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幕墙作为一种新型的建筑施工方法，目前在世界各地得到广泛的应用，幕墙工程四性试验是保证幕墙安全性的重要检测。
1. 建筑幕墙四项性能检测定义
（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）检测性质：检测是为了确定工程中的幕墙是否符合设计要求。每个幕墙工程都应进行幕墙性能检测。
（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，幕墙构件大批量生产加工和幕墙安装前进行。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性能指标要求；同时也为改进设计，改进和完善加工、装配、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熟悉和掌握加工、装配、安装时的操作流程和方法。
图1
图 2
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
3.相关国家标准、规范的要求
规范依据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、气密性和水密性，必要时可增加平面内变形性能等性能检测。该条的解释称：当有抗震要求时，可增加平面内变形性能检测。
标准依据2：《玻璃幕墙工程质量检验标准》（JGJ/T139-2001），P20 6.1.2：安装玻璃幕墙时，必须提交工程所用玻璃幕墙产品的透气性能、雨水渗漏性能、抗风性能、压缩变形性能等检验报告，还应根据设计要求提供面内变形性能、保温性能等检验报告。
标准依据3：《建筑装饰装修工程验收质量规范》（GB 50210-2001），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、透气性能、雨水渗漏性能及平面内变形性能试验报告......
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 测试项目综合表：
4.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、图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
5.建筑幕墙四项性能检测的具体内容及要求
5.1气密性试验
通过试验，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节能隔声性能的试验程序如下：
（1）首先将可开启部分打开、关闭不少于5次，然后关闭。先施加正压，准备加压，施加3次500Pa的脉冲压力，以消除安装时可能产生的应力和可能产生的间隙。
（2）开始气密性试验，按上述顺序（50-100-150-100-50）加压，每个压力保持稳定10秒以上，记录该压力下的空气流量，主要是100Pa下的流量。将该数据换算成标准条件下的空气泄漏量，作为判断泄漏性能的指标（图14）。
（3）进行负压气密性试验，也是预备加压。施加三次500Pa的脉冲压力，以消除安装过程中可能产生的应力和间隙。按照“50-100-150-100-50”加压顺序正式开始试验，每次压力稳定时间大于10s，并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 水密性试验
通过试验钢结构挠度值检查记录，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。其试验程序如下（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，逐步升压直至幕墙固定部位发生严重泄漏（表2）。工程试验时，先将压力升至可开启部位的设计指标值，稳压15分钟或直至幕墙试件开启并发生严重泄漏。然后升压至幕墙固定部位的设计指标值，稳压30分钟或直至幕墙试件开启并发生严重泄漏。对于处于开启部位的幕墙试件，压力保持稳定30分钟或直至发生严重泄漏（图16）。
注：水密性试验的加压方法有两种：1）当入级试验及工程所在地不在热带风暴、台风区域时，采用稳定加压；2）当工程所在地在热带风暴、台风区域时，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钢结构挠度值检查记录，溅出或流出试件界面的现象。渗漏状态分为五种类型：1）室内出现水滴；2）水滴连续；1）水形成一条线但未渗出试件表面；2）局部有少量水溅出；3）水溅出试件界面（连续）；4）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 稳定加压顺序表：
