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    某大廈既有建筑門窗玻璃幕墻空氣滲透評估研究

    作者:幕墻工程網 時間:2022-09-20 21:22:52

    空氣滲透是門窗幕墻使用過程中的常見問題之一,嚴重的空氣滲透會導致高層建筑出現明顯的煙囪效應,影響建筑品質。
    某大廈門窗幕墻系統包括單元式玻璃幕墻系統、框架式玻璃幕墻系統、點式玻璃采光天窗系統、鋁合金門及旋轉門系統。
    經反映,大廈存在嚴重空氣滲透情況。冬季受,。
    為此,對玻璃幕墻漏風評估分析,包括構造檢查、空氣滲透普測和氣密性能現場檢測。
    1、評估內容
    構造檢查。針對玻璃幕墻、鋁合金門及旋轉門、玻璃采光頂、屋面石材收口等位置進行檢查,明確明顯存在漏風缺陷位置。
    空氣滲透普測。針對玻璃幕墻、鋁合金門及旋轉門、玻璃采光頂等位置,采用紅外熱像儀方法進行普測,明確漏風位置。
    氣密性能現場檢測。針對玻璃幕墻、鋁合金門及旋轉門普查狀況,選取正常點2處,缺陷點2處(玻璃幕墻1處、門1處)共4處進行現場氣密性能檢測,確定正常情況和漏風情況下門窗幕墻氣密性能。
    漏氣原因分析。除明顯產品、安裝施工原因外,重點分析一些潛在漏風原因,為提出解決方案提供依據。
    2、評估方法
    門窗幕墻空氣滲透現場檢測項目、內容、儀器見下表。
    表1 門窗幕墻空氣滲透現場檢測項目、儀器

    紅外熱像儀和建筑門窗三性現場檢測設備見圖1。

     圖1 紅外熱像儀和建筑門窗三性現場檢測設備
    評估依據為GB/T 21086-2007《建筑幕墻》、JG/T 211-2007《建筑外窗氣密、水密、抗風壓性能現場檢測方法》。
    評估方法包括構造檢查、空氣滲透普測和氣密性能現場檢測評估。
    構造檢查。采用目測、拍照方式記錄存在明顯缺陷位置,典型示例見圖2。

    圖2 目測、拍照方式構造檢查
    空氣滲透普測??諝鉂B透普測采用紅外熱像法進行。紅外熱像法是采用紅外成像方法,顯示被測物體表面輻射亮度的變化(實際溫度或發射率引起的變化,或兩者共同引起的變化)的方法。
    主要設備為紅外熱像儀,紅外熱像儀是通過紅外光學系統,紅外探測器和信號處理系統,將物體紅外輻射信息轉換成可見圖像的設備。
    門窗幕墻施工和使用過程中空氣滲透缺陷形成的典型紅外熱像圖見圖3。

    圖3 紅外熱像儀門窗幕墻漏風缺陷檢測
    可以看出,門窗幕墻漏風時紅外熱像圖存在明顯低溫區。以圖3為例,室內表面溫度在20℃左右時,漏風開啟部位溫度明顯偏低(具體溫度值與室內外溫差、漏風縫隙大小有關)。
    氣密性能現場檢測。玻璃幕墻氣密性能現場檢測按照《建筑外窗氣密、水密、抗風壓性能現場檢測方法》JG/T 211-2007進行。典型門窗幕墻氣密性能現場檢測過程見圖4。

    圖4 門窗幕墻氣密性能現場檢測
    利用塑料布和密封膠帶將門窗幕墻洞口形成一個封閉空間,向該封閉空間加壓,測試壓力差和補充空氣量,即可換算得到門窗幕墻的空氣滲透量。測試加壓過程見圖5。

    圖5 現場氣密性測試加壓順序
    3、評估過程及結果
    該大廈門窗幕墻空氣滲透檢查包括構造檢查、空氣滲透普測、氣密性能現場檢測等,檢測過程如下。
    3.1 構造檢查
    檢查發現,玻璃幕墻龍骨與玻璃面板之間存在三種密封形式:膠條密封、密封膠密封和雙面貼密封。膠條密封形式見圖6,密封膠密封形式見圖7,雙面貼密封形式見圖8。 

    檢查結果表明,膠條密封、密封膠密封形式的玻璃幕墻氣密性良好,未見明顯漏風狀況;雙面貼密封形式的玻璃幕墻,存在明顯漏風現象,且在玻璃與龍骨交接部位可見明顯積灰。
    雙面貼密封形式玻璃幕墻位于地下一層,室外側與石材幕墻采用密封膠密封,外觀密封良好。
    一層和地下一層玻璃門空氣滲透檢查過程,見圖9。

    圖9 一層和地下一層玻璃門空氣滲透檢查
    檢查結果表明,一層和地下一層玻璃門均存在不同程度的空氣滲透現象。
    玻璃采光頂空氣滲透檢查過程,見圖10。

    圖10 玻璃采光頂空氣滲透情況檢查
    檢查結果表明,玻璃采光頂無明顯空氣滲透情況。
    裙樓屋面壓頂石材連接構造處檢查過程,見圖11。

    圖11 屋面壓頂石材連接構造處未密封處理
    經檢查,屋面壓頂石材連接構造處未密封處理,存在較嚴重的空氣向室內滲漏情況。屋面壓頂石材與鋁板無有效密封,相應節點及空氣滲透通道見圖12。

