通風式雙層幕墻的性能檢測分析

【摘 要】通風式雙層幕墻由內外兩道玻璃幕墻組成，具有保溫、隔熱、隔聲的功能，有利于節約能源，降低能耗，目前在我國建筑設計中已經廣泛應用。但我國目前還沒有建立一個專門針對通風式雙層幕墻性能檢驗的統一規范的標準。本文應用現有的檢測方法和相關檢測規程簡要的對某公司通風式雙層幕墻物理性能進行測試。結合我國南方天氣特點，重點對該通風式雙層幕墻的氣密性能、水密性能、抗風壓性能進行測試，并對測試結果進行分析。

【關鍵詞】通風式雙層幕墻；氣密性能；水密性能；抗風壓性能

1 概述

通風式雙層幕墻又叫呼吸式幕墻、熱通道幕墻、氣循環幕墻等，由內外兩道玻璃幕墻組成，內外層玻璃間距20cm～1m，因此在兩道幕墻間形成一個封閉的空氣腔，空氣可以通過從下方的進氣口進入，然后再從上方的排風口排出，從而實現在這一空間內有序流動，具有保溫、隔熱、隔聲的功能，有利于節約能源，降低能耗，目前在我國建筑設計中已經廣泛應用。對于建筑幕墻性能的檢測方法和標準，我國曾經于2010年出臺過一個征求意見稿，但專門針對通風式雙層幕墻性能的檢驗方法，當前尚沒有一個統一規范的標準。本文淺要分析了如何通過現有建筑幕墻綜合物理性能試驗機對通風式雙層幕墻的物理性能檢測，并就檢測方法及結果做如下介紹。

2 通風式雙層幕墻的性能檢測方法

2.1 測試幕墻數據

測試板塊外形尺寸3000mm（寬）×4500mm（高）。外層幕墻采用單元式框架支撐結構的點式玻璃幕墻，主要受力桿件為鋁型材，按簡支梁計算，跨度為4300mm，玻璃最大分割尺寸1500mm（寬）×3500mm（高），玻璃種類是15mm鋼化玻璃。內層幕墻為構件單元式玻璃幕墻，玻璃最大分割尺寸為750mm（寬）×2500mm（高），玻璃種類是外層6mm厚鋼化玻璃、內層6mm厚浮法玻璃，9mm厚空氣層組成的中空玻璃。

2.2 檢測方法

本次檢測為常規物理性能檢測，檢測項目主要是三項：氣密性能、水密性能、抗風壓性能。

2.2.1 氣密性能

氣密性能分內層幕墻氣密性能和外層幕墻氣密性能。外層幕墻氣密性能的測試，首先將通風式雙層幕墻內層開啟部分全部打開，同時密閉外層幕墻的通風口，然后按GB/T 15227-2007《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》用建筑幕墻綜合物理性能試驗機，對外層幕墻進行氣密性能檢測；內層幕墻氣密性能檢測，首先將通風式雙層幕墻的外層幕墻開啟部位和通風口全部打開，然后關閉內層幕墻的開啟部位，然后按GB/T 15227-2007《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》用建筑幕墻綜合物理性能試驗機，對內層幕墻進行氣密性能檢測。

2.2.2 水密性能

水密性能是指通風式雙層幕墻在外界風壓與雨水共同施加作用下阻止雨水滲透的性能。本文使用建筑幕墻綜合物理性能試驗機的供風系統、淋水系統、壓力測量系統模擬工程現場，對雙層幕墻進行雨水噴灑、風壓施加等，由于本次檢測重點是雙層幕阻止雨水滲透的性能，故僅對外層幕墻阻止雨水滲透的性能進行檢測，首先，將通風式雙層幕墻內層開啟部分全部打開，同時密閉外層幕墻的通風口，然后按GB/T 15227-2007《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》模擬自然界正常風壓下雨水噴淋幕墻外墻的滲漏性能。為使檢測更有實際應用價值，根據福建省季節特點分級模擬一般雨水強度加壓、大雨水強度加壓、強暴雨雨水強度施壓等以檢驗幕墻適應福建雨水滲漏的性能，同時為了得出實驗幕墻防雨水滲透的最大數值，在上述三項測試結束后，以高強度水壓和風壓持續對幕墻施以影響，并記錄下試樣內側部分出現嚴重滲漏時的具體風壓數據。

需要說明的一點是，上述方法對于測試箱體密封的通風式雙層幕墻是可行的，但對于外層百葉窗是敞開的幕墻來說，這些方法無法有效監測其雨水密封性能。可以先將外層百葉窗封閉，然后采用上述密封箱體法對外層幕墻固定部分的雨水密封性能進行檢測。

