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建筑幕墻設(shè)計計算、試驗、制作安裝及工程驗收
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發(fā)布日期：[2016-02-29] 共閱[1182]次 |
摘要：建筑幕墻是建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，承載著風(fēng)荷載、自重荷載及地震作用，因此，建筑幕墻質(zhì)量關(guān)系到整個建筑工程質(zhì)量及人身財產(chǎn)安全。本文就建筑幕墻的設(shè)計計算、試驗、制作安裝、工程驗收及各環(huán)節(jié)相互關(guān)系加以簡述。
關(guān)鍵詞：建筑幕墻；氣密性能；水密性能；抗風(fēng)壓性能；平面內(nèi)變形性能
建筑幕墻是建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，承載著風(fēng)荷載、自重荷載及地震和溫度應(yīng)力等作用，圍護(hù)著主體結(jié)構(gòu)，具有完整的結(jié)構(gòu)體系，并通過與主體結(jié)構(gòu)的連接懸掛于建筑外表面，相對于主體結(jié)構(gòu)可以活動。
《建筑幕墻》GB/T21086-2007產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中對建筑幕墻進(jìn)行了分類。按支承結(jié)構(gòu)形式分為：構(gòu)件式、單元式、點支承、全玻和雙層幕墻；按面板材料分為：玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻、人造板幕墻和組合板幕墻等。
建筑幕墻由于集建筑技術(shù)、建筑功能、建筑藝術(shù)于一體，通過對建筑幕墻的設(shè)計可以使得整個建筑產(chǎn)生強(qiáng)烈的建筑藝術(shù)效果。目前被廣泛應(yīng)用于公共建筑、高層建筑及各種特殊功能建筑的外裝飾。因此，建筑幕墻工程質(zhì)量對整個建筑工程質(zhì)量和人身、財產(chǎn)安全有著重要的影響。本文就建筑幕墻的設(shè)計計算、試驗、加工安裝、工程驗收以及相互之間的關(guān)系進(jìn)行簡述。
1． 設(shè)計計算
1.1設(shè)計
設(shè)計是人們根據(jù)建筑物的使用功能預(yù)先設(shè)想、計劃要安裝的建筑幕墻將達(dá)到什么樣的要求，并以此要求為目標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃、選材。
JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》及JGJ133-2001《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：建筑幕墻應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能、立面設(shè)計，經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)分析，選擇其形式、構(gòu)造和材料；幕墻應(yīng)與建筑物整體及其周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)等。
幕墻的設(shè)計一般由建筑設(shè)計單位和幕墻設(shè)計單位共同完成。建筑設(shè)計單位主要負(fù)責(zé)確定幕墻立面的線條、色調(diào)、構(gòu)圖、玻璃類別、虛實組合和協(xié)調(diào)幕墻與建筑整體、與環(huán)境的關(guān)系，并對幕墻的材料和制作提供設(shè)計意圖和要求。幕墻的具體設(shè)計工作一般由幕墻設(shè)計單位（幕墻公司）完成。
幕墻的建筑設(shè)計包括性能設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全設(shè)計。
幕墻的性能包括：抗風(fēng)壓性能、水密性能、氣密性能、平面內(nèi)變形性能、熱工性能、空氣聲隔聲性能、耐撞擊性能、光學(xué)性能及承重力性能等。由于幕墻的性能對建筑功能的影響巨大，因此，幕墻的性能設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑物的類別、高度、體型及建筑物所在地的地理、氣候、環(huán)境等條件進(jìn)行。