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，不发生结构损伤（如裂缝、面板损坏、局部屈服、粘结破坏等），以抗风压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，整个过程升压和降压速率为300~500Pa/s，加压持续时间不小于3s。记录表面法向位移、功能紊乱及破损部位及情况。
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 面内变形能力试验
通过试验检验，确定幕墙试件在楼板反复位移作用下，保持其墙体及连接件不发生破坏、不危及人身安全的面内变形能力，面内变形能力指标采用面内层间位移角测量，试验步骤如下（图20、21）：
（1）初步加载：以1/600的位移角预加正式加载，即从级配指标值的最低一层开始，每一层模拟相邻楼层在幕墙水平方向来回移动三次，每次循环，并详细记录每层位移恢复后幕墙试件的损坏情况。
（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做水平方向的低周反复运动，模拟地震或风荷载引起的幕墙面内变形效应。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：
6.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，高度大于1层，宽度至少为2个网格。试验所需的其他材料：
（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，并准备好一捆双面胶带和一盒该项目指定的透明玻璃胶。
7.建筑幕墙四项性能检测指标要求
7.1 气密性
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）、《冷暖空调建筑节能设计标准》（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
GB50178中，在ⅢA、ⅣA地区，即热带风暴、台风多发地区，按下式计算，固定部分不宜低于1 000Pa，可开启部分应与固定部分处于同一水平（表5）。取75%，固定部分的值不宜低于700Pa，可开启部分与固定部分处于同一水平。
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是以建筑幕墙层间位移角作为性能指标。
(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
8、建筑幕墙四项性能检测过程中常见问题
8.1气密性试验（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水密性试验（常见问题为漏水，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、密封条选用、安装工艺不合格等问题，包括：1）五金件安装不正确，会导致密封条无法正常安装。1）铝型材拼装在一起，胶条的防水线没有用到；2）选用的胶条尺寸太小，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
延长
读
以上就是关于国产幕墙工程四性检测的介绍，相信大家对幕墙工程的检测已经有了初步的了解，凡是通过正规渠道送样进行“四性检测”的国产幕墙工程，均没有出现过因设计、结构或材料原因导致的安全问题（玻璃爆炸除外）。
接下来我们通过“Intertek公司”的介绍来看看北美的幕墙工程是如何检验的。
大型幕墙实验室基地
幕墙结构的支撑框架一般采用铝型材、钢型材组成，面板通常采用玻璃、铝板、石材、陶土板等，因此幕墙的结构设计可以多种多样，为了测试幕墙系统结构的安全性能和适应性，首先要求实验室提供足够的模型搭建空间，满足各种造型幕墙的要求。
在北美的幕墙实验室，我们可以看到测试各种复杂结构的幕墙系统的全过程。
通常幕墙系统比较复杂，由工程中实际采用的各种材料面板和结构型材组成，并包括工程中的各种结构造型及附件，如斜面、内转角、外转角、固定窗扇、开启窗扇、屋面板、大跨度支撑梁等。
幕墙钢结构骨架建造成套设备
为了能够构建复杂的幕墙系统并进行严格的美标测试，幕墙实验室配备了各种钢结构型材，这样便可构建幕墙系统的基本钢结构骨架。
此外，在这些钢结构骨架的搭建过程中，实验室还配备了各种高空作业车、起重机械，以方便幕墙的高效施工。
重型设备重现 16 级飓风
