方便安裝，在加工廠預(yù)制出模塊，現(xiàn)場(chǎng)用螺栓進(jìn)行連接。

圖1 超大型建筑幕墻氣密水密抗風(fēng)壓及層間變位性能檢測(cè)裝置

其檢測(cè)業(yè)務(wù)范圍：

（1） 建筑幕墻性能檢測(cè)。采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗風(fēng)壓性能、氣密性能、水密性能、平面內(nèi)變形性能、抗震性能、光學(xué)性能、保溫性能、隔聲性能、耐撞擊及組裝質(zhì)量等試驗(yàn)。

（2） 建筑門窗性能檢測(cè)。采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各類型窗的全部性能檢測(cè)。

（3） 門窗用型材、五金配件與建筑玻璃全部性能檢測(cè)。

（4） 幕墻門窗工程檢測(cè)檢查。①新建、在建幕墻工程施工、安裝、組裝質(zhì)量檢查；②既有幕墻工程質(zhì)量檢查及安全性鑒定；③各種門窗、幕墻抗風(fēng)壓、氣密、水密現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

1.2 廣東省建筑科學(xué)研究院建筑物理研究所

廣東省建筑科學(xué)研究院建筑物理研究所占地30余畝，2010年完成了特大型多功能幕墻檢測(cè)設(shè)備研究[2]。檢測(cè)設(shè)備箱體為鋼結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)尺寸為：寬度 （18+8） m、高度22 m，內(nèi)外側(cè)可以同時(shí)安裝多個(gè)幕墻，外側(cè)可做轉(zhuǎn)角幕墻，可開展平面、異型超大型幕墻的國(guó)標(biāo)、外標(biāo)性能檢測(cè)。

其檢測(cè)業(yè)務(wù)范圍：

（1） 建筑幕墻氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、層間變形性能、熱循環(huán)、耐撞擊性能等參數(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。

（2） 建筑門窗氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能等參數(shù)的物理性能檢測(cè)。

（3） 建筑屋面氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、平面內(nèi)、外變形的物理性能檢測(cè)。

（4） 建筑幕墻門窗用密封膠物理性能檢測(cè)。

（5） 建筑玻璃檢測(cè)，門窗五金配件檢測(cè)。

（6） 幕墻用預(yù)埋件、后錨固件現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

（7） 既有幕墻可靠性鑒定。

1.3 領(lǐng)鋒建材檢測(cè)有限公司的檢測(cè)中心

領(lǐng)鋒建材檢測(cè)有限公司的檢測(cè)中心為肇慶市大旺高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，通過香港實(shí)驗(yàn)所認(rèn)可計(jì)量 （HOKLAS） 認(rèn)證。大型幕墻檢測(cè)箱體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，于2011年建成，箱體的幕墻安裝洞口寬度130.6 m （平面展開尺寸），高度30 m，最大靜壓大于15 kPa，頂部設(shè)置鋼網(wǎng)架頂棚與3 t吊機(jī)設(shè)備，整體如圖2所示。

圖2 大型幕墻檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)箱體

其檢測(cè)業(yè)務(wù)范圍：

建筑外墻系統(tǒng)：門窗系統(tǒng)，各種類型的幕墻系統(tǒng)、采光棚及天花、金屬或石材外飾板、護(hù)欄性能測(cè)試、百葉窗性能檢測(cè)；

耐火材料：防煙或防火鋼、木門窗，防火閘門，防火幕墻或隔墻，防火吊頂天花，樓層隔斷，通風(fēng)管道和排煙管道，混凝土、鋼結(jié)構(gòu)立柱和橫梁，防火涂料或防火泥，屋面覆蓋物如太陽能板檢測(cè)；

消防滅火系統(tǒng)：消防噴淋頭，各類滅火器；

建筑材料：建筑密封膠性能測(cè)試，混凝土預(yù)埋錨件、預(yù)埋槽件和鋼碼強(qiáng)度測(cè)試，玻璃安全性能測(cè)試，金屬材料強(qiáng)度性能檢測(cè)，金屬化學(xué)成分分析，金屬表面涂層的耐候性能檢測(cè)。

1.4 東莞兆閔幕墻實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室轄屬于臺(tái)資企業(yè)——兆閔科技實(shí)業(yè)股份有限公司，于2000年建成，占地面積約9畝，幕墻檢測(cè)箱體為鋼、混凝土混合結(jié)構(gòu)，箱體的試件安裝尺寸：寬度10 m，高度13 m，如圖3所示。

圖3 兆閔幕墻實(shí)驗(yàn)室圖

其檢測(cè)業(yè)務(wù)范圍：各類建筑幕墻氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、層間變形性能、熱循環(huán)、耐撞擊性能等參數(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。

