幕墻作為建筑的外衣,在新建公用建筑上得到大量應(yīng)用。我國(guó)的建筑幕墻體量巨大,在已投入使用的幕墻工程中。出現(xiàn)了諸如滲水、面板碎裂、開啟扇脫落等使用性能和..性能問題,引起人們對(duì)于其質(zhì)量問題的擔(dān)憂。按照GB/T21086--2007《建筑幕墻》要求,幕墻工程各項(xiàng)材料復(fù)驗(yàn)、性能檢測(cè)等應(yīng)在幕墻工程施工前進(jìn)行,檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行批量加工和安裝。本文就將檢測(cè)過程中常見的質(zhì)量問題進(jìn)行分析,并提出相關(guān)建議。
一、使用新能質(zhì)量問題分析
1.氣密性能
氣密性能檢測(cè)是評(píng)價(jià)幕墻節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。帶有開啟窗的幕墻存在窗縫、固定部分的密封部位注膠質(zhì)量瑕疵、單元式幕墻插接縫等因素都可能使幕墻在開啟窗關(guān)閉狀態(tài)下,室內(nèi)外空氣存在交換可能。在室內(nèi)采暖或者制冷情況下,密封性能較差的幕墻空氣交換對(duì)熱損失的貢獻(xiàn)率甚至可達(dá)到幕墻整體能耗損失的50%。在實(shí)際檢測(cè)過程中,對(duì)不能達(dá)到氣密性能要求的試件進(jìn)行分析,常見原因有以下兩點(diǎn)。
密封本身不合理。幕墻窗一般采用膠條密封。在鎖緊狀態(tài)下,多鎖點(diǎn)將窗框壓緊使膠條產(chǎn)生彈性變形形成密封。如果密封膠條設(shè)計(jì)不合理,或者制造工藝偏差,或者安裝工藝偏差等,均會(huì)形成氣流通道影響氣密性能。
變形導(dǎo)致偏差。幕墻在運(yùn)輸、安裝或者使用過程中,某些因素導(dǎo)致了主要構(gòu)件與設(shè)計(jì)工況有偏差,導(dǎo)致窗框變形乎面內(nèi)的變形或者弧面扭曲,均會(huì)影響鎖點(diǎn)與窗框的配合緊密程度另外,在施工過程中對(duì)收口部分密封不合理也會(huì)影響整體氣密性能。如某采光頂幕墻,單元體下橫梁和排水槽之間形成的腔體在端部密封存在疏漏,嚴(yán)重影響氣密性能。
2.水密性能
幕墻在實(shí)際使用過程中,會(huì)遭遇風(fēng)雨天氣。雨水在風(fēng)壓作用下,特別是在沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)季節(jié),容易進(jìn)入室內(nèi)。如果雨水通過幕墻進(jìn)入室內(nèi),會(huì)影響室內(nèi)人員..、裝修和土建結(jié)構(gòu)等,且雨水進(jìn)入幕墻系統(tǒng)內(nèi)部可能引起材料腐蝕,影響幕墻使用性能。幕墻滲水是工程上多發(fā)質(zhì)量問題,也是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)中.常見質(zhì)量通病。對(duì)發(fā)生水密性能質(zhì)量問題的工程案例分析,主要原因有以下幾點(diǎn):
(1)設(shè)計(jì)不盡合理
構(gòu)件式幕墻、全玻幕墻等..水密性能的設(shè)計(jì)理念是封堵所有可能滲水通道,如固定縫注膠,開啟窗多重密封膠條防護(hù)等,..雨水在幕墻室外不進(jìn)入其內(nèi)部。
與普通的構(gòu)件式幕墻、全玻幕墻等相比較,單元式幕墻的水密性能設(shè)計(jì)要相對(duì)復(fù)雜。由于單元接縫的存在,不能做到注膠密封,采用雨幕等壓腔原理實(shí)現(xiàn)水密性能。在接縫處,設(shè)置與室外側(cè)聯(lián)通、與室內(nèi)俱封閉的腔體,即使腔體在風(fēng)壓作用下,腔體內(nèi)壓力與外界環(huán)境一致。允許室外雨水進(jìn)入,通過合理通道排出??偟脑瓌t為:有水處無(wú)風(fēng)壓,有風(fēng)壓處無(wú)水。
圖1為某幕墻單元體滲水案例。發(fā)現(xiàn)滲漏后,為了確定滲水來(lái)源,拆開保溫棉后重新測(cè)試。經(jīng)檢查,設(shè)計(jì)方為了固定保溫棉,使用了自攻螺釘連接到單元體上橫梁內(nèi)部腔體。而此腔體被設(shè)計(jì)為等壓腔的排水通道之一,內(nèi)部存在積水。自攻螺釘自帶密封墊圈,但不排除密封圈損壞或者安裝疏漏,一旦墊圈失效,在壓力作用下必然發(fā)生滲水,且由于保溫棉阻擋排查滲水原因較困難,修補(bǔ)工作難度增大。本次測(cè)試中施工方在工廠加工時(shí),使用了拉鉚釘代替自攻螺釘,拉鉚釘抽芯后形成了水流通道,水密失效。原因確定后,對(duì)設(shè)計(jì)提出了修改建議,在單元體型材開模時(shí)相應(yīng)位置增加小翼用于固定保溫棉,..腔體的完整性。