建筑幕墻應(yīng)按圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，幕墻的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的承載力、剛度、穩(wěn)定性和相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力。因此，幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足安全、實用、美觀的原則，并應(yīng)便于制作、安裝、維修保養(yǎng)和局部更換。
幕墻的安全設(shè)計應(yīng)考慮放火、防雷及防墜落等要求。JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》及JGJ133-2001《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》對此有明確的規(guī)定。幕墻設(shè)計單位應(yīng)嚴(yán)格按照幕墻的結(jié)構(gòu)形式及建筑物所處位置及用途進(jìn)行幕墻的安全設(shè)計。
因此，幕墻的設(shè)計人員應(yīng)依建筑物的使用功能、周圍建筑環(huán)境、建筑物整體藝術(shù)等要求對建筑幕墻的物理性能、構(gòu)造、安全性能進(jìn)行設(shè)計。
1.2計算
幕墻計算主要是對建筑幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行計算。在非抗震設(shè)計時，應(yīng)計算重力荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)；在抗震設(shè)計時，除重力荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)外，還應(yīng)考慮地震荷載效應(yīng)。
玻璃幕墻是依據(jù)JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》計算，金屬與石材幕墻是依照J(rèn)GJ133-2001《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》計算。即根據(jù)建筑物所處地區(qū)基本風(fēng)壓、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)荷載體型系數(shù)及陣風(fēng)系數(shù)確定本地的風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值Wk，并依此Wk值對幕墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，以確定幕墻的各板塊及結(jié)構(gòu)體系在所受荷載效應(yīng)作用下能否滿足設(shè)計要求。
在建筑幕墻性能檢測過程中，我們發(fā)現(xiàn)個別企業(yè)在設(shè)計、計算方面做的不夠好。如試驗委托時部分企業(yè)提供不出物理性能的設(shè)計值或個別企業(yè)根本就未做結(jié)構(gòu)計算。
2． 試驗
幕墻的物理性能應(yīng)由檢測來決定。幕墻設(shè)計定型時應(yīng)進(jìn)行性能檢測，并與性能設(shè)計值比較，驗證其是否達(dá)到設(shè)計性能要求。檢驗時，要求試件的規(guī)格、型號和材料等應(yīng)與現(xiàn)場施工圖一致，試件的安裝應(yīng)符合設(shè)計要求。
2.1氣密性能檢測
氣密性能指幕墻試件可開啟部分在關(guān)閉狀態(tài)下，可開啟部分及幕墻整體阻止空氣滲透的能力。氣密性能指標(biāo)分為可開啟部分和幕墻整體兩部分。
氣密性能檢測時，首先充分密封幕墻試件上的可開啟縫隙和鑲嵌縫隙，分別分級施加正負(fù)壓風(fēng)荷載，記錄各壓力差作用下的附加空氣滲透量，即通過試件本身以外部位的空氣滲透量；然后分別將鑲嵌縫隙和開啟縫隙的密封除去，按上述步驟分別測得固定部分空氣滲透量和總的空氣滲透量，分別計算出開啟部分空氣滲透量和整體幕墻試件的空氣滲透量，并通過計算求得開啟部分的單位縫長空氣滲透量和整體幕墻試件的單位面積空氣滲透量。
幕墻的氣密性能檢測分為正、負(fù)壓兩種狀態(tài)下進(jìn)行，并分別求出正、負(fù)壓下的氣密性能。幕墻的氣密性能指標(biāo)分為開啟部分和整體幕墻試件兩部分。
