建筑幕墻門窗檢測中心創新與規劃

許文君 劉曉松

（廣州建設工程質量安全檢測中心有限公司，廣東 廣州 510440）

建筑幕墻是建筑業現代化的產物，運用越來越多，特別是在高層建筑中，以其較輕的材質、靚麗的外觀受到建筑師們的青睞。但是，由于設計、施工等原因，幕墻與窗時常發生面板脫落、滲水，開啟扇無法正常啟閉等安全性和功能性問題。建筑幕墻與窗的質量安全可靠性關系到人們的生命財產安全，因此，建筑幕墻與窗的物理性能檢測極為重要。針對不同型式的幕墻，從設計階段開始，就需進行大量的、超大尺寸的、各種形式的試驗驗證，以確定安全合理的結構形式，將設計施工過程中可能出現的問題解決。

隨著國內外各種新材料、新工藝的不斷涌現，各類異形幕墻的使用越來越廣泛，各種新型的支撐結構、外觀式樣層出不窮。那種僅在工程驗收檢測中選取小尺寸典型單元的常規做法不能完全反映幕墻結構體系安全使用的真實性，并有可能帶來安全隱患。如廣州保利琶洲項目、深圳春筍華潤總部大廈、深圳前海頤大廈、中海油大廈、廣州電視塔、中國煙草大廈、廣東科學館等外立面采用各種風格獨特的幕墻裝飾，安裝前都進行過多個超大尺寸試件的檢測。于是，國內各地檢測機構也紛紛進行設備的升級改造，逐漸提高自身的檢測能力，適應市場需求。

1 國內幕墻門窗檢測機構的實驗室概況

1.1 中國建筑科學研究院建筑幕墻門窗研究中心

2006年，完成了超常規建筑幕墻性能檢測技術研究-大型建筑幕墻檢測設備[1]。檢測設備箱體為鋼結構，整體結構尺寸為：寬度26 m、高度21.5 m、厚度3.2 m，前后兩面可以同時安裝多個幕墻，外側可做轉角幕墻，最大靜壓大于10 kPa，如圖1所示。箱體鋼結構主體選用規格為H型鋼。主體每三米高度上搭建一層平臺，設計有樓梯、護欄等配套設施。由于設備尺寸較大，為了方便安裝，在加工廠預制出模塊，現場用螺栓進行連接。

圖1 超大型建筑幕墻氣密水密抗風壓及層間變位性能檢測裝置

其檢測業務范圍：

（1） 建筑幕墻性能檢測。采用國家標準與國際標準進行抗風壓性能、氣密性能、水密性能、平面內變形性能、抗震性能、光學性能、保溫性能、隔聲性能、耐撞擊及組裝質量等試驗。

（2） 建筑門窗性能檢測。采用國家標準與國際標準進行各類型窗的全部性能檢測。

（3） 門窗用型材、五金配件與建筑玻璃全部性能檢測。

（4） 幕墻門窗工程檢測檢查。①新建、在建幕墻工程施工、安裝、組裝質量檢查；②既有幕墻工程質量檢查及安全性鑒定；③各種門窗、幕墻抗風壓、氣密、水密現場檢測。

1.2 廣東省建筑科學研究院建筑物理研究所

廣東省建筑科學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設備研究[2]。檢測設備箱體為鋼結構，整體結構尺寸為：寬度 （18+8） m、高度22 m，內外側可以同時安裝多個幕墻，外側可做轉角幕墻，可開展平面、異型超大型幕墻的國標、外標性能檢測。

其檢測業務范圍：

（1） 建筑幕墻氣密性能、水密性能、抗風壓性能、層間變形性能、熱循環、耐撞擊性能等參數的國家標準與國際標準檢測。

（2） 建筑門窗氣密性能、水密性能、抗風壓性能等參數的物理性能檢測。

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

（4） 建筑幕墻門窗用密封膠物理性能檢測。

（5） 建筑玻璃檢測，門窗五金配件檢測。

（6） 幕墻用預埋件、后錨固件現場檢測。

（7） 既有幕墻可靠性鑒定。

1.3 領鋒建材檢測有限公司的檢測中心

領鋒建材檢測有限公司的檢測中心為肇慶市大旺高新技術開發區，通過香港實驗所認可計量 （HOKLAS） 認證。大型幕墻檢測箱體為鋼筋混凝土結構，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，頂部設置鋼網架頂棚與3 t吊機設備，整體如圖2所示。

圖2 大型幕墻檢測混凝土結構箱體

其檢測業務范圍：

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

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，通風管道和排煙管道，混凝土、鋼結構立柱和橫梁，防火涂料或防火泥，屋面覆蓋物如太陽能板檢測；

消防滅火系統：消防噴淋頭，各類滅火器；

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

1.4 東莞兆閔幕墻實驗室

實驗室轄屬于臺資企業——兆閔科技實業股份有限公司，于2000年建成，占地面積約9畝，幕墻檢測箱體為鋼、混凝土混合結構，箱體的試件安裝尺寸：寬度10 m，高度13 m，如圖3所示。

圖3 兆閔幕墻實驗室圖

其檢測業務范圍：各類建筑幕墻氣密性能、水密性能、抗風壓性能、層間變形性能、熱循環、耐撞擊性能等參數的國家標準與國際標準檢測。

1.5 廣州市建筑科學研究院有限公司幕墻門窗研究所

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

幕墻檢測設備的創新及優勢在于：

（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立的分格組成，各分格可組合使用，實現了不同尺寸試件任意組合箱體，提高了壓力箱的實用性，降低了安裝試件的輔材消耗，縮短了安裝時間。

