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某大厦既有建筑门窗玻璃幕墙空气渗透评估研究

作者:幕墙工程网 时间:2022-09-20 21:22:52

空气渗透是门窗幕墙使用过程中的常见问题之一,严重的空气渗透会导致高层建筑出现明显的烟囱效应,影响建筑品质。
某大厦门窗幕墙系统包括单元式玻璃幕墙系统、框架式玻璃幕墙系统、点式玻璃采光天窗系统、铝合金门及旋转门系统。
经反映,大厦存在严重空气渗透情况。冬季受
为此,对玻璃幕墙漏风评估分析,包括构造检查、空气渗透普测和气密性能现场检测。
1、评估内容
构造检查。针对玻璃幕墙、铝合金门及旋转门、玻璃采光顶、屋面石材收口等位置进行检查,明确明显存在漏风缺陷位置。
空气渗透普测。针对玻璃幕墙、铝合金门及旋转门、玻璃采光顶等位置,采用红外热像仪方法进行普测,明确漏风位置。
气密性能现场检测。针对玻璃幕墙、铝合金门及旋转门普查状况,选取正常点2处,缺陷点2处(玻璃幕墙1处、门1处)共4处进行现场气密性能检测,确定正常情况和漏风情况下门窗幕墙气密性能。
漏气原因分析。除明显产品、安装施工原因外,重点分析一些潜在漏风原因,为提出解决方案提供依据。
2、评估方法
门窗幕墙空气渗透现场检测项目、内容、仪器见下表。
表1 门窗幕墙空气渗透现场检测项目、仪器

红外热像仪和建筑门窗三性现场检测设备见图1。

 图1 红外热像仪和建筑门窗三性现场检测设备
评估依据为GB/T 21086-2007《建筑幕墙》、JG/T 211-2007《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》。
评估方法包括构造检查、空气渗透普测和气密性能现场检测评估。
构造检查。采用目测、拍照方式记录存在明显缺陷位置,典型示例见图2。

图2 目测、拍照方式构造检查
空气渗透普测。空气渗透普测采用红外热像法进行。红外热像法是采用红外成像方法,显示被测物体表面辐射亮度的变化(实际温度或发射率引起的变化,或两者共同引起的变化)的方法。
主要设备为红外热像仪,红外热像仪是通过红外光学系统,红外探测器和信号处理系统,将物体红外辐射信息转换成可见图像的设备。
门窗幕墙施工和使用过程中空气渗透缺陷形成的典型红外热像图见图3。

图3 红外热像仪门窗幕墙漏风缺陷检测
可以看出,门窗幕墙漏风时红外热像图存在明显低温区。以图3为例,室内表面温度在20℃左右时,漏风开启部位温度明显偏低(具体温度值与室内外温差、漏风缝隙大小有关)。
气密性能现场检测。玻璃幕墙气密性能现场检测按照《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JG/T 211-2007进行。典型门窗幕墙气密性能现场检测过程见图4。

图4 门窗幕墙气密性能现场检测
利用塑料布和密封胶带将门窗幕墙洞口形成一个封闭空间,向该封闭空间加压,测试压力差和补充空气量,即可换算得到门窗幕墙的空气渗透量。测试加压过程见图5。

图5 现场气密性测试加压顺序
3、评估过程及结果
该大厦门窗幕墙空气渗透检查包括构造检查、空气渗透普测、气密性能现场检测等,检测过程如下。
3.1 构造检查
检查发现,玻璃幕墙龙骨与玻璃面板之间存在三种密封形式:胶条密封、密封胶密封和双面贴密封。胶条密封形式见图6,密封胶密封形式见图7,双面贴密封形式见图8。 

检查结果表明,胶条密封、密封胶密封形式的玻璃幕墙气密性良好,未见明显漏风状况;双面贴密封形式的玻璃幕墙,存在明显漏风现象,且在玻璃与龙骨交接部位可见明显积灰。
双面贴密封形式玻璃幕墙位于地下一层,室外侧与石材幕墙采用密封胶密封,外观密封良好。
一层和地下一层玻璃门空气渗透检查过程,见图9。

图9 一层和地下一层玻璃门空气渗透检查
检查结果表明,一层和地下一层玻璃门均存在不同程度的空气渗透现象。
玻璃采光顶空气渗透检查过程,见图10。

图10 玻璃采光顶空气渗透情况检查
检查结果表明,玻璃采光顶无明显空气渗透情况。
裙楼屋面压顶石材连接构造处检查过程,见图11。

图11 屋面压顶石材连接构造处未密封处理
经检查,屋面压顶石材连接构造处未密封处理,存在较严重的空气向室内渗漏情况。屋面压顶石材与铝板无有效密封,相应节点及空气渗透通道见图12。

