|
|
|
|
建筑幕墻設計計算、試驗、制作安裝及工程驗收
|
|
發布日期：[2016-02-29] 共閱[1289]次 |
摘要：建筑幕墻是建筑物的外圍護結構，承載著風荷載、自重荷載及地震作用，因此，建筑幕墻質量關系到整個建筑工程質量及人身財產安全。本文就建筑幕墻的設計計算、試驗、制作安裝、工程驗收及各環節相互關系加以簡述。
關鍵詞：建筑幕墻；氣密性能；水密性能；抗風壓性能；平面內變形性能
建筑幕墻是建筑的外圍護結構，承載著風荷載、自重荷載及地震和溫度應力等作用，圍護著主體結構，具有完整的結構體系，并通過與主體結構的連接懸掛于建筑外表面，相對于主體結構可以活動。
《建筑幕墻》GB/T21086-2007產品標準中對建筑幕墻進行了分類。按支承結構形式分為：構件式、單元式、點支承、全玻和雙層幕墻；按面板材料分為：玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻、人造板幕墻和組合板幕墻等。
建筑幕墻由于集建筑技術、建筑功能、建筑藝術于一體，通過對建筑幕墻的設計可以使得整個建筑產生強烈的建筑藝術效果。目前被廣泛應用于公共建筑、高層建筑及各種特殊功能建筑的外裝飾。因此，建筑幕墻工程質量對整個建筑工程質量和人身、財產安全有著重要的影響。本文就建筑幕墻的設計計算、試驗、加工安裝、工程驗收以及相互之間的關系進行簡述。
1． 設計計算
1.1設計
設計是人們根據建筑物的使用功能預先設想、計劃要安裝的建筑幕墻將達到什么樣的要求，并以此要求為目標進行規劃、選材。
JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術規范》及JGJ133-2001《金屬與石材幕墻工程技術規范》規定：建筑幕墻應根據建筑物的使用功能、立面設計，經綜合經濟分析，選擇其形式、構造和材料；幕墻應與建筑物整體及其周圍環境相協調等。
幕墻的設計一般由建筑設計單位和幕墻設計單位共同完成。建筑設計單位主要負責確定幕墻立面的線條、色調、構圖、玻璃類別、虛實組合和協調幕墻與建筑整體、與環境的關系，并對幕墻的材料和制作提供設計意圖和要求。幕墻的具體設計工作一般由幕墻設計單位（幕墻公司）完成。
幕墻的建筑設計包括性能設計、結構設計和安全設計。
幕墻的性能包括：抗風壓性能、水密性能、氣密性能、平面內變形性能、熱工性能、空氣聲隔聲性能、耐撞擊性能、光學性能及承重力性能等。由于幕墻的性能對建筑功能的影響巨大，因此，幕墻的性能設計應根據建筑物的類別、高度、體型及建筑物所在地的地理、氣候、環境等條件進行。
建筑幕墻應按圍護結構設計，幕墻的結構應具有足夠的承載力、剛度、穩定性和相對于主體結構的位移能力。因此，幕墻的結構設計應滿足安全、實用、美觀的原則，并應便于制作、安裝、維修保養和局部更換。
幕墻的安全設計應考慮放火、防雷及防墜落等要求。JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術規范》及JGJ133-2001《金屬與石材幕墻工程技術規范》對此有明確的規定。幕墻設計單位應嚴格按照幕墻的結構形式及建筑物所處位置及用途進行幕墻的安全設計。
因此，幕墻的設計人員應依建筑物的使用功能、周圍建筑環境、建筑物整體藝術等要求對建筑幕墻的物理性能、構造、安全性能進行設計。
1.2計算
幕墻計算主要是對建筑幕墻的結構設計進行計算。在非抗震設計時，應計算重力荷載和風荷載效應；在抗震設計時，除重力荷載和風荷載效應外，還應考慮地震荷載效應。