1.5 廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司幕墻門窗研究所

廣州市幕墻門窗檢測(cè)中心占地約5畝，2015年完成了特大型多功能幕墻檢測(cè)設(shè)備研究。檢測(cè)設(shè)備箱體為鋼結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)尺寸為：寬度 （18+8） m、高度18 m。

幕墻檢測(cè)設(shè)備的創(chuàng)新及優(yōu)勢(shì)在于：

（1） 將建筑幕墻及其他試件安裝壓力箱體一體化[7]，形成多功能壓力箱裝置，壓力箱由完全密封且各自獨(dú)立的分格組成，各分格可組合使用，實(shí)現(xiàn)了不同尺寸試件任意組合箱體，提高了壓力箱的實(shí)用性，降低了安裝試件的輔材消耗，縮短了安裝時(shí)間。

（2） 多壓力箱組合群的檢測(cè)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制集成系統(tǒng)[8]，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)過程自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。數(shù)據(jù)采集控制中心的檢測(cè)數(shù)據(jù)直觀顯示，提高了檢測(cè)精度，操作便捷，提高了檢測(cè)效率。

（3） 形成檢測(cè)數(shù)據(jù)無線采集與物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)、幕墻門窗物理性能檢測(cè)綜合系統(tǒng)無線智能檢測(cè)儀[9]。位移、空氣流量、風(fēng)壓值的無線傳輸，檢測(cè)系統(tǒng)首次采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)了主機(jī)、云平臺(tái)、手機(jī)客戶端三種登入查看方式，管理員、檢測(cè)員、訪客三級(jí)用戶的使用權(quán)限差別化。

檢測(cè)設(shè)備的局限性在于：

（1） 受設(shè)備所在場(chǎng)地限制，存在多個(gè)箱體施工作業(yè)相互干擾，工作面較小。

（2） 受當(dāng)?shù)匾?guī)劃影響，幕墻設(shè)備箱體的高度受限，提高到20 m較理想。

其檢測(cè)業(yè)務(wù)范圍：

（1） 建筑幕墻氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、層間變形性能、熱循環(huán)、耐撞擊性能等參數(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。

（2） 建筑門窗氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能等參數(shù)的物理性能檢測(cè)。

（3） 建筑屋面氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、平面內(nèi)/外變形的物理性能檢測(cè)。

（4） 建筑幕墻門窗用密封膠物理性能檢測(cè)。（5） 建筑玻璃檢測(cè)，門窗五金配件檢測(cè)。

（6） 軌道交通站臺(tái)屏蔽門的物理性能檢測(cè)。（7） 既有幕墻可靠性鑒定。

1.6 其他單位幕墻實(shí)驗(yàn)室

（1） 上海市建筑科學(xué)研究院嘉定幕墻檢測(cè)中心[3]，占地面積為3 204 m2。“L”形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)幕墻測(cè)試箱體位于鋼結(jié)構(gòu)廠房中央，共七層，總寬度為40.7 m，高度為16.9 m。

其設(shè)備利用工業(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。

（2） 湖北省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院漢南科研基地，超大幕墻檢測(cè)設(shè)備[4]于2013年建成，完成了超大幕墻（ 寬12 m×高16 m） 檢測(cè)試驗(yàn)。大型幕墻檢測(cè)設(shè)備是華中地區(qū)最大最齊全的幕墻檢測(cè)設(shè)備。

（3） 福建省建筑科學(xué)研究院的建筑環(huán)境設(shè)備與節(jié)能檢測(cè)研究所[5-6]，于2012年建成超大型建筑幕墻物理性能檢測(cè)裝置，鋼混結(jié)構(gòu)，試件安裝尺寸 （寬12 m×高18 m）。

設(shè)備方案經(jīng)過比選，檢測(cè)裝置選址在交通方便的工業(yè)區(qū)內(nèi)大型鋼結(jié)構(gòu)廠房的室內(nèi)，淋水系統(tǒng)設(shè)置在箱體頂部，控制系統(tǒng)采用穩(wěn)定性好、采樣速度快、控制精確的PLC 控制器作為核心控制裝置，配合變頻器和智能高速數(shù)據(jù)采集卡組成控制模塊。

2 幕墻門窗檢測(cè)中心的檢測(cè)范圍與參數(shù)

本幕墻門窗檢測(cè)中心擬發(fā)展為國(guó)內(nèi)一流的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)具備以下檢測(cè)業(yè)務(wù)與能力。

