通风式双层幕墙的性能检测分析

【摘 要】通风式双层幕墙由内外两道玻璃幕墙组成，具有保温、隔热、隔声的功能，有利于节约能源，降低能耗，目前在我国建筑设计中已经广泛应用。但我国目前还没有建立一个专门针对通风式双层幕墙性能检验的统一规范的标准。本文应用现有的检测方法和相关检测规程简要的对某公司通风式双层幕墙物理性能进行测试。结合我国南方天气特点，重点对该通风式双层幕墙的气密性能、水密性能、抗风压性能进行测试，并对测试结果进行分析。

【关键词】通风式双层幕墙；气密性能；水密性能；抗风压性能

1 概述

通风式双层幕墙又叫呼吸式幕墙、热通道幕墙、气循环幕墙等，由内外两道玻璃幕墙组成，内外层玻璃间距20cm～1m，因此在两道幕墙间形成一个封闭的空气腔，空气可以通过从下方的进气口进入，然后再从上方的排风口排出，从而实现在这一空间内有序流动，具有保温、隔热、隔声的功能，有利于节约能源，降低能耗，目前在我国建筑设计中已经广泛应用。对于建筑幕墙性能的检测方法和标准，我国曾经于2010年出台过一个征求意见稿，但专门针对通风式双层幕墙性能的检验方法，当前尚没有一个统一规范的标准。本文浅要分析了如何通过现有建筑幕墙综合物理性能试验机对通风式双层幕墙的物理性能检测，并就检测方法及结果做如下介绍。

2 通风式双层幕墙的性能检测方法

2.1 测试幕墙数据

测试板块外形尺寸3000mm（宽）×4500mm（高）。外层幕墙采用单元式框架支撑结构的点式玻璃幕墙，主要受力杆件为铝型材，按简支梁计算，跨度为4300mm，玻璃最大分割尺寸1500mm（宽）×3500mm（高），玻璃种类是15mm钢化玻璃。内层幕墙为构件单元式玻璃幕墙，玻璃最大分割尺寸为750mm（宽）×2500mm（高），玻璃种类是外层6mm厚钢化玻璃、内层6mm厚浮法玻璃，9mm厚空气层组成的中空玻璃。

2.2 检测方法

本次检测为常规物理性能检测，检测项目主要是三项：气密性能、水密性能、抗风压性能。

2.2.1 气密性能

气密性能分内层幕墙气密性能和外层幕墙气密性能。外层幕墙气密性能的测试，首先将通风式双层幕墙内层开启部分全部打开，同时密闭外层幕墙的通风口，然后按GB/T 15227-2007《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》用建筑幕墙综合物理性能试验机，对外层幕墙进行气密性能检测；内层幕墙气密性能检测，首先将通风式双层幕墙的外层幕墙开启部位和通风口全部打开，然后关闭内层幕墙的开启部位，然后按GB/T 15227-2007《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》用建筑幕墙综合物理性能试验机，对内层幕墙进行气密性能检测。

2.2.2 水密性能

水密性能是指通风式双层幕墙在外界风压与雨水共同施加作用下阻止雨水渗透的性能。本文使用建筑幕墙综合物理性能试验机的供风系统、淋水系统、压力测量系统模拟工程现场，对双层幕墙进行雨水喷洒、风压施加等，由于本次检测重点是双层幕阻止雨水渗透的性能，故仅对外层幕墙阻止雨水渗透的性能进行检测，首先，将通风式双层幕墙内层开启部分全部打开，同时密闭外层幕墙的通风口，然后按GB/T 15227-2007《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》模拟自然界正常风压下雨水喷淋幕墙外墙的渗漏性能。为使检测更有实际应用价值，根据福建省季节特点分级模拟一般雨水强度加压、大雨水强度加压、强暴雨雨水强度施压等以检验幕墙适应福建雨水渗漏的性能，同时为了得出实验幕墙防雨水渗透的最大数值，在上述三项测试结束后，以高强度水压和风压持续对幕墙施以影响，并记录下试样内侧部分出现严重渗漏时的具体风压数据。

需要说明的一点是，上述方法对于测试箱体密封的通风式双层幕墙是可行的，但对于外层百叶窗是敞开的幕墙来说，这些方法无法有效监测其雨水密封性能。可以先将外层百叶窗封闭，然后采用上述密封箱体法对外层幕墙固定部分的雨水密封性能进行检测。