2.2 水密性能檢測
水密性能指幕墻試件開啟部分為關(guān)閉狀態(tài)時，在風(fēng)雨同時作用下，阻止雨水滲漏的能力。水密性能分為固定部分和可開啟部分兩部分。
水密性能檢測分為穩(wěn)定加壓法和波動加壓法，分別對應(yīng)于非熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)地區(qū)的工程檢測和定級檢測與熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)地區(qū)的工程檢測。
試驗時以3L/（㎡.min）（穩(wěn)定加壓法）或4L/（㎡.min）（波動加壓法）的噴水量均勻?qū)υ嚰娝?，在穩(wěn)定淋水的同時，逐漸穩(wěn)定加壓/波動加壓至試件出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏。以發(fā)生嚴(yán)重滲漏時所受壓力差值的前一級檢測壓力差值作為試件水密性能檢測值，并以此檢測值作為評價指標(biāo)進(jìn)行評級。
2.3抗風(fēng)壓性能檢測
抗風(fēng)壓性能指幕墻試件可開啟部分關(guān)閉狀態(tài)時，在風(fēng)壓作用，試件變形不超過允許值且不發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞及五金件松動、開啟困難等功能障礙的能力。抗風(fēng)壓性能檢測分為變形檢測、反復(fù)加壓檢測和安全檢測三部分。
變形檢測分為定級檢測時的變形檢測和工程檢測時的變形檢測，二者的檢測壓力差值P1的確定不同。定級檢測時，P1值為相對面法線撓度達(dá)到幕墻試件的主要構(gòu)件在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的大允許相對面法線撓度f0/2.5時的壓力差值。而工程檢測時，P1值為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的40%，以在40%風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，相對面法線撓度與f0/2.5的大小來評價幕墻能否滿足工程使用要求。
反復(fù)加壓檢測為以1.5 P1作為反復(fù)加壓檢測壓力差值P2，檢查在風(fēng)荷載P2/4作用下幕墻試件是否出現(xiàn)損壞或功能障礙。
安全檢測分為定級檢測和工程檢測。定級檢測時，以2.5 P1作為定級檢測壓力差值P3，檢測在正負(fù)風(fēng)荷載P3作用下幕墻試件是否出現(xiàn)損壞或功能障礙。工程檢測時，P3值為設(shè)計要求的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，檢測在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，幕墻試件是否出現(xiàn)功能障礙或損壞來判斷能否滿足工程設(shè)計要求。
2.4平面內(nèi)變形性能檢測
平面內(nèi)變形性能指幕墻在樓層反復(fù)變位作用下保持其墻體及連接接部位不發(fā)生危及人身安全的破損的平面內(nèi)變形能力，用平面內(nèi)層間位移值與層高之比值即層間位移角進(jìn)行度量。通過對幕墻平面內(nèi)變形性能的檢測，驗證幕墻滿足所在地抗震設(shè)防烈度的要求的能力。
檢測時，從層間位移角低分級開始逐級加載。定級檢測時，進(jìn)行到幕墻或其連接部位出現(xiàn)危及人伸安全的破損為止，以前一級位移角值為平面內(nèi)變形性能的定級值；工程檢測時，逐級加載到幕墻設(shè)計值為止，以幕墻不出現(xiàn)危及人身安全的破損為滿足工程設(shè)計要求。
2.5其它性能
幕墻的其它性能檢測應(yīng)依幕墻使用功能和安全設(shè)計要求進(jìn)行。
通過建筑幕墻物理性能的試驗發(fā)現(xiàn)對物理性能影響的幾點因素：幕墻安裝質(zhì)量對氣密性能、水密性能影響較大，幕墻的結(jié)構(gòu)形式、型材規(guī)格對抗風(fēng)壓性能和平面內(nèi)變形性能影響較大。
3． 制作安裝
建筑幕墻在完成設(shè)計選型及結(jié)構(gòu)計算后就進(jìn)入了加工制作及施工安裝環(huán)節(jié)。制作安裝是保證幕墻質(zhì)量及性能的關(guān)鍵。
3.1加工制作