玻璃幕墻是依據JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術規范》計算，金屬與石材幕墻是依照JGJ133-2001《金屬與石材幕墻工程技術規范》計算。即根據建筑物所處地區基本風壓、風壓高度變化系數、風荷載體型系數及陣風系數確定本地的風載荷標準值Wk，并依此Wk值對幕墻進行結構計算，以確定幕墻的各板塊及結構體系在所受荷載效應作用下能否滿足設計要求。
在建筑幕墻性能檢測過程中，我們發現個別企業在設計、計算方面做的不夠好。如試驗委托時部分企業提供不出物理性能的設計值或個別企業根本就未做結構計算。
2． 試驗
幕墻的物理性能應由檢測來決定。幕墻設計定型時應進行性能檢測，并與性能設計值比較，驗證其是否達到設計性能要求。檢驗時，要求試件的規格、型號和材料等應與現場施工圖一致，試件的安裝應符合設計要求。
2.1氣密性能檢測
氣密性能指幕墻試件可開啟部分在關閉狀態下，可開啟部分及幕墻整體阻止空氣滲透的能力。氣密性能指標分為可開啟部分和幕墻整體兩部分。
氣密性能檢測時，首先充分密封幕墻試件上的可開啟縫隙和鑲嵌縫隙，分別分級施加正負壓風荷載，記錄各壓力差作用下的附加空氣滲透量，即通過試件本身以外部位的空氣滲透量；然后分別將鑲嵌縫隙和開啟縫隙的密封除去，按上述步驟分別測得固定部分空氣滲透量和總的空氣滲透量，分別計算出開啟部分空氣滲透量和整體幕墻試件的空氣滲透量，并通過計算求得開啟部分的單位縫長空氣滲透量和整體幕墻試件的單位面積空氣滲透量。
幕墻的氣密性能檢測分為正、負壓兩種狀態下進行，并分別求出正、負壓下的氣密性能。幕墻的氣密性能指標分為開啟部分和整體幕墻試件兩部分。
2.2 水密性能檢測
水密性能指幕墻試件開啟部分為關閉狀態時，在風雨同時作用下，阻止雨水滲漏的能力。水密性能分為固定部分和可開啟部分兩部分。
水密性能檢測分為穩定加壓法和波動加壓法，分別對應于非熱帶風暴和臺風地區的工程檢測和定級檢測與熱帶風暴和臺風地區的工程檢測。
試驗時以3L/（㎡.min）（穩定加壓法）或4L/（㎡.min）（波動加壓法）的噴水量均勻對試件噴水，在穩定淋水的同時，逐漸穩定加壓/波動加壓至試件出現嚴重滲漏。以發生嚴重滲漏時所受壓力差值的前一級檢測壓力差值作為試件水密性能檢測值，并以此檢測值作為評價指標進行評級。
2.3抗風壓性能檢測
抗風壓性能指幕墻試件可開啟部分關閉狀態時，在風壓作用，試件變形不超過允許值且不發生結構損壞及五金件松動、開啟困難等功能障礙的能力。抗風壓性能檢測分為變形檢測、反復加壓檢測和安全檢測三部分。
變形檢測分為定級檢測時的變形檢測和工程檢測時的變形檢測，二者的檢測壓力差值P1的確定不同。定級檢測時，P1值為相對面法線撓度達到幕墻試件的主要構件在風荷載標準值作用下的大允許相對面法線撓度f0/2.5時的壓力差值。而工程檢測時，P1值為風荷載標準值的40%，以在40%風荷載標準值作用下，相對面法線撓度與f0/2.5的大小來評價幕墻能否滿足工程使用要求。
反復加壓檢測為以1.5 P1作為反復加壓檢測壓力差值P2，檢查在風荷載P2/4作用下幕墻試件是否出現損壞或功能障礙。
安全檢測分為定級檢測和工程檢測。定級檢測時，以2.5 P1作為定級檢測壓力差值P3，檢測在正負風荷載P3作用下幕墻試件是否出現損壞或功能障礙。工程檢測時，P3值為設計要求的風荷載標準值，檢測在風荷載標準值作用下，幕墻試件是否出現功能障礙或損壞來判斷能否滿足工程設計要求。