 图12 屋面压顶石材节点及空气渗透通道
3.2 空气渗透普测
空气渗透普测,采用红外热像仪对幕墙单元板块周边温度进行测量,根据温差情况快速判断是否存在漏风缺陷。测试部位为1#楼1~4层玻璃幕墙,每层每个分格取为1个点,每层约134个点,共约536个测点。
测试时,首先选取某明确存在漏风部位,将其温差作为基准值;再对正常部位进行检查,记录其温差值;将测量值与基准值比较,并结合现场构造情况判断是否漏风。
选取基准值。以存在明显漏风缺陷的门作为基准,红外热像见图13。

图13 门空气渗透点红外热像图
可见,该门存在明显空气渗透缺陷,缺陷处温度明显偏低,且与周围温差较大。经对比分析,将基准值确定为:温度<17 ℃;温差>5 K。
正式测试。采用红外热像仪对每个玻璃幕墙分格的玻璃周边进行扫描,检查过程见图14。

图14 玻璃幕墙空气渗透红外热像仪检查
检查过程中记录温度最高点和最低点,典型玻璃幕墙板块红外热像图见图15。

图15 典型玻璃幕墙板块红外热像图
500多个点红外测试结果统计见表2。
表2 红外热像测试结果统计


可以看出,1~4层玻璃幕墙总体气密性较好;1层玻璃门存在明显漏风现象;地下1层玻璃幕墙、玻璃门存在明显漏风现象。
3.3 气密性能现场测试
气密性能现场检测目的是得到定量空气渗透量,在普测基础上,选取4个测点进行,分别是:一、二层玻璃幕墙(2处);地下室玻璃幕墙;一层玻璃门。
一、二层玻璃幕墙在普测过程中属于非明显漏风部位,可正常进行气密性能检测,检测过程见图16。

图16 一、二层玻璃幕墙气密性能检测

一层玻璃幕墙气密性能现场检测结果表明,正压10Pa下单位面积每小时空气渗透量为0.61 m3/(m2·h),负压10Pa下单位面积每小时空气渗透量为0.66 m3/(m2·h),属国家标准GB/T 31433-2015中规定的第3级。
二层玻璃幕墙气密性能现场检测结果表明,正压10Pa下单位面积每小时空气渗透量为0.69 m3/(m2·h),负压10Pa下单位面积每小时空气渗透量为0.77 m3/(m2·h),属国家标准GB/T 31433-2015中规定的第3级。
地下室玻璃幕墙现场气密性检测结果表明,由于该处空气渗透严重,在压力加到100 Pa(标准要求达到150 Pa)时,已无法再进一步增加,无法获取空气渗透量数据及等级。
一层玻璃门现场气密性能检测结果表明,由于该处空气渗透严重,在压力加到50 Pa左右(标准要求达到150 Pa)时,已无法再进一步增加,无法获取空气渗透量数据及等级。
4、结论
针对某大厦建筑门窗和玻璃幕墙严重空气渗透问题,采用构造检查、空气渗透普测和气密性能现场检测等手段,结合门窗幕墙设计方案进行分析,找到了门窗幕墙空气渗透原因。
检查结果表明,地下一层玻璃幕墙存在严重空气渗透现象,一至四层玻璃幕墙总体气密性能良好,个别点存在漏风情况;一、二层玻璃幕墙气密性能等级为GB/T 31433-2015中规定的第3级;一层/地下一层玻璃门存在严重空气渗透现象;压顶石材构造存在严重空气渗透现象。
地下一层玻璃幕墙的玻璃和龙骨之间建议密封处理,其他漏风、漏水缺陷点进行修复处理;一层/地下一层玻璃门更换为气密性能更高的产品;屋面压顶石材与铝板连接处进行密封处理。
可见,本项目采用的构造检查、红外普测、气密性能抽样检测相结合的方法,既可以快速排查空气渗透点,又可以获取定量的空气渗透量数据,同时还可以从构造上分析找到原因,对于既有建筑门窗幕墙空气渗透评估具有一定参考意义。

作者简介:

万成龙

中国建研院建研科技工程咨询设计院幕墙门窗低碳研究中心高级工程师,首届建筑幕墙行业杰出青年;作为技术骨干参与国家“十一五”至“十三五”等10余项省部级重大科研项目,20余项国家、行业、团体标准编制,30余项幕墙门窗工程咨询鉴定,40余篇公开发表的研究论文;荣获华夏建设科学技术奖等省部级和一级学协会奖励7项。