加工制作環(huán)節(jié)是保證幕墻產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，其對生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備加工能力、人員素質(zhì)、檢測能力及質(zhì)量保證體系有著嚴(yán)格的要求。
首先，把好原材料質(zhì)量關(guān)。幕墻生產(chǎn)所選用的原材料必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。玻璃幕墻選用的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠、硅酮接縫密封膠及金屬、石材幕墻用密封膠必須在有效期內(nèi)使用，且硅酮結(jié)構(gòu)密封膠、硅酮密封膠同相粘接的基材、附件等應(yīng)具有相容性，即必須在施工前做硅酮密封膠和與之接觸材料的相容性試驗，只有相容性試驗合格，才能進(jìn)行幕墻板塊的制作加工。這一點往往被施工企業(yè)所忽視。
其次，幕墻板塊的加工制作應(yīng)在的加工車間進(jìn)行。加工車間的環(huán)境、溫度及濕度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定要求，這是因為生產(chǎn)環(huán)境及溫、濕度對幕墻板塊質(zhì)量影響很大。
第三，應(yīng)嚴(yán)格按照幕墻板塊的加工工藝進(jìn)行制作。幕墻板塊的生產(chǎn)工藝中，下料和注膠是關(guān)鍵工序，必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，注膠時應(yīng)嚴(yán)格按照注膠工藝進(jìn)行?！恫Ａ粔こ碳夹g(shù)規(guī)范》JGJ102第9.1.4條明確規(guī)定：除全玻幕墻外，不應(yīng)在現(xiàn)場打注硅酮結(jié)構(gòu)密封膠。
關(guān)于這一點要說一下，我們在檢測試驗中發(fā)現(xiàn)有個別施工企業(yè)在施工現(xiàn)場打注結(jié)構(gòu)膠，還有部分幕墻企業(yè)加工制作的幕墻板塊質(zhì)量較差，主要有膠縫氣泡較多或注膠不飽滿、不密實。這些都對幕墻安全埋下了嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。
3.2安裝施工
安裝施工是建筑幕墻質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，它決定著幕墻能否*發(fā)揮出設(shè)計功能及能否完好的交到用戶手中。
不同形式的幕墻安裝工藝不同。在安裝施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照安裝工藝進(jìn)行，特別對于安裝過程中的關(guān)鍵工序，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制并做好施工質(zhì)量記錄。由于這些工序決定著整個幕墻的安裝質(zhì)量，決定著整個幕墻的性能能否達(dá)到設(shè)計要求。
目前幕墻企業(yè)的安裝施工主要存在著安裝工人素質(zhì)較差的情況，不能嚴(yán)格按照安裝工藝要求進(jìn)行施工。
4． 工程驗收
工程質(zhì)量驗收在幕墻工程施工結(jié)束后進(jìn)行。由于建筑幕墻工程大多為隱蔽工程，工程驗收時很多施工項目無法現(xiàn)場查看，只能通過查看各種資料如施工圖、結(jié)構(gòu)計算書、加工制作和安裝施工記錄及各種檢測報告的方式進(jìn)行。這就要求質(zhì)量驗收部門和驗收人員對幕墻施工單位提交的各種檢測報告及報告內(nèi)容有一個較清楚的認(rèn)識。
首先，查驗檢測報告的檢驗項目是否滿足工程驗收的要求。幕墻工程驗收時施工企業(yè)應(yīng)提供的由檢測單位出具的檢測報告有：硅酮結(jié)構(gòu)膠、硅酮密封膠和與之接觸的材料的相容性報告，石材密封膠的耐污染性檢測報告，后置埋件的現(xiàn)場拉拔強(qiáng)度檢測報告，幕墻的抗風(fēng)壓性能、氣密性能、水密性能及平面內(nèi)變形性能檢測報告及硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的邵氏硬度、拉伸粘結(jié)性能、鋁塑復(fù)合板的剝離強(qiáng)度、石材的彎曲強(qiáng)度及凍融性和放射性等復(fù)檢報告。如果對幕墻的節(jié)能性能有要求，還應(yīng)有保溫性能檢測報告。對于不同形式、不同功能的的幕墻，要求檢測的項目不同。