(2)制造工藝存在缺陷
在工廠組裝時(shí),密封膠條與開啟扇鎖點(diǎn)的配合偏差過大,導(dǎo)致膠條不能壓緊、開啟扇四周膠條未形成完整密封圈,以及單元式幕墻插接縫處密封膠條安裝偏差等問題,均會(huì)影響水密性能。
(3)現(xiàn)場(chǎng)施工把控不嚴(yán)
現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì).終工程質(zhì)量影響巨大。注膠時(shí)未清理粘著面,不能有效粘結(jié);注膠不均勻,導(dǎo)致固化時(shí)收縮,密封失效;單元式插接幕墻對(duì)掛鉤調(diào)整不到位,導(dǎo)致插接縫過緊或過松,開啟扇五金件安裝偏差,運(yùn)輸、起吊過程中局部變形等現(xiàn)場(chǎng)施工疏漏都會(huì)影響工程質(zhì)量。
(4)材料原因
幕墻工程上使用的各種材料都有可能對(duì)水密性能造成影響,以膠的影響.為突出。按照規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)密封膠在用于工程之前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn),..其與被粘結(jié)材料之間相容且具有足夠彈性模量,抗拉、抗剪都應(yīng)符合要求。石材幕墻的外立面一般經(jīng)過防水處理,由其應(yīng)重視相容性問題,防止石材密封膠無(wú)法有效封堵水密通道。
二、..性能質(zhì)量問題分析
與使用性能相比較,..性能更是關(guān)注重點(diǎn)。常見的可能導(dǎo)致..問題的因素主要有極端風(fēng)壓載荷和外部沖擊載荷兩種,對(duì)應(yīng)抗風(fēng)壓性能測(cè)試和耐撞擊性能測(cè)試。
1.抗風(fēng)壓性能
幕墻作為建筑的外表面,直接經(jīng)受風(fēng)壓,通過面板傳遞到構(gòu)件,經(jīng)過連接件傳遞到建筑主體結(jié)構(gòu)。幕墻各個(gè)構(gòu)件都應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì),并組成幕墻試件后進(jìn)行抗風(fēng)壓測(cè)試。從計(jì)算書看,應(yīng)力余量和撓度余量都較大,測(cè)試結(jié)果也表明撓度一般小于允許限值。但是檢測(cè)也發(fā)現(xiàn)部分影響..的工程隱患。
某單元式玻璃幕墻掛鉤試件在抗風(fēng)壓測(cè)試中發(fā)生斷裂和變形。經(jīng)分析、認(rèn)為掛鉤根部存在拉壓剪切和彎曲,手里狀態(tài)較為復(fù)雜;在設(shè)計(jì)上采用了直角過渡加劇了應(yīng)力集中;采用了鋁合金掛鉤,材料特性決定了掛鉤不能通過局部變形抵抗裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展。三方面因素共同作用導(dǎo)致了掛鉤結(jié)構(gòu)失效。
2.耐撞擊性能
幕墻在使用過程中,其室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)都有可能收到撞擊,包括人員日常活動(dòng)、各種設(shè)備的使用等都有可能會(huì)對(duì)幕墻表面造成撞擊效果。檢測(cè)過程中用充氣軟體重物模擬沖擊效果,以沖擊能量衡量耐撞擊性能。
從測(cè)試結(jié)果看,玻璃幕墻尤其是雙層中空鋼化玻璃面板耐撞擊性能較好,撞擊后能吸收部分沖擊能量。電有因?yàn)榫植坎A|塊設(shè)置不合理、玻璃自身工藝不達(dá)標(biāo)等原因造成的耐撞擊性能缺陷。
與玻璃相比較,其他面板幕墻更容易出現(xiàn)耐撞擊性能不合格的問題。石材、千思板、陶土板等材質(zhì)較硬脆,稍許變形即出現(xiàn)裂紋或碎裂,如果面板支撐構(gòu)件與面板間無(wú)有效緩沖,在軟體重物沖擊下,很容易發(fā)生局部破損。此類脆性面板材料應(yīng)加裝隔離護(hù)欄,避免承受直接沖擊作用(圖2)。
三、質(zhì)量控制措施
做好工程實(shí)施前的技術(shù)準(zhǔn)備工作,可有效減少實(shí)際工程上的質(zhì)量問題。如果發(fā)生質(zhì)量問題、事故后再整改,不僅難度增大、花費(fèi)增多,對(duì)企業(yè)品牌的隱性損失更大。在幕墻工程開始前,加強(qiáng)對(duì)以下幾方面的控制尤其重要。
