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赤鱼追波

建筑日记

 
 
 

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既有建筑幕墙综合检测技术  

2014-06-16 02:39:09|  分类: 钢结构 |  标签: |举报 |字号 订阅

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徐勤 王骅

摘要:据统计,2010年底上海市既有幕墙建筑共有4000多幢,总建筑面积约1000万平方米,使用超过10年以上的建筑超过1500幢。既有建筑幕墙在安全使用方面存在“先天不足”、“性能退化”两个缺陷,同时存在热工性能不佳的情况。针对既有建筑幕墙,同时存在安全和节能两方面的综合检测需求。

关键词:既有建筑幕墙;综合检测

1  前言

自二十世纪八九十年代起,建筑幕墙在上海城市建设中得到了迅速的应用。上海的城市建设也经历了高速发展阶段,中心城区高层建筑多、建筑密集、人流也十分密集。据统计到2010年底,上海市既有幕墙建筑有4000多幢,总建筑面积约1000万平方米,使用超过10年以上的建筑超过1500幢。

玻璃幕墙行业标准首见于1996年,并于2003年完成了标准修订[1]石材与金属幕墙行业标准在2001年出台。行业发展初期,技术标准滞后,加上目前很多既有建筑幕墙多造于1996年之前,上述因素造成“先天不足”。调研结果显示,行业标准出台前的建筑幕墙工程因设计、制作、安装、检测和验收没有技术依据,隐患较多。

另一方面,建筑幕墙作为外围护结构,其本身的刚度较小,设计年限也小于建筑物的使用年限,存在“性能退化”。如隐框玻璃幕墙中使用的硅酮结构胶质量保证期为十年,研究表明其性能随时间会退化;机械锚栓化学锚栓在长期反复荷载作用下也会产生锚固松动现象;金属连接件锈蚀现象;连接螺栓松动;石材空鼓固定不牢等。

上海市人民政府在201221日修改了第78号政府令《上海市建筑物使用安装安全玻璃规定》,强调了在各类天棚吊顶、观光电梯、室内隔断、倾斜装配、楼梯阳台平台走廊的栏板和中庭内栏板、水族馆和游泳池的观光窗观光孔、公共建筑物的出入口厅、易遭受撞击冲击且造成人体伤害的相关部位,必须使用安全玻璃。

根据“关于加强节能工作的决定”的要求,“大力发展节能省地型建筑,推动新建住宅和公共建筑严格实施节能50%的设计标准,直辖市及有条件的地区要率先实施节能65%的标准。”玻璃幕墙,作为建筑物内外可直接交互的物理界面这一部分,是影响室内热环境质量和建筑能耗最主要的部分之一。据统计幕墙门窗等围护结构在建筑总能耗中所占的比例约为72%。因此,讨论建筑整体节能的影响和作用时,幕墙门窗节能是无法忽略和回避的。

2  既有幕墙安全和节能检测需求巨大

针对既有建筑幕墙安全性、节能性的二个问题,得到了上海市政府相关部门和许多业主关注。上海市建设和管理委员会、上海市房地局共同组织了对本市既有建筑幕墙的综合整治工作,在全面调研的基础上,先后组织了既有玻璃幕墙安全性能检测评估技术、既有建筑幕墙节能检测评估技术的课题研究工作;建立了上海既有建筑幕墙信息数据库,包含了本地建筑幕墙工程的主要信息,便于相关部门的宏观管理;在全国范围内首次制定颁布了《玻璃幕墙安全性能检测评估技术规程》的地方规程。

随着一系列出台的政府节能管理指令,一批公共建筑物如宾馆、体育场所等,其建筑幕墙已使用超过十年,已启动既有幕墙节能检测评估和综合检测工作,上海旅游局对宾馆的节能检测提出了较系统全面的计划。如建国宾馆已完成外围护结构的全面检测评估及改造,不但建筑外立面效果得到了全面提升、而且节能效果明显。

