建筑幕墙四项检测定义
（1）检测内容：建筑幕墙的气密性、水密性、抗风压性能、平面内变形性能。
（2）试验性质：为确定工程中的幕墙是否符合设计要求而进行的试验。每个幕墙工程都应进行幕墙性能试验。
（3）其他事项：目前，我国工程幕墙四性试验仅对幕墙试件进行，且试验结果对试件负责（图1、2）。
（4）四性试验的时间节点及目的：1）时间节点：一般应在工程设计完成后，幕墙构件批量生产、加工、安装前进行。2）试验目的：验证幕墙设计的正确性、合理性、工艺性、经济性，判断是否能满足设计的性能指标要求；同时也为改进设计，改进和完善加工、装配和安装工艺方法提供依据；使施工单位操作人员通过幕墙试件的加工、装配和安装过程，熟悉和掌握操作流程和方法。
图1
图 2
建筑幕墙四项性能检测报告格式
建筑幕墙工程四性检测报告格式如图3所示。
图3 测试报告格式
相关国家标准、规范的要求
标准依据1：《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003），P15 4.2.10：玻璃幕墙性能检测项目应包括抗风压性能、气密性、水密性，必要时可增加平面内变形性能等性能试验。该条解释称：当有抗震要求时，可增加平面内变形性能试验。
规范依据2：《玻璃幕墙工程质量检测标准》（JGJ/T139-2001），P20中6.1.2规定：玻璃幕墙安装，必须提交工程所用玻璃幕墙产品的气密性、雨水渗漏性能、风压变形性能等检测报告。另应按设计要求提交包括面内变形性能、保温性能等检测报告。
标准依据三：《建筑装饰装修工程验收质量规范》（GB50210-2001），P44中9.1.2：幕墙工程验收时应检查下列文件及记录：……6、幕墙抗风压性能、气密性、雨水渗漏性能及面内变形性能检测报告……
标准依据4：《建筑幕墙》（GB/T21086-2007），P32中15.2检验项目（表1）。
标准依据5：《建筑幕墙》（GB/T21086-2007），P35中15.5.2.2验收检验（图4）。
图4 GB/T21086-2007出厂检验要求
表1 检测项目综合表
建筑幕墙四项性能检测设备
常见的建筑幕墙检测设备主要模拟风、雨、地震等自然现象，提供不同的效果组合，测试幕墙的水密性、气密性、抗风压性能及面内变形性能。一般采用两种试验安装方式（图5、6）。
图5 正向外喷水装置示意图 图6 反向内喷水装置示意图
具体设备包括：压力箱、反力架/安装架、供气系统、操作控制系统、数据采集系统、抗震油压系统等（图7~12）。
图 7 压力箱 图 8 反作用架/安装架
图9 供气系统 图10 运行控制系统
图11 数据采集系统 图12 抗震油压系统
建筑幕墙四项性能检测的具体内容及要求
5.1
气密性测试
通过试验检测，确定幕墙试件在幕墙可开启部分处于关闭状态、幕墙整体在风压作用下阻止空气渗透的能力（图13）。气密性能指标的大小直接影响幕墙的节能、隔声性能。试验程序如下：
（1）首先将可开启部分启闭不少于5次，然后关闭严密。先施加正压，准备加压，施加3次500Pa的脉冲压力，以消除安装过程中可能出现的应力和可能出现的间隙。
（2）按上述加压顺序（50-100-150-100-50）开始气密性试验钢结构挠度值检查记录，每次加压应稳定10秒以上，记录该压力下的空气流量，主要是100Pa压力下的流量，将数据换算成标准状态下的泄漏量，作为判断泄漏性能的指标（图14）。
（3）进行负压气密性试验，同样进行预备加压，三次500Pa脉冲压力，以消除安装过程中可能产生的应力和可能的间隙，正式开始试验，按照“50-100-150-100-50”的加压顺序，每次压力稳定10s以上，记录该压力下的空气流量。
注：气密试验时，有两个动作：“用胶带或塑料薄膜将整个幕墙试样密封”和“除去密封胶带或塑料薄膜”。
图13 建筑幕墙气密性检测装置示意图
