建筑幕墻門窗及屏蔽門檢測(cè)供風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化★

劉曉松 許文君 吳永昌 邢宇帆 何宇聰 馮仕良

(1.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; 2.廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司，廣東 廣州 510440)

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·水·暖·電·

建筑幕墻門窗及屏蔽門檢測(cè)供風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化★

劉曉松1許文君2吳永昌1邢宇帆1何宇聰1馮仕良1

(1.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; 2.廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司，廣東 廣州 510440)

基于供風(fēng)系統(tǒng)的原理，對(duì)建筑幕墻門窗及屏蔽門檢測(cè)供風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)化控制研究，提出了多臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)加載單個(gè)或多個(gè)壓力箱的供風(fēng)方法，系統(tǒng)在控制臺(tái)控制正負(fù)壓轉(zhuǎn)換、風(fēng)機(jī)加壓及閥門啟閉等，極大地提高了檢測(cè)效率。

建筑幕墻門窗，屏蔽門，檢測(cè)設(shè)備，供風(fēng)系統(tǒng)，自動(dòng)化

建筑幕墻門窗及軌道交通屏蔽門已被廣泛使用，在服役期間，長(zhǎng)期承受風(fēng)荷載作用，其風(fēng)壓水密性能與結(jié)構(gòu)安全性是人們關(guān)心的重點(diǎn)內(nèi)容。國家標(biāo)準(zhǔn)[1]明確規(guī)定建筑幕墻必須進(jìn)行水密性能與抗風(fēng)壓性能交收檢驗(yàn)，幕墻門窗與軌道交通屏蔽門的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)[2-4]規(guī)定了檢測(cè)風(fēng)壓相關(guān)參數(shù)與檢測(cè)方法。在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)時(shí)，將試件在檢測(cè)設(shè)備的壓力箱上安裝完后，進(jìn)行風(fēng)壓加載及相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，風(fēng)壓加載一般通過供風(fēng)設(shè)備完成。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑幕墻門窗及軌道交通屏蔽門檢測(cè)的供風(fēng)設(shè)備只進(jìn)行了概要性闡述。供風(fēng)設(shè)備主要采用鼓風(fēng)機(jī)形式。王洪濤等[5，6]對(duì)鼓風(fēng)機(jī)作為供風(fēng)設(shè)備進(jìn)行了原理性闡述，但在檢測(cè)設(shè)備利用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)壓加載的具體實(shí)現(xiàn)上不詳細(xì)，有關(guān)風(fēng)機(jī)控制線路與壓力箱風(fēng)口控制方面沒有說明。目前，有關(guān)建筑幕墻門窗及軌道交通屏蔽門檢測(cè)多功能設(shè)備的供風(fēng)系統(tǒng)智能化控制未見報(bào)道。

本建筑幕墻門窗、屏蔽門供風(fēng)系統(tǒng)采用鼓風(fēng)機(jī)為安裝完試件的壓力箱提供壓力，使用變頻器控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提供穩(wěn)定壓力。供風(fēng)系統(tǒng)可在所有壓力箱上任意自動(dòng)切換，自動(dòng)化程度高。依據(jù)相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供風(fēng)設(shè)備能施加正負(fù)雙向的壓力，并能達(dá)到檢測(cè)所需的最大壓力差，壓力控制裝置應(yīng)能調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的壓力差。

1 供風(fēng)系統(tǒng)原理

供風(fēng)系統(tǒng)包含風(fēng)機(jī)、供風(fēng)管路、出風(fēng)口及其控制線路等。系統(tǒng)原理如圖1所示，采用離心式鼓風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管導(dǎo)入壓力箱，進(jìn)行風(fēng)壓加載。多臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)，也可串聯(lián)使用，單獨(dú)或同時(shí)加載幾個(gè)壓力箱。風(fēng)機(jī)分大、中、小風(fēng)機(jī)，使用變頻器控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提供穩(wěn)定壓力。每臺(tái)風(fēng)機(jī)出風(fēng)口裝有蝶閥，使用風(fēng)機(jī)時(shí)打開，否則處于關(guān)閉狀態(tài)。壓力箱在完成試件安裝后形成密閉空間，各壓力箱進(jìn)風(fēng)口安裝蝶閥，使用壓力箱時(shí)打開，否則處于關(guān)閉狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制、變頻器控制及啟閉蝶閥控制統(tǒng)一集中在控制室控制臺(tái)操作。