2.2.3 抗风压性能

抗风压变形性能是指双层幕墙在与其垂直或侧向风压作用下，幕墙内外结构变形不超过允值且不发生结构损坏，各种功能可以正常保持的性能。

本文采用了建筑幕墙综合物流性能试验机的供风系统、压力测量系统、位移采集系统等测量系统，分别对内层幕墙的风压变形性能、外层幕墙的风压变形性能进行检测。检测内层幕墙时应该将通风式双层幕墙的外层幕墙开启部位和通风口全部打开，然后关闭内层幕墙的开启部位；检测外层幕墙时应该将将通风式双层幕墙内层开启部分全部打开，同时密闭外层幕墙的通风口。考虑到外层幕墙为六点支撑式玻璃幕墙，根据幕墙体系的受力特点，风压变形性能测试分别进行了支承结构体系挠度、玻璃板块挠度测试。具体方法是敞开外层幕墙及通风口以检测内层幕墙的风压变形性能，数据采集是通过在内层幕墙的竖框与玻璃板块上安装位移传感器进行的。外层幕墙的风压变形性能检测是将外层幕墙的开启部位关闭（有百叶扇的必须将百叶扇一起封闭）、开启内层开启窗，在外层竖框和玻璃板块上安装位移传感器进行的。

抗风压的反复受压和安全检测同样采用抗风压变形性能P1的对内外层幕墙的处理方法分别按GB/T 15227-2007《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》中的抗风压的反复受压和安全检测要求分别对其进行检测。

3 检测结果分析

3.1 气密性能：

防止空气渗透是幕墙的基本功能，参照GB/T 21086-2007《建筑幕墙》规定，幕墙空气渗透性能达到三级，对于双层幕墙的内外层来说，如果双层幕墙空气渗透量过大，气密性能就越差，则空气渗透现象比较明显，室温会因为气流影响而波动，将严重影响居住和办公的舒适度，同时在夏季或冬季有采取降温或取暖的情况下，也加大了能耗。本次试验的样品，各种连接件，紧固件的螺栓有防松动措施，焊接连接符合设计要求和焊接规范的规定；结构胶和密封胶的打注饱满、密实、连续、均匀、无气泡，宽度和厚度符合设计要求和技术标准的规定。

3.2 水密性能

幕墙雨水渗透性能差，也将妨碍其正常功能的使用，同时也将缩短幕墙的使用寿命，参照GB/T 21086-2007《建筑幕墙》规定，本次试验的幕墙雨水渗漏性能达到四级。考虑到双层幕墙的特点，建筑工程实际应用中风雨天气时，雨水主要作用在外层幕墙上，故工程实际中对外层幕墙的水密性能要求比较高，内层幕墙的水密性能要求可以适当降低，甚至可以不做要求。这也体现了双层幕墙在暴风雨天气使用舒适度优于普通幕墙的特点，因为在暴风雨天气可以通过关闭外层幕墙的可开启部分来实现阻止雨水渗透的目地，同时可以通过打开双层幕墙的通风口，从而实现双层幕墙在风雨天气的情况下也能自然通风，大大提高了建筑物室内的舒适性，很好的提高了居住品质。

3.3 抗风压性能

外层幕墙抗风压标准参照参照GB/T 21086-2007《建筑幕墙》规定，在风荷载标准值作用下，支承结构相对挠度在L/250（L为支承结构的跨度）以下，且在同一块玻璃下的每个支点允许的位移差值和玻璃面板的挠度在b/60（b为玻璃面板的长边孔距）以下。内层幕墙抗风压标准参照GB/T 21086-2007《建筑幕墙》规定，在风荷载标准值作用下，幕墙主要受力杆件的相对挠度值不大于L/180（L为受力杆件的计算长度），当计算长度L≤4500时，其挠度值≤20mm。

本次检测的试样外层幕墙支承结构绝对挠度为6.8mm，玻璃面板绝对挠度为22mm；内层幕墙支承结构绝对挠度为8.0mm，玻璃面板绝对挠度为5mm，在有效风力作用下，内外层幕墙结构变形未超过GB/T 21086-2007《建筑幕墙》规定的相应值，幕墙各功能均完好无损。

4 小结

本文通过对通风式双层幕墙气密、水密、抗风压性能的测试，并结合通风幕墙独特的作用原理，可以较直观的发现，通风幕墙在气密、水密和抗风压性能的表现普遍优于普通单元式幕墙。而且通风式双层幕墙具有显著的节能效果，并且在不同的室外环境下，能过很好的保证室内的居住环境，很大程度提高了人们居住的舒适指数，因此适当推广通风式双层幕墙，在工程实际应用中具有广泛的意义。

参考文献：

[1]赵西安，建筑幕墙工程手册[M],北京，中国建筑工业出版社，2002.12

[2]中国建筑标准设计研究院 组织编制,07J103-8双层幕墙(建筑标准图集)—建筑专业[M]，北京，中国计划出版社2007.11

[3] GB/T 21086-2007,建筑幕墙

[4] GB/T 15227-2007,建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法

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