     圖12 屋面壓頂石材節點及空氣滲透通道
    3.2 空氣滲透普測
    空氣滲透普測,采用紅外熱像儀對幕墻單元板塊周邊溫度進行測量,根據溫差情況快速判斷是否存在漏風缺陷。測試部位為1#樓1~4層玻璃幕墻,每層每個分格取為1個點,每層約134個點,共約536個測點。
    測試時,首先選取某明確存在漏風部位,將其溫差作為基準值;再對正常部位進行檢查,記錄其溫差值;將測量值與基準值比較,并結合現場構造情況判斷是否漏風。
    選取基準值。以存在明顯漏風缺陷的門作為基準,紅外熱像見圖13。

    圖13 門空氣滲透點紅外熱像圖
    可見,該門存在明顯空氣滲透缺陷,缺陷處溫度明顯偏低,且與周圍溫差較大。經對比分析,將基準值確定為:溫度<17 ℃;溫差>5 K。
    正式測試。采用紅外熱像儀對每個玻璃幕墻分格的玻璃周邊進行掃描,檢查過程見圖14。

    圖14 玻璃幕墻空氣滲透紅外熱像儀檢查
    檢查過程中記錄溫度最高點和最低點,典型玻璃幕墻板塊紅外熱像圖見圖15。

    圖15 典型玻璃幕墻板塊紅外熱像圖
    500多個點紅外測試結果統計見表2。
    表2 紅外熱像測試結果統計


    可以看出,1~4層玻璃幕墻總體氣密性較好;1層玻璃門存在明顯漏風現象;地下1層玻璃幕墻、玻璃門存在明顯漏風現象。
    3.3 氣密性能現場測試
    氣密性能現場檢測目的是得到定量空氣滲透量,在普測基礎上,選取4個測點進行,分別是:一、二層玻璃幕墻(2處);地下室玻璃幕墻;一層玻璃門。
    一、二層玻璃幕墻在普測過程中屬于非明顯漏風部位,可正常進行氣密性能檢測,檢測過程見圖16。

    圖16 一、二層玻璃幕墻氣密性能檢測

    一層玻璃幕墻氣密性能現場檢測結果表明,正壓10Pa下單位面積每小時空氣滲透量為0.61 m3/(m2·h),負壓10Pa下單位面積每小時空氣滲透量為0.66 m3/(m2·h),屬國家標準GB/T 31433-2015中規定的第3級。
    二層玻璃幕墻氣密性能現場檢測結果表明,正壓10Pa下單位面積每小時空氣滲透量為0.69 m3/(m2·h),負壓10Pa下單位面積每小時空氣滲透量為0.77 m3/(m2·h),屬國家標準GB/T 31433-2015中規定的第3級。
    地下室玻璃幕墻現場氣密性檢測結果表明,由于該處空氣滲透嚴重,在壓力加到100 Pa(標準要求達到150 Pa)時,已無法再進一步增加,無法獲取空氣滲透量數據及等級。
    一層玻璃門現場氣密性能檢測結果表明,由于該處空氣滲透嚴重,在壓力加到50 Pa左右(標準要求達到150 Pa)時,已無法再進一步增加,無法獲取空氣滲透量數據及等級。
    4、結論
    針對某大廈建筑門窗和玻璃幕墻嚴重空氣滲透問題,采用構造檢查、空氣滲透普測和氣密性能現場檢測等手段,結合門窗幕墻設計方案進行分析,找到了門窗幕墻空氣滲透原因。
    檢查結果表明,地下一層玻璃幕墻存在嚴重空氣滲透現象,一至四層玻璃幕墻總體氣密性能良好,個別點存在漏風情況;一、二層玻璃幕墻氣密性能等級為GB/T 31433-2015中規定的第3級;一層/地下一層玻璃門存在嚴重空氣滲透現象;壓頂石材構造存在嚴重空氣滲透現象。
    地下一層玻璃幕墻的玻璃和龍骨之間建議密封處理,其他漏風、漏水缺陷點進行修復處理;一層/地下一層玻璃門更換為氣密性能更高的產品;屋面壓頂石材與鋁板連接處進行密封處理。
    可見,本項目采用的構造檢查、紅外普測、氣密性能抽樣檢測相結合的方法,既可以快速排查空氣滲透點,又可以獲取定量的空氣滲透量數據,同時還可以從構造上分析找到原因,對于既有建筑門窗幕墻空氣滲透評估具有一定參考意義。

    作者簡介:

    萬成龍

    中國建研院建研科技工程咨詢設計院幕墻門窗低碳研究中心高級工程師,首屆建筑幕墻行業杰出青年;作為技術骨干參與國家“十一五”至“十三五”等10余項省部級重大科研項目,20余項國家、行業、團體標準編制,30余項幕墻門窗工程咨詢鑒定,40余篇公開發表的研究論文;榮獲華夏建設科學技術獎等省部級和一級學協會獎勵7項。

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