其次，查驗檢測報告的合法性。要求檢測報告必須具有“CMA”標(biāo)志，其中“CMA”為實驗室計量認(rèn)證標(biāo)志，即出具報告的檢驗機(jī)構(gòu)通過了國家規(guī)定的計量認(rèn)證。如果檢驗報告上還具有“CNAL”標(biāo)志則表明該檢驗機(jī)構(gòu)通過了中國實驗室國家認(rèn)可，即該檢驗機(jī)構(gòu)出具的檢驗報告在上得到了相互承認(rèn)。同時要求檢驗機(jī)構(gòu)檢測能力認(rèn)可范圍中必須包括有相應(yīng)的試驗項目。這些證明資質(zhì)及相關(guān)資料可以通過施工單位向檢驗單位索要。如果檢驗單位不具有相應(yīng)的試驗?zāi)芰唾Y質(zhì)證明，則其提供的檢測報告不具有法律效力，是無效的檢測報告；
第三，查驗檢測報告的有效性。檢測報告應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：委托單位、施工單位、工程名稱、監(jiān)理單位、委托時間、試驗時間及生產(chǎn)單位等基本信息及試驗報告編號、檢驗依據(jù)、檢驗項目和檢驗結(jié)果、檢驗報告的檢驗、審核、批準(zhǔn)人員簽字及報告的簽發(fā)日期等試驗信息。
一份檢驗報告這么多信息，就要求驗收人員在工程質(zhì)量驗收時認(rèn)真、仔細(xì)按照實際工程一一核對。特別是工程名稱、委托時間及試驗時間、檢驗產(chǎn)品的規(guī)格型號應(yīng)與工程實際相符合；驗收人員要查驗檢驗項目是否與工程要求相一致，檢驗結(jié)果是否滿足要求等。如果工程質(zhì)量驗收人員對檢驗報告的真實性產(chǎn)生懷疑，可以與報告提供單位，通過反饋報告編號等基本試驗信息與檢驗單位存檔信息比對來驗證檢測報告中各項信息的真實性。
第四，查驗檢驗報告的時效性。有些檢驗報告應(yīng)在幕墻相應(yīng)的施工階段之前進(jìn)行。如密封膠相容性試驗報告的試驗完成日期應(yīng)在幕墻板塊的施工之前完成等。我們發(fā)現(xiàn)有很多質(zhì)量驗收單位和施工單位對此重視不夠。
5． 相互之間的關(guān)系
幕墻工程是一項系統(tǒng)的綜合工程，設(shè)計是前提，材料是基礎(chǔ)，制作安裝是關(guān)鍵，管理是保證。
設(shè)計是建筑幕墻能否滿足使用性能要求的前提。設(shè)計人員應(yīng)依建筑物的使用功能、周圍建筑環(huán)境、建筑物整體藝術(shù)等要求對建筑幕墻的形式、物理性能、構(gòu)造、安全性能進(jìn)行設(shè)計；原材料質(zhì)量是整個幕墻質(zhì)量的基礎(chǔ)；有了良好的設(shè)計、質(zhì)量可靠的材料，那么幕墻的生產(chǎn)制作及施工安裝則是關(guān)鍵。企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備能力、人員素質(zhì)及管理水平對幕墻質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。*的設(shè)備，*的人員，配上*的管理，才能生產(chǎn)出*的產(chǎn)品。而良好的施工安裝組織是建筑幕墻性能大發(fā)揮的保證。
施工監(jiān)理人員作為工程質(zhì)量見證人應(yīng)對建筑幕墻設(shè)計計算、施工資料和相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)熟悉。總之，若想取得良好的幕墻產(chǎn)品質(zhì)量及性能指標(biāo)，要求從設(shè)計、生產(chǎn)制作、施工安裝及質(zhì)量驗收各環(huán)節(jié)之間相互密切配合。
在建筑幕墻的試驗檢測過程中，我們了解到很多幕墻企業(yè)對幕墻的各項試驗的重要性認(rèn)識不夠，幕墻工程施工之前進(jìn)行項目試驗的意識不是很強(qiáng)；在幕墻施工過程中監(jiān)理人員由于對建筑幕墻專業(yè)知識的欠缺而不能對幕墻施工質(zhì)量進(jìn)行有效的監(jiān)督。
目前，我國建筑幕墻在建筑外裝飾中占有很大的比例，也是很多高層建筑外墻裝飾裝修的。而目前已有建筑幕墻中出現(xiàn)的質(zhì)量事故主要是由于施工質(zhì)量差而引起的，在此，希望在幕墻的生產(chǎn)加工及施工安裝過程中的各有關(guān)部門共同努力，切實提高建筑幕墻工程質(zhì)量。 |
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