2.2.3 抗風壓性能

抗風壓變形性能是指雙層幕墻在與其垂直或側向風壓作用下，幕墻內外結構變形不超過允值且不發生結構損壞，各種功能可以正常保持的性能。

本文采用了建筑幕墻綜合物流性能試驗機的供風系統、壓力測量系統、位移采集系統等測量系統，分別對內層幕墻的風壓變形性能、外層幕墻的風壓變形性能進行檢測。檢測內層幕墻時應該將通風式雙層幕墻的外層幕墻開啟部位和通風口全部打開，然后關閉內層幕墻的開啟部位；檢測外層幕墻時應該將將通風式雙層幕墻內層開啟部分全部打開，同時密閉外層幕墻的通風口。考慮到外層幕墻為六點支撐式玻璃幕墻，根據幕墻體系的受力特點，風壓變形性能測試分別進行了支承結構體系撓度、玻璃板塊撓度測試。具體方法是敞開外層幕墻及通風口以檢測內層幕墻的風壓變形性能，數據采集是通過在內層幕墻的豎框與玻璃板塊上安裝位移傳感器進行的。外層幕墻的風壓變形性能檢測是將外層幕墻的開啟部位關閉（有百葉扇的必須將百葉扇一起封閉）、開啟內層開啟窗，在外層豎框和玻璃板塊上安裝位移傳感器進行的。

抗風壓的反復受壓和安全檢測同樣采用抗風壓變形性能P1的對內外層幕墻的處理方法分別按GB/T 15227-2007《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》中的抗風壓的反復受壓和安全檢測要求分別對其進行檢測。

3 檢測結果分析

3.1 氣密性能：

防止空氣滲透是幕墻的基本功能，參照GB/T 21086-2007《建筑幕墻》規定，幕墻空氣滲透性能達到三級，對于雙層幕墻的內外層來說，如果雙層幕墻空氣滲透量過大，氣密性能就越差，則空氣滲透現象比較明顯，室溫會因為氣流影響而波動，將嚴重影響居住和辦公的舒適度，同時在夏季或冬季有采取降溫或取暖的情況下，也加大了能耗。本次試驗的樣品，各種連接件，緊固件的螺栓有防松動措施，焊接連接符合設計要求和焊接規范的規定；結構膠和密封膠的打注飽滿、密實、連續、均勻、無氣泡，寬度和厚度符合設計要求和技術標準的規定。

3.2 水密性能

幕墻雨水滲透性能差，也將妨礙其正常功能的使用，同時也將縮短幕墻的使用壽命，參照GB/T 21086-2007《建筑幕墻》規定，本次試驗的幕墻雨水滲漏性能達到四級。考慮到雙層幕墻的特點，建筑工程實際應用中風雨天氣時，雨水主要作用在外層幕墻上，故工程實際中對外層幕墻的水密性能要求比較高，內層幕墻的水密性能要求可以適當降低，甚至可以不做要求。這也體現了雙層幕墻在暴風雨天氣使用舒適度優于普通幕墻的特點，因為在暴風雨天氣可以通過關閉外層幕墻的可開啟部分來實現阻止雨水滲透的目地，同時可以通過打開雙層幕墻的通風口，從而實現雙層幕墻在風雨天氣的情況下也能自然通風，大大提高了建筑物室內的舒適性，很好的提高了居住品質。

3.3 抗風壓性能

外層幕墻抗風壓標準參照參照GB/T 21086-2007《建筑幕墻》規定，在風荷載標準值作用下，支承結構相對撓度在L/250（L為支承結構的跨度）以下，且在同一塊玻璃下的每個支點允許的位移差值和玻璃面板的撓度在b/60（b為玻璃面板的長邊孔距）以下。內層幕墻抗風壓標準參照GB/T 21086-2007《建筑幕墻》規定，在風荷載標準值作用下，幕墻主要受力桿件的相對撓度值不大于L/180（L為受力桿件的計算長度），當計算長度L≤4500時，其撓度值≤20mm。

本次檢測的試樣外層幕墻支承結構絕對撓度為6.8mm，玻璃面板絕對撓度為22mm；內層幕墻支承結構絕對撓度為8.0mm，玻璃面板絕對撓度為5mm，在有效風力作用下，內外層幕墻結構變形未超過GB/T 21086-2007《建筑幕墻》規定的相應值，幕墻各功能均完好無損。

4 小結

本文通過對通風式雙層幕墻氣密、水密、抗風壓性能的測試，并結合通風幕墻獨特的作用原理，可以較直觀的發現，通風幕墻在氣密、水密和抗風壓性能的表現普遍優于普通單元式幕墻。而且通風式雙層幕墻具有顯著的節能效果，并且在不同的室外環境下，能過很好的保證室內的居住環境，很大程度提高了人們居住的舒適指數，因此適當推廣通風式雙層幕墻，在工程實際應用中具有廣泛的意義。

參考文獻：

[1]趙西安，建筑幕墻工程手冊[M]，北京，中國建筑工業出版社，2002.12

[2]中國建筑標準設計研究院 組織編制，07J103-8雙層幕墻(建筑標準圖集)—建筑專業[M]，北京，中國計劃出版社2007.11

[3] GB/T 21086-2007，建筑幕墻

[4] GB/T 15227-2007，建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法