图14 气密性试验加压示意图
5.2
防水性能测试
通过试验，确定幕墙试件在可开启部分处于关闭状态时，在风雨同时作用下防止雨水渗漏的能力（图15）。水密性能指标代表了建筑幕墙的舒适性能。试验程序如下（通常采用稳定加压形式）：
（1）初步加压：压力500Pa，加压速度100Pa/s，持续时间3s，泄压时间不小于1s。
（2）浇水：均匀浇水，浇水量为3L/(m2•min)。
（3）加压：喷水的同时施加稳定压力。分级试验时，逐步加压，直至幕墙固定部位发生严重泄漏（表2）。工程试验时，先加压至可开启部位的设计指标值，压力稳定15分钟或直至幕墙试件可开启部位发生严重泄漏。然后加压至幕墙固定部位的设计指标值，压力稳定30分钟或直至幕墙试件固定部位发生严重泄漏。对于无可开启部位的幕墙试件，压力稳定30分钟或直至发生严重泄漏（图16）。
注：水密性试验加压方法有两种：1）进行入级试验，且工程位于非热带风暴或台风地区时，采用稳定加压；2）当工程位于热带风暴或台风地区时，采用波动加压。
严重渗漏是指雨水连续或反复地从幕墙试件外部渗入室内，溅出或流出试件界面的现象。渗漏类型有五种：1）室内出现水滴；2）水滴成线但未渗出试件表面；3）局部少量溅出；4）溅出试件界面（连续）；5）水溢出试件界面（连续）。只有4和5可以判断为严重渗漏（图17）。
表2 稳定加压顺序
图15 建筑幕墙水密检测装置示意图
图16 水密性试验稳定加压顺序示意图
图 17 记录泄漏的符号
5.3
抗风压性能试验
通过试验检验，确定幕墙试件在闭合状态下，在风压作用下，幕墙变形不超过允许值，不产生结构损伤（如裂缝、面板破损、局部屈服、粘结失效等）及五金件松动、开启困难等功能障碍。抗风压性能指标代表建筑幕墙的安全性能。试验程序（工程检验）如下（图18、19）：
（1）确定最大变形点，安装位移针。
（2）正压预备加压：正压变形试验P1，即分阶段升压，直至达到风荷载标准值（P1）的40%，记录每级压力下各测点的表面法向位移。
（3）负压预备加压：负压变形试验—P1，即分阶段升压，直至达到风荷载标准值（P1）的40%，记录每级压力下各测点的表面法向位移。
（4）正压重复加压试验P2=1.5P1，负压重复加压试验-P2=1.5P1。
（5）取试验压力P2=1.5P1为平均值，以平均值的1/4为幅值进行波动检测，依次进行正、负压检测。波动压力周期为5~7s，波动次数不少于10次。
（6）安全试验：P3=2.5P1；压力升至P3=2.5P1（P3对应幕墙设计风荷载标准值），然后降至0，再降至-P3，再升至0。全过程压力升降速率为300~500Pa/s，加压持续时间不小于3s。记录表面法向位移、功能失常及损坏部位及情况。
判定等级：若不存在功能障碍或损坏，则可依据P3判定幕墙等级，判断其是否能满足工程设计要求。
图18 建筑幕墙抗风压性能检测装置示意图
图19 抗风压试验加压顺序示意图
5.4
平面变形能力测试
通过试验检测，确定幕墙试件的面内变形能力，以保证其墙体及连接件在楼面反复位移作用下不发生破坏，不危及人身安全。面内变形能力指标采用面内层间位移角来衡量，试验步骤如下（图20、21）：
（1）预加载：以1/600的位移角预加正式加载，即从等级指标值的最低一层开始，每一层模拟相邻楼层在幕墙范围内沿水平方向作相对往返移动，共三个循环，并详细记录每层位移复位后幕墙试件的破坏情况。
（2）工程检验时，对幕墙进行逐级检查，直至达到设计的层间位移角，若无危及人身安全的损坏，方可判定为合格。
注：试验时，安装试件的梁在外力作用下在幕墙平面内作水平方向的低周反复运动，模拟幕墙在受到地震或风荷载作用时面内变形的影响。建筑幕墙面内变形性能分类见表3。
图20 对称变形法装置示意图 图21 连续平行四边形法装置示意图
表3 建筑幕墙面内变形性能分级
建筑幕墙四项性能试验样品要求