2 風(fēng)機(jī)閥與變頻器控制

風(fēng)機(jī)閥與變頻器控制工作原理如下：打開總電源開關(guān)，各支路DC24 V電壓通電，風(fēng)機(jī)經(jīng)管道的出風(fēng)口啟閉碟閥與主風(fēng)管連接，二位五通閥線圈失電，空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)所有氣動(dòng)蝶閥關(guān)閉，紅色指示燈亮。按下SB25(綠色按鈕)，中繼線圈得電，觸頭自鎖，綠色指示燈亮，二位五通閥線圈得電，空壓機(jī)氣體驅(qū)動(dòng)蝶閥打開，同時(shí)，風(fēng)機(jī)變頻器主電源控制的交流接觸器線圈吸合，主電源接通變頻器，DM系列數(shù)字式電壓面板表電源得電，顯示頻率。此時(shí)，風(fēng)機(jī)管路出于正壓吸氣狀態(tài)。按下變頻器正轉(zhuǎn)綠色按鈕，中間繼電器線圈得電，觸頭吸合自鎖，綠色指示燈亮，紅色指示燈滅，變頻器FWD(正轉(zhuǎn))與DCM接通啟動(dòng)，這時(shí)旋轉(zhuǎn)控制臺(tái)上的外接電位器實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的調(diào)速，并且，從控制臺(tái)上的數(shù)字電壓面板上可監(jiān)視工作頻率。

3 風(fēng)機(jī)正負(fù)壓轉(zhuǎn)換控制

風(fēng)機(jī)正壓與負(fù)壓轉(zhuǎn)換工作原理如圖2所示。離心鼓風(fēng)機(jī)有兩個(gè)風(fēng)口，向主風(fēng)管吸氣或鼓氣都必須留一個(gè)口與大氣連通換氣，為方便正負(fù)向轉(zhuǎn)換，在風(fēng)機(jī)進(jìn)出氣管上加兩個(gè)旁通閥，與大氣連通，作為換氣，進(jìn)氣管上的YF3，出氣管上的YF4。并在雙向風(fēng)管各裝一個(gè)開關(guān)閥，分別為YF1，YF2，利用電路元件控制氣體驅(qū)動(dòng)閥門的關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)按鈕控制鼓風(fēng)機(jī)的氣體流向，操作方便，免除繁瑣的人工轉(zhuǎn)換。

當(dāng)控制總電源接通時(shí)，風(fēng)機(jī)正負(fù)壓的紅色指示燈經(jīng)中間繼電器常閉點(diǎn)接通電源點(diǎn)亮，中繼線圈失電，二位五通閥失電，空壓機(jī)氣體驅(qū)動(dòng)YF1，YF4蝶閥打開，并驅(qū)動(dòng)YF2，YF3蝶閥處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)主風(fēng)管氣體通過YF1，并經(jīng)風(fēng)機(jī)吸氣，通向YF4排出，形成了往主風(fēng)管抽空的一個(gè)壓差，系統(tǒng)成為正壓。需轉(zhuǎn)為負(fù)壓時(shí)，按下綠色按鈕，中間繼電器常閉觸頭斷開，紅色指示燈滅，二位五通閥線圈經(jīng)中間繼電器吸合得電，空壓機(jī)氣體驅(qū)動(dòng)YF1，YF4蝶閥關(guān)閉，同時(shí)驅(qū)動(dòng)YF2，YF3蝶閥打開，此時(shí)氣體經(jīng)YF3進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)加壓，通過YF2流向主風(fēng)管，使主風(fēng)管與大氣形成壓差，系統(tǒng)稱為負(fù)壓。需重復(fù)正壓時(shí)，按下紅色按鈕，給主風(fēng)管加正壓。