3  既有建筑幕墙检测评估技术

针对既有建筑玻璃幕墙存在的主要问题(包括玻璃问题、铝合金构件强度问题、结构胶质量问题、五金件质量问题等),分析影响安全的主要因素,分别从玻璃种类和类别鉴别、硅酮结构密封胶物理性能及老化情况分析、幕墙主要受力框架和连接件性能检测,建立既有建筑玻璃幕墙安全性能检测评估方法。

既有玻璃幕墙检测评估,可从其承载能力、结构和构造、构件和节点变形三个子项的等级进行整体安全性能等级的综合评定。

既有建筑幕墙综合检测技术 - wuhelo100 - 赤鱼追波

安全性能等级评定一般以承载力为主线,但结构和构造、变形等与承载力的等级差异不应大于1级;当任一子项存在du级时,均应立即采取措施,所以该幕墙工程的安全性能等级为Du级。

当玻璃幕墙的安全性能等级定为Bu级、Cu级或Du级时,应根据缺陷严重程度和具体情况有选择地提出处理措施。

对于Bu级、Cu级或Du级的结构维修加固方式,在很大程度上取决于鉴定结论。一般来讲,对易于维修加固的结构,其结论一般倾向于保留、并采取合适的维修加固措施;而对于很难修复的结构或极易更换的构件,其结论一般倾向于重建或拆换。

4  既有建筑幕墙节能检测技术

影响幕墙门窗等外围护结构的热工的因素主要是对流传导辐射三大因素,故幕墙热工性能的评估也主要围绕这三方面进行。

4.1  幕墙气密性现场检测

气密性现场检测原理与实验室检测原理完全相同,目前国内已有专业的针对门窗现场气密性的检测设备。国外文献中有针对建筑物某一房间或门窗的检测设备。

既有建筑幕墙综合检测技术 - wuhelo100 - 赤鱼追波

4,2  玻璃可见光透射比反射比遮阳系数检测

玻璃可见光透射比、反射比、遮阳系数检测,可选取不同类型的玻璃实样进行实验室检测分析,检测分析的数据可供热工模拟计算使用。

既有建筑幕墙综合检测技术 - wuhelo100 - 赤鱼追波

4.3  热工模拟计算
幕墙的热工模拟计算可采用Lawrence Berkeley Laboratory软件OPTICSTHERMWINDOW进行节点和板块的热工分析,计算单元板块一般选择较为典型的板块进行,对称轴处按边缘绝热处理。如下图所示:

既有建筑幕墙综合检测技术 - wuhelo100 - 赤鱼追波

既有建筑幕墙综合检测技术 - wuhelo100 - 赤鱼追波

幕墙热工计算需要掌握幕墙节点构造基本知识、温度场有限元计算理论,建模是否合理非常关键,应通过各种途径验证热工计算的物理模型、数学模型是否符合实际工况。其它应用软件还有加拿大Waterloo大学的Vision、欧洲的WISGLAD等。

5  结论

既有建筑幕墙综合检测时除技术因素以外,还有其它因素的影响,如产权关系复杂、维修基金不足以承担改造费用等经济因素,同时要确保建筑物仍然正常使用。因此除建筑物业主承担主要责任外,相关政府部门在政策面上结合城市公共安全、建筑节能等建立相应的激励机制,以推进此项工作的开展。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.玻璃幕墙工程技术规范(JGJ 102-2003)

[2]关于加强节能工作的决定.国发(200628号文.

[3]龙文志.建筑幕墙节能与创新.2006年上海幕墙门窗节能环技术交流论坛.

[4]上海市建设技术发展基金会项目课题报告.玻璃幕墙安全性能现场检测评估技术研究.

[5]上海市工程建设规程.玻璃幕墙安全性能检测评估技术规程(DG/TJ08-803-2005).

       [6]THERM5.2 / WINDOW5.2 NFRC SIMULATION MANUAL【完】 
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