构件式幕墙试件的宽度应至少包括承受设计荷载的典型竖向受力构件一个，试件高度不应小于一层楼高，且应在竖向两点以上与支撑结构连接，建议高度大于一层楼高，宽度至少为2个网格。所需其他试验材料：
（1）板网格图、节点图、计算书；
（2）监管证书复印件；
（3）型材制造商；
（4）结构胶、耐候胶品牌代码；
（5）玻璃制造商；
（6）立柱、横梁的规格及表面处理。
另外，还需要2到3名工人在现场等候钢结构挠度值检查记录，并准备好一捆双面胶带和一盒该项目指定的透明玻璃胶。
建筑幕墙四项性能指标要求
7.1
气密性能
气密性能指标应符合《民用建筑热工设计规范》（GB50176）、《公共建筑节能设计标准》（GB50189）、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134）、《严寒、寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26）的有关规定，并满足相关节能标准的要求，一般可按表4确定。
表4 建筑幕墙气密性设计标准的一般规定
7.2
防水性能
GB50178中ⅢA、ⅣA地区，即热带风暴、台风多发区，按下列公式计算，固定部分不宜小于1 000Pa，可开启部分与固定部分在同一水平（表5）。其他地区可按下式计算值的75%选取，固定部分值不宜小于700Pa，可开启部分与固定部分在同一水平。
P=1000•μzμcW0
式中：P为水密性能指数；μz为风压高度变化系数；μc为风力系数；w0为基本风压。
表5 建筑幕墙水密性能分级
7.3
抗风压性能
幕墙的抗风压指标应根据幕墙上所受风荷载Wk的标准值确定，其指标值不应低于Wk，且不应小于1.0kPa（表6）。幕墙的相对挠度和绝对挠度要求见表7。
表6 建筑幕墙抗风压性能分级
表7 幕墙支撑结构及板块相对挠度和绝对挠度要求
7.4
面内变形性能
（1）建筑幕墙面内变形性能以建筑幕墙层间位移角为衡量指标。
(2)非抗震设计时，该指标值不宜小于主体结构弹性层间位移角控制值。
(3)抗震设计时，该指标值宜不小于主体结构弹性层间位移角控制值的3倍(表8)。
表8 主体结构楼层最大弹性层间位移角
建筑幕墙四项性能检测过程中常见问题
8.1
气密性测试（常见问题是漏气，见图22）
对于框架幕墙而言，主要问题集中在可开启的部位：
（1）窗户开口过大，运输或安装过程中窗框变形，安装后窗扇与窗框不能完全关闭。
（2）窗扇与框关闭不彻底，开启窗扇安装不严，有连续缝隙。
（3）密封条安装不严谨，密封条断点未密封。
图 22 空气泄漏
8.2
水密性测试（常见问题是漏水，见图23）
最常见、最集中的问题基本都在可开启部分，包括五金件安装、胶条选用、安装工艺不合格等问题，包括：1）五金件安装不到位，会导致密封条与铝型材无法贴合，胶条的防水线失去作用；2）选用的胶条太小，压缩量不足；3）胶条剪裁过短，接缝处有缝隙，接缝处没用密封胶。
图23 漏水
8.3
抗风压性能试验
抗风压性能指标测试关乎安全性，是四项测试项目中最为关键的一项，常见问题为五金损坏（图24）及玻璃破损（图25）。
图24 硬件损坏
图 25 玻璃破损
作者简介：陈勇，南京办事处总经理，幕墙行业从业经验14年，东南大学结构工程学士、工程力学硕士学位，2006年加入弗斯特，多年致力于幕墙设计与结构研究，对单元式体系、钢结构、柔性结构等有深入理解，在行业内外期刊发表过多篇论文，如《超高层建筑风震荷载作用下单元式玻璃幕墙受力分析与结构设计》、《蒙特卡罗方法与动态试验不确定性分析》等，主持过特立尼达和多巴哥大学、第55研究生产综合体、石家庄乐泰商业广场等多个大型项目。
注：本文为原创，已发表于《建筑幕墙》杂志2016年7月第三期。
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