4 壓力箱進(jìn)風(fēng)口啟閉自動(dòng)控制

由各壓力箱引風(fēng)管至主風(fēng)管，對(duì)壓力箱供風(fēng)加壓。每個(gè)壓力箱設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，在檢測(cè)過程中，打開檢測(cè)在用的壓力箱進(jìn)風(fēng)口，同時(shí)關(guān)閉其他壓力箱進(jìn)風(fēng)口。為減少人員啟閉風(fēng)口的工作量，加快檢測(cè)進(jìn)度，在各壓力箱進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置啟閉閥，在控制臺(tái)集中控制操作。進(jìn)風(fēng)口啟閉閥采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟與關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口功能，操作簡(jiǎn)單方便。

各壓力箱進(jìn)風(fēng)口啟閉自動(dòng)控制原理如圖3所示。打開總電源，DC24 V電源供至支控制電路，打開空氣壓縮機(jī)工作，氣壓充足，氣管經(jīng)二位五通閥連接到氣動(dòng)蝶閥，此時(shí)，1號(hào)～5號(hào)箱體的紅色指示燈亮，中間繼電器線圈失電，氣體經(jīng)過二位五通閥連通所有的壓力箱啟閉閥，驅(qū)動(dòng)啟閉閥關(guān)閉。須打開某個(gè)壓力箱進(jìn)風(fēng)口時(shí)，按下對(duì)應(yīng)的綠色按鈕，其綠色指示燈亮，紅色指示燈滅，氣體經(jīng)二位五通閥驅(qū)動(dòng)啟閉閥打開。按下紅色按鈕，其綠色指示燈滅，紅色指示燈亮，氣體經(jīng)二位五通閥驅(qū)動(dòng)啟閉閥關(guān)閉。

5 供風(fēng)系統(tǒng)實(shí)例

根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)需要，滿足檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，考慮實(shí)用性與合理性。選配三臺(tái)性能參數(shù)大小不一的鼓風(fēng)機(jī)，分別為小風(fēng)機(jī)、中風(fēng)機(jī)與大風(fēng)機(jī)，用于試件的氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)，大風(fēng)機(jī)提供大流量與高風(fēng)壓，一般用于抗風(fēng)壓性能安全檢測(cè)；中風(fēng)機(jī)提供中等流量與中等壓力，一般用于水密性能與抗風(fēng)壓變形性能檢測(cè)；小風(fēng)機(jī)提供中等流量與低壓力，一般用于氣密性能檢測(cè)。出于經(jīng)濟(jì)性考慮，在檢測(cè)過程中，風(fēng)機(jī)使用遵循從低性能風(fēng)機(jī)

到高性能風(fēng)機(jī)的順序。各風(fēng)機(jī)能在控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)按鈕轉(zhuǎn)換、單獨(dú)加壓、風(fēng)機(jī)聯(lián)合、風(fēng)機(jī)閥的啟閉等操作，以及每臺(tái)風(fēng)機(jī)調(diào)速、變頻及風(fēng)壓的監(jiān)視功能。

采用單風(fēng)機(jī)變頻器調(diào)壓，變頻器與風(fēng)機(jī)配套，選用進(jìn)口的知名品牌。通過調(diào)節(jié)輸入風(fēng)機(jī)的電源頻率從而調(diào)節(jié)箱體內(nèi)的風(fēng)壓。這種調(diào)壓方式具有節(jié)約能源，施工周期短，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低，調(diào)壓精度較高等優(yōu)點(diǎn)。通過全自動(dòng)控制按鈕操作，使系統(tǒng)提供正負(fù)雙向的壓力差。