2.4平面內變形性能檢測
平面內變形性能指幕墻在樓層反復變位作用下保持其墻體及連接接部位不發生危及人身安全的破損的平面內變形能力，用平面內層間位移值與層高之比值即層間位移角進行度量。通過對幕墻平面內變形性能的檢測，驗證幕墻滿足所在地抗震設防烈度的要求的能力。
檢測時，從層間位移角低分級開始逐級加載。定級檢測時，進行到幕墻或其連接部位出現危及人伸安全的破損為止，以前一級位移角值為平面內變形性能的定級值；工程檢測時，逐級加載到幕墻設計值為止，以幕墻不出現危及人身安全的破損為滿足工程設計要求。
2.5其它性能
幕墻的其它性能檢測應依幕墻使用功能和安全設計要求進行。
通過建筑幕墻物理性能的試驗發現對物理性能影響的幾點因素：幕墻安裝質量對氣密性能、水密性能影響較大，幕墻的結構形式、型材規格對抗風壓性能和平面內變形性能影響較大。
3． 制作安裝
建筑幕墻在完成設計選型及結構計算后就進入了加工制作及施工安裝環節。制作安裝是保證幕墻質量及性能的關鍵。
3.1加工制作
加工制作環節是保證幕墻產品質量的關鍵，其對生產企業的設備加工能力、人員素質、檢測能力及質量保證體系有著嚴格的要求。
首先，把好原材料質量關。幕墻生產所選用的原材料必須符合相關標準要求。玻璃幕墻選用的硅酮結構密封膠、硅酮接縫密封膠及金屬、石材幕墻用密封膠必須在有效期內使用，且硅酮結構密封膠、硅酮密封膠同相粘接的基材、附件等應具有相容性，即必須在施工前做硅酮密封膠和與之接觸材料的相容性試驗，只有相容性試驗合格，才能進行幕墻板塊的制作加工。這一點往往被施工企業所忽視。
其次，幕墻板塊的加工制作應在的加工車間進行。加工車間的環境、溫度及濕度應符合相關規定要求，這是因為生產環境及溫、濕度對幕墻板塊質量影響很大。
第三，應嚴格按照幕墻板塊的加工工藝進行制作。幕墻板塊的生產工藝中，下料和注膠是關鍵工序，必須進行嚴格控制，注膠時應嚴格按照注膠工藝進行。《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102第9.1.4條明確規定：除全玻幕墻外，不應在現場打注硅酮結構密封膠。
關于這一點要說一下，我們在檢測試驗中發現有個別施工企業在施工現場打注結構膠，還有部分幕墻企業加工制作的幕墻板塊質量較差，主要有膠縫氣泡較多或注膠不飽滿、不密實。這些都對幕墻安全埋下了嚴重的質量隱患。
3.2安裝施工
安裝施工是建筑幕墻質量的重要環節，它決定著幕墻能否*發揮出設計功能及能否完好的交到用戶手中。
不同形式的幕墻安裝工藝不同。在安裝施工過程中，應嚴格按照安裝工藝進行，特別對于安裝過程中的關鍵工序，應進行嚴格的質量控制并做好施工質量記錄。由于這些工序決定著整個幕墻的安裝質量，決定著整個幕墻的性能能否達到設計要求。
目前幕墻企業的安裝施工主要存在著安裝工人素質較差的情況，不能嚴格按照安裝工藝要求進行施工。
4． 工程驗收
工程質量驗收在幕墻工程施工結束后進行。由于建筑幕墻工程大多為隱蔽工程，工程驗收時很多施工項目無法現場查看，只能通過查看各種資料如施工圖、結構計算書、加工制作和安裝施工記錄及各種檢測報告的方式進行。這就要求質量驗收部門和驗收人員對幕墻施工單位提交的各種檢測報告及報告內容有一個較清楚的認識。