1...設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)荷載方面,應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求,確定合適的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、地震設(shè)防級(jí)別。對(duì)有特殊構(gòu)造、特殊要求的建筑,必要時(shí)可增加風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn),..荷載可靠。根據(jù)實(shí)際情況,確立主要構(gòu)件的力學(xué)模型,由荷載作用計(jì)算構(gòu)件主要指標(biāo)。目前設(shè)計(jì)單位基本都使用了計(jì)算機(jī)程序完成這一過程,在輸入程序前應(yīng)復(fù)核力學(xué)模型。
機(jī)械構(gòu)造設(shè)計(jì)階段,再關(guān)注細(xì)節(jié)構(gòu)造。比如各連接件、緊固件、錨固件等薄弱環(huán)節(jié),要有..的計(jì)算,防止套用之前設(shè)計(jì)、跳過復(fù)核的情況發(fā)生。對(duì)水密性的預(yù)判在此階段應(yīng)得到重視,單元幕墻等壓腔構(gòu)造是否合理,是否存在壓力下可能的滲水通道,開啟窗密封膠條的角部處理,泄水孔流量計(jì)算等細(xì)節(jié)問題。
對(duì)面板的支撐應(yīng)考慮耐撞擊要求,采用柔性墊片等措施以防止面板與支撐構(gòu)件硬接觸。硬充分了解使用階段情況,對(duì)某些可能耐受沖擊載荷尤其是人員碰撞的幕墻,要考慮設(shè)立防護(hù)欄桿等措施,防止意外情況發(fā)生。
2.控制原材料和施工工藝
按照標(biāo)準(zhǔn)要求,所有原材料在進(jìn)場(chǎng)施工前都應(yīng)進(jìn)行材料復(fù)驗(yàn)。對(duì)于某些幕墻,應(yīng)提前進(jìn)行此步驟工作,防止出現(xiàn)面板、構(gòu)件與膠不相容,材質(zhì)不達(dá)標(biāo)等影響工程質(zhì)量的問題。
施工工藝對(duì)幕墻.終性能有較大影響?,F(xiàn)場(chǎng)施工的構(gòu)件式幕墻、全玻幕墻、點(diǎn)支幕墻等,其材料裝配、結(jié)構(gòu)耐候膠填注、預(yù)埋件焊接等工藝的質(zhì)量依賴于..施工人員的現(xiàn)場(chǎng)控制。工廠組裝的單元式幕墻對(duì)運(yùn)輸、吊裝要求更高,應(yīng)注重防止產(chǎn)生表面損傷、結(jié)構(gòu)變形、局部變形等影響。施工單位應(yīng)加強(qiáng)操作人員質(zhì)量意識(shí)培訓(xùn)和技能培訓(xùn),加強(qiáng)監(jiān)管,防止因施工導(dǎo)致質(zhì)量問題,特別是因隱蔽結(jié)構(gòu)工程影響工程質(zhì)量。
3.嚴(yán)格質(zhì)量管理制度
質(zhì)量管理制度對(duì)質(zhì)量提升有重要作用,在一定程度上,好的質(zhì)量是管理出來(lái)的。首先,從企業(yè)管理者角度應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)到質(zhì)量工作的重要性,質(zhì)量是企業(yè)的生命和發(fā)展支柱;其次,應(yīng)建立..的質(zhì)量..制度,在企業(yè)內(nèi)部實(shí)施質(zhì)量控制;.后應(yīng)積極主動(dòng)配合外部質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制,及時(shí)與相關(guān)檢測(cè)單位、監(jiān)理單位、顧問單位對(duì)接,在外部機(jī)構(gòu)幫助下切實(shí)提高幕墻施工質(zhì)量水平。
幕墻在使用過程中可能出現(xiàn)多種質(zhì)量問題。筆者根據(jù)實(shí)驗(yàn)室工作的經(jīng)歷,總結(jié)了部分影響使用性能和..生能的問題所在,分析其原因,有針對(duì)性地就幕墻生產(chǎn)企業(yè)..質(zhì)量控制提出建議,在設(shè)計(jì)、原材料選型、施工階段做好把控,同時(shí)提高企業(yè)質(zhì)量管理水平。