（2） 多壓力箱組合群的檢測數據采集、自動控制集成系統[8]，實現了檢測過程自動控制、數據自動采集。數據采集控制中心的檢測數據直觀顯示，提高了檢測精度，操作便捷，提高了檢測效率。

（3） 形成檢測數據無線采集與物聯網監控平臺、幕墻門窗物理性能檢測綜合系統無線智能檢測儀[9]。位移、空氣流量、風壓值的無線傳輸，檢測系統首次采用物聯網技術，開發了主機、云平臺、手機客戶端三種登入查看方式，管理員、檢測員、訪客三級用戶的使用權限差別化。

檢測設備的局限性在于：

（1） 受設備所在場地限制，存在多個箱體施工作業相互干擾，工作面較小。

（2） 受當地規劃影響，幕墻設備箱體的高度受限，提高到20 m較理想。

其檢測業務范圍：

（1） 建筑幕墻氣密性能、水密性能、抗風壓性能、層間變形性能、熱循環、耐撞擊性能等參數的國家標準與國際標準檢測。

（2） 建筑門窗氣密性能、水密性能、抗風壓性能等參數的物理性能檢測。

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

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

（6） 軌道交通站臺屏蔽門的物理性能檢測。（7） 既有幕墻可靠性鑒定。

1.6 其他單位幕墻實驗室

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

其設備利用工業以太網和ProfiBUS 現場總線傳遞所有傳感器數據及設備控制信號，極大簡化了布線工作，有效提高了各傳感器信號的抗干擾性和對各底層設備控制的準確性。

（2） 湖北省建筑科學研究設計院漢南科研基地，超大幕墻檢測設備[4]于2013年建成，完成了超大幕墻（ 寬12 m×高16 m） 檢測試驗。大型幕墻檢測設備是華中地區最大最齊全的幕墻檢測設備。

（3） 福建省建筑科學研究院的建筑環境設備與節能檢測研究所[5-6]，于2012年建成超大型建筑幕墻物理性能檢測裝置，鋼混結構，試件安裝尺寸 （寬12 m×高18 m）。

設備方案經過比選，檢測裝置選址在交通方便的工業區內大型鋼結構廠房的室內，淋水系統設置在箱體頂部，控制系統采用穩定性好、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據采集卡組成控制模塊。

2 幕墻門窗檢測中心的檢測范圍與參數

本幕墻門窗檢測中心擬發展為國內一流的實驗室，應具備以下檢測業務與能力。

（1） 建筑幕墻性能檢測。①采用國家標準進行抗風壓性能、氣密性能、水密性能、平面內變形性能、抗震性能、光學性能、保溫性能、隔聲性能、耐撞擊及組裝質量等試驗。②采用美國標準 （ASTM、AAMA）、國際標準 （ISO）、歐洲標準 （EN）、英國標準 （BS）、日本標準 （JIS）、澳大利亞標準 （AS）、新西蘭標準 （NZS）、新加坡標準 （ICS） 進行的幕墻門窗性能試驗。

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

（3） 門窗用型材性能檢測。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。

（4） 門窗用五金配件性能檢測。門窗執手、門窗合頁、門窗傳動鎖閉器、門窗滑撐、門窗撐擋、門窗滑輪、單點鎖閉器、多點鎖閉器、門窗增強型鋼、門窗固定片、地彈簧、閉門器、建筑門窗內平開下懸五金系統等全部性能檢測。

（5） 建筑玻璃及其制品的性能檢測。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。

（6） 幕墻門窗工程檢測檢查。①新建、在建幕墻工程施工、安裝、組裝質量檢查；②既有幕墻工程質量檢查及安全性鑒定；③各種門窗、幕墻抗風壓、氣密、水密現場檢測。

（7） 城市軌道交通屏蔽門的檢測。

（8） 耐火材料檢測。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、通風管道和排煙管道、混凝土/鋼結構立柱和橫梁、防火涂料或防火泥、屋面覆蓋物如太陽能板檢測。

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

3 幕墻檢測實驗室規劃

幕墻檢測實驗室占地面積約3 600 m2，檢測箱體平面呈倒“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需求，平面尺寸及功能劃分如圖4所示。

此設計示意圖僅為幕墻檢測設備所需的占地面積，若實驗室擴展建筑材料、防火、構件等檢測項目，需考慮另外位置建設檢測大樓，與幕墻檢測設備相隔一定距離，避開幕墻施工檢測對其造成的噪聲影響。

圖4 擬建幕墻檢測設備平面示意圖

幕墻實驗室同時具有多個試件同時安裝的檢測能力，可進行各類超大尺寸的試件檢測。具備包括大型幕墻、金屬屋面、采光頂、城市軌道交通站臺屏蔽門、廣告牌、門窗、欄桿、玻璃等建設產品的相關參數檢測能力。

本項目為建筑類檢測設備系統，檢測收費可參照廣東省建設工程質量安全檢測和鑒定協會發文“粵建檢協[2015]8號”的收費標準。

4 結語

文章闡述了國內各大幕墻檢測機構的檢測設備與業務范圍，對國內幕墻實驗室的檢測能力有了總體的把握，為建設國內一流的幕墻實驗室提供參考。總結了目前幕墻檢測設備的優勢與局限性，借鑒與提高，對擬建幕墻實驗室進行規劃，將幕墻實驗室打造成國內領先水平，滿足檢測市場需求，創造巨大的經濟效益。