首先，查驗檢測報告的檢驗項目是否滿足工程驗收的要求。幕墻工程驗收時施工企業應提供的由檢測單位出具的檢測報告有：硅酮結構膠、硅酮密封膠和與之接觸的材料的相容性報告，石材密封膠的耐污染性檢測報告，后置埋件的現場拉拔強度檢測報告，幕墻的抗風壓性能、氣密性能、水密性能及平面內變形性能檢測報告及硅酮結構密封膠的邵氏硬度、拉伸粘結性能、鋁塑復合板的剝離強度、石材的彎曲強度及凍融性和放射性等復檢報告。如果對幕墻的節能性能有要求，還應有保溫性能檢測報告。對于不同形式、不同功能的的幕墻，要求檢測的項目不同。
其次，查驗檢測報告的合法性。要求檢測報告必須具有“CMA”標志，其中“CMA”為實驗室計量認證標志，即出具報告的檢驗機構通過了國家規定的計量認證。如果檢驗報告上還具有“CNAL”標志則表明該檢驗機構通過了中國實驗室國家認可，即該檢驗機構出具的檢驗報告在上得到了相互承認。同時要求檢驗機構檢測能力認可范圍中必須包括有相應的試驗項目。這些證明資質及相關資料可以通過施工單位向檢驗單位索要。如果檢驗單位不具有相應的試驗能力和資質證明，則其提供的檢測報告不具有法律效力，是無效的檢測報告；
第三，查驗檢測報告的有效性。檢測報告應包括以下主要內容：委托單位、施工單位、工程名稱、監理單位、委托時間、試驗時間及生產單位等基本信息及試驗報告編號、檢驗依據、檢驗項目和檢驗結果、檢驗報告的檢驗、審核、批準人員簽字及報告的簽發日期等試驗信息。
一份檢驗報告這么多信息，就要求驗收人員在工程質量驗收時認真、仔細按照實際工程一一核對。特別是工程名稱、委托時間及試驗時間、檢驗產品的規格型號應與工程實際相符合；驗收人員要查驗檢驗項目是否與工程要求相一致，檢驗結果是否滿足要求等。如果工程質量驗收人員對檢驗報告的真實性產生懷疑，可以與報告提供單位，通過反饋報告編號等基本試驗信息與檢驗單位存檔信息比對來驗證檢測報告中各項信息的真實性。
第四，查驗檢驗報告的時效性。有些檢驗報告應在幕墻相應的施工階段之前進行。如密封膠相容性試驗報告的試驗完成日期應在幕墻板塊的施工之前完成等。我們發現有很多質量驗收單位和施工單位對此重視不夠。
5． 相互之間的關系
幕墻工程是一項系統的綜合工程，設計是前提，材料是基礎，制作安裝是關鍵，管理是保證。
設計是建筑幕墻能否滿足使用性能要求的前提。設計人員應依建筑物的使用功能、周圍建筑環境、建筑物整體藝術等要求對建筑幕墻的形式、物理性能、構造、安全性能進行設計；原材料質量是整個幕墻質量的基礎；有了良好的設計、質量可靠的材料，那么幕墻的生產制作及施工安裝則是關鍵。企業的生產設備能力、人員素質及管理水平對幕墻質量有至關重要的影響。*的設備，*的人員，配上*的管理，才能生產出*的產品。而良好的施工安裝組織是建筑幕墻性能大發揮的保證。
施工監理人員作為工程質量見證人應對建筑幕墻設計計算、施工資料和相關產品標準加強熟悉。總之，若想取得良好的幕墻產品質量及性能指標，要求從設計、生產制作、施工安裝及質量驗收各環節之間相互密切配合。
在建筑幕墻的試驗檢測過程中，我們了解到很多幕墻企業對幕墻的各項試驗的重要性認識不夠，幕墻工程施工之前進行項目試驗的意識不是很強；在幕墻施工過程中監理人員由于對建筑幕墻專業知識的欠缺而不能對幕墻施工質量進行有效的監督。
目前，我國建筑幕墻在建筑外裝飾中占有很大的比例，也是很多高層建筑外墻裝飾裝修的。而目前已有建筑幕墻中出現的質量事故主要是由于施工質量差而引起的，在此，希望在幕墻的生產加工及施工安裝過程中的各有關部門共同努力，切實提高建筑幕墻工程質量。 |
|
|
|
|