本供風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，將電機(jī)部分與風(fēng)葉輪部分分離，采用傳動(dòng)帶相連，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)與風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)同步。該分離式設(shè)計(jì)相比聯(lián)軸式，大大減小了離心式鼓風(fēng)機(jī)的占地面積，降低了風(fēng)機(jī)維修成本。

此外，風(fēng)機(jī)底座裝有四個(gè)腳輪，在風(fēng)機(jī)房固定使用時(shí)，通過基礎(chǔ)螺栓抬升風(fēng)機(jī)加以固定，使得風(fēng)機(jī)腳輪與地面分離，在工作時(shí)穩(wěn)定牢固，消除腳輪的損傷。需要移動(dòng)時(shí)，可使風(fēng)機(jī)腳輪與地面接觸，風(fēng)機(jī)可推動(dòng)。風(fēng)機(jī)系統(tǒng)具備移動(dòng)至室外使用的功能，風(fēng)管活接，控制線路可延長(zhǎng)。

6 結(jié)語

1)建筑幕墻門窗及屏蔽門檢測(cè)供風(fēng)系統(tǒng)采用離心式鼓風(fēng)機(jī)加載，多臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)，也可串聯(lián)使用，單獨(dú)或同時(shí)加載幾個(gè)壓力箱，可在所有壓力箱上任意自動(dòng)切換。

2)各風(fēng)機(jī)能在控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)按鈕轉(zhuǎn)換、單獨(dú)加壓、風(fēng)機(jī)聯(lián)合、風(fēng)機(jī)閥的啟閉以及壓力箱進(jìn)風(fēng)口啟閉等操作，以及每臺(tái)風(fēng)機(jī)調(diào)速、變頻及風(fēng)壓的監(jiān)視功能。

3)依據(jù)相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供風(fēng)設(shè)備能施加正負(fù)雙向的壓力，并能達(dá)到檢測(cè)所需的最大壓力差，壓力控制裝置能調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的壓力差。

4)風(fēng)機(jī)電機(jī)部分與風(fēng)葉輪部分分離式設(shè)計(jì)，大大減小了離心式鼓風(fēng)機(jī)的占地面積，降低了風(fēng)機(jī)維修成本。風(fēng)機(jī)設(shè)備可移動(dòng)，風(fēng)管活接，控制線路可延長(zhǎng)。

[1] GB/T 21086—2007,建筑幕墻[S].

[2] GB/T 15227—2007,建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法[S].

[3] GBT 7106—2008,建筑門窗氣密、水密、抗水壓檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] CJ/T 236—2006，城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門[S].

[5] 王洪濤.建筑幕墻物理性能及檢測(cè)技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

[6] 凌 翩.建筑幕墻檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)技改及其重點(diǎn)[J].廣東建材,2013(7):73-76.

Study on wind supply system automation for building curtain wall door and window and platform screen door testing★

Liu Xiaosong1Xu Wenjun2Wu Yongchang1Xing Yufan1He Yucong1Feng Shiliang1

(1.GuangzhouTestingCentreofConstructionQuality&SafetyCo.,Ltd,Guangzhou510440,China;2.GuangzhouInstituteofBuildingScienceCo.,Ltd,Guangzhou510440,China)

Based on the principle of the air-supply, the paper undertakes the automatic controlling research on the doors and windows of curtain walls and the detection of air supply system at shielded gates, put forward several fans in parallel or series loading method for wind pressure on single or multi test chamber. Applying the new system, the switching of fan directions, the number of fans in working condition, and the status of values can be controlled by the operation in the console automatically. The system improves the efficiency of the test greatly.

building curtain wall door and window, platform screen door, testing equipment, wind supply system, automation

2016-11-21 ★：廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2017010160221)

劉曉松(1963- )，男，高級(jí)工程師; 許文君(1984- )，男，工程師； 吳永昌(1982- )，男，高級(jí)工程師； 邢宇帆(1973- )，男，高級(jí)工程師； 何宇聰(1980- )，男，工程師； 馮仕良(1976- )，男，高級(jí)電工

1009-6825(2017)04-0140-02

TU834

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