基础钢结构骨架搭建完成后，开始幕墙系统，也就是整体幕墙试验样板的搭建，完成后进入综合测试阶段。
幕墙测试主要包括气密性、水密性、抗风压性等，其中最著名的就是动态水密性测试，实验室内配备多台大型螺旋桨设备（Intertek给它起了一个很震撼的名字叫“WOLF”），可以产生最大60米/秒的风速，相当于2000帕的动态风压，从而充分再现16级飓风穿过幕墙的真实场景。
玻璃幕墙作为建筑物的外围护结构，不仅要具有良好的外观质量，还应具有完美的物理性能，才能更好地服务于整个建筑体系，为人们创造舒适、和谐的生活环境。
玻璃幕墙的物理性能检测不仅验证幕墙设计的可行性，还包括材料、构件的性能检测以及安装工艺、安装质量的检验。
检测玻璃幕墙时，试件装配、安装受力情况应与工程实际相一致，保证试件与设计图的一致性，若出现误差应立即通知安装人员纠正错误，避免后续检测工作产生隐患。
1.材料及零部件性能测试
1、幕墙安装前，对后埋件（锚栓）的抗拉强度进行现场抽样检测。
2、使用硅酮建筑（耐候）密封胶前，应与其接触的材料进行兼容性测试。
3、硅酮结构密封胶使用前应检测其与所接触材料的相容性、剥离粘接性能，复检邵氏硬度、标准拉伸粘接性能。商检报告。
4、双组份硅酮结构密封胶由基料和固化剂两组份组成，使用前应做混合均匀度（蝶形）试验和拉脱（胶杯）试验，检查结构胶的混合均匀度，检查结构胶两组份的均匀度和混合比例是否正确。
5、随机选取处理好的隐框、半隐框玻璃板的1%进行剥离试验，检查结构胶的固化程度及结构胶与铝矿的粘结强度。
6、全玻璃幕墙安装过程中，应随时检查、调整面板及玻璃肋的水平度、垂直度。7、铝塑复合板应进行剥离强度试验。
8、石材板的抗弯强度、放射性、抗冻性检测，石材幕墙结构胶粘剂强度检测、密封胶污染度检测。
9、除按一般幕墙要求复验的材料外，对于幕墙节能工程，还应对下列材料的下列性能进行复验：中空玻璃的传热系数、遮阳系数、可见光透过率、露点，保温材料的厚度、密度、导热系数、燃烧性能，保温型材的抗压强度，保温型材的抗拉强度、剪切强度。
2.玻璃幕墙检测分为实验室检测和现场玻璃幕墙可靠性检测
1、将玻璃幕墙送去实验室检验时，可能出现以下问题：
（1）玻璃幕墙气密性检测问题。玻璃幕墙的气密性性能关系到幕墙的保温节能效果，玻璃幕墙气密性检测可以发现幕墙设计、安装过程中存在的问题，通过解决问题来提高幕墙的气密性指标，达到保温节能的目的。
（2）玻璃幕墙水密性检测常见问题。雨水渗漏是玻璃幕墙使用过程中最常见的功能性失效形式，造成雨水渗漏的因素包括试件表面存在缝隙或孔洞、雨水的存在、以及外部存在压力差等。实验室检测可以帮助查找幕墙试件雨水渗漏的原因，进而采取措施调整设计和施工方案，使试件的水密性能试验指标满足设计要求。
（3）幕墙抗风压试验常见问题。目前，幕墙抗风压设计多依据相关设计规范及计算软件进行，随着幕墙规范的不断完善，计算软件的逐渐成熟，试件在试验过程中，抗风压试验一般均能满足设计要求。试验过程中有两点需要注意。
2、幕墙现场可靠性试验与评估的内容为：
（1）玻璃幕墙材料检测；
（2）玻璃幕墙结构承载力验证；
（3）玻璃幕墙结构、施工的检验。
3、什么情况下需要做玻璃幕墙检测？主要有以下几种情况
1.未按照规范要求设计、施工、验收玻璃幕墙的；
2.工程技术资料和质量保证资料不齐全；
3.玻璃幕墙工程停止和复工前；
4.因地震、火灾、强风等原因造成幕墙损坏时；
5.幕墙玻璃破碎、开口处脱落或部件损坏；
6、玻璃幕墙在使用过程中发现质量问题，业主要求评估。
作者：陈勇，第一南京办事处总经理，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，2006年加入第一，多年致力于幕墙设计与结构研究，在单元式体系、钢结构、柔性结构等方面也有扎实功底，在行业内外期刊发表论文包括《超高层建筑风震荷载下单元式玻璃幕墙受力分析与结构设计》、《蒙特卡洛方法与动态试验不确定性分析》等多篇论文，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。
【延伸阅读·案例】
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英国元达公司阿丁顿公寓街酒店石材单元幕墙测试阶段照片。
图中样品一共有十个单元，上面五个，下面五个，最大的石材单元是3m x 4m，宽度三米，由三个挂点支撑，石材为30mm砂岩，开放式设计，内衬不锈钢，石材挂件为黑色氧化铝合金材质，石材连接方式为背栓式，这个背栓不一样，是自己加工的类似螺丝的零件，呈L型，角度大概是135度，有两层，背栓方向不一样。
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