（1） 建筑幕墻性能檢測(cè)。①采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗風(fēng)壓性能、氣密性能、水密性能、平面內(nèi)變形性能、抗震性能、光學(xué)性能、保溫性能、隔聲性能、耐撞擊及組裝質(zhì)量等試驗(yàn)。②采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) （ASTM、AAMA）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) （ISO）、歐洲標(biāo)準(zhǔn) （EN）、英國(guó)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） 進(jìn)行的幕墻門窗性能試驗(yàn)。

（2） 建筑門窗性能檢測(cè)。鋁合金門窗、未增塑聚氯乙烯（PVC-U） 門窗、玻璃纖維增強(qiáng)塑料 （玻璃鋼） 門窗、建筑木門窗、鋼門窗的全部性能檢測(cè)。

（3） 門窗用型材性能檢測(cè)。鋁合金建筑型材、門窗用未增塑聚氯乙烯 （PVC-U） 型材的全部性能試驗(yàn)。

（4） 門窗用五金配件性能檢測(cè)。門窗執(zhí)手、門窗合頁(yè)、門窗傳動(dòng)鎖閉器、門窗滑撐、門窗撐擋、門窗滑輪、單點(diǎn)鎖閉器、多點(diǎn)鎖閉器、門窗增強(qiáng)型鋼、門窗固定片、地彈簧、閉門器、建筑門窗內(nèi)平開下懸五金系統(tǒng)等全部性能檢測(cè)。

（5） 建筑玻璃及其制品的性能檢測(cè)。建筑平板玻璃、鋼化和半鋼化玻璃、夾層玻璃、中空玻璃等全部性能檢測(cè)。

（6） 幕墻門窗工程檢測(cè)檢查。①新建、在建幕墻工程施工、安裝、組裝質(zhì)量檢查；②既有幕墻工程質(zhì)量檢查及安全性鑒定；③各種門窗、幕墻抗風(fēng)壓、氣密、水密現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

（7） 城市軌道交通屏蔽門的檢測(cè)。

（8） 耐火材料檢測(cè)。防煙或防火鋼/木門窗、防火閘門、防火幕墻或隔墻、防火吊頂天花、樓層隔斷、通風(fēng)管道和排煙管道、混凝土/鋼結(jié)構(gòu)立柱和橫梁、防火涂料或防火泥、屋面覆蓋物如太陽能板檢測(cè)。

（9） 部分其他建筑材料檢測(cè)。建筑密封膠性能測(cè)試，混凝土預(yù)埋錨件、預(yù)埋槽件和鋼碼強(qiáng)度測(cè)試，玻璃安全性能測(cè)試，金屬材料強(qiáng)度性能檢測(cè)，金屬化學(xué)成分分析，金屬表面涂層的耐候性能檢測(cè)。

3 幕墻檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃

幕墻檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室占地面積約3 600 m2，檢測(cè)箱體平面呈倒“凹”字形，試件安裝最大高度25 m，涵蓋寬度3.0 m至24 m試件，滿足目前所有幕墻試件的安裝檢測(cè)需求，平面尺寸及功能劃分如圖4所示。

此設(shè)計(jì)示意圖僅為幕墻檢測(cè)設(shè)備所需的占地面積，若實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展建筑材料、防火、構(gòu)件等檢測(cè)項(xiàng)目，需考慮另外位置建設(shè)檢測(cè)大樓，與幕墻檢測(cè)設(shè)備相隔一定距離，避開幕墻施工檢測(cè)對(duì)其造成的噪聲影響。

圖4 擬建幕墻檢測(cè)設(shè)備平面示意圖

幕墻實(shí)驗(yàn)室同時(shí)具有多個(gè)試件同時(shí)安裝的檢測(cè)能力，可進(jìn)行各類超大尺寸的試件檢測(cè)。具備包括大型幕墻、金屬屋面、采光頂、城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門、廣告牌、門窗、欄桿、玻璃等建設(shè)產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)檢測(cè)能力。

本項(xiàng)目為建筑類檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)，檢測(cè)收費(fèi)可參照廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)和鑒定協(xié)會(huì)發(fā)文“粵建檢協(xié)[2015]8號(hào)”的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

文章闡述了國(guó)內(nèi)各大幕墻檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)設(shè)備與業(yè)務(wù)范圍，對(duì)國(guó)內(nèi)幕墻實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力有了總體的把握，為建設(shè)國(guó)內(nèi)一流的幕墻實(shí)驗(yàn)室提供參考?？偨Y(jié)了目前幕墻檢測(cè)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)與局限性，借鑒與提高，對(duì)擬建幕墻實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行規(guī)劃，將幕墻實(shí)驗(yàn)室打造成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，滿足檢測(cè)市場(chǎng)需求，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。