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淺析建筑幕墻熱循環(huán)測試

來源:09年會論文集 作者:寇玉德 徐勤 日期:2009-4-16 　 頁面功能 【字體：大 中 小】【打印】【關(guān)閉】【評論】
摘要：本文介紹了熱循環(huán)試驗的試驗條件和要求，簡要介紹了試驗的情況，及試驗的評價和試驗的意義。
關(guān)鍵詞：建筑幕墻;性能檢側(cè);熱循環(huán)試驗:試驗評價　
　　1.引言　
　
　　建筑幕墻，作為一種新型的建筑形式，將建筑美學(xué)、建筑功能和建筑結(jié)構(gòu)等多種因素有機地統(tǒng)一起來，能夠滿足建筑物防雨、抗風(fēng)、采光、隔熱、保溫、隔聲的功能要求，且具有現(xiàn)代感、自重輕、施工簡便、工期較短、維護方便、能適應(yīng)舊建筑物立面更新的需要等特點。玻璃幕墻自1851年出現(xiàn)至今已有近一個半世紀(jì)的歷史。我國也在1985年建成了第一幢現(xiàn)代化玻璃幕墻高層建筑—北京長城飯店。自此玻璃幕墻很快得到了中國建筑界的青睞。
　　建筑玻璃幕墻在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，隨著現(xiàn)代玻璃制造工藝的不斷進步和建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得建筑在安全性、透明度、反射性、隔熱性和色彩多樣性等方面都有了巨大的改善。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國累計竣工的建筑幕墻面積約為1500萬m2。目前，玻璃幕墻還在以每年500萬m2，的速度增加。玻璃幕墻作為一項不斷完善的技術(shù)，擁有廣闊的發(fā)展前景。
　　現(xiàn)在建筑能耗已占我國能源消耗總量近1/4。建筑圍護結(jié)構(gòu)作為建筑物內(nèi)外可直接交互的物理界面，是影響室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和建筑能耗最主要的部分之一，據(jù)統(tǒng)計幕墻等圍護結(jié)構(gòu)的由于熱傳導(dǎo)、熱輻射及對流造成的能耗在建筑總能耗中所占的比例約為72%由此用于加熱或冷卻所消耗的電力能源也不斷增加，這與我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略是相悖的。所以幕墻節(jié)能成為建筑節(jié)能十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。
　　以節(jié)能50%為目標(biāo)的《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189.2005)已于2005年開始施行，為了降低空調(diào)和采暖能耗，《標(biāo)準(zhǔn)》對建筑物的體形系數(shù)、窗墻比以及圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能規(guī)定了具體指標(biāo)。由此，建筑幕墻的熱工性能的檢測與評估就為重要。因為它直接反映出幕墻是否達到設(shè)計要求的�；旃�(jié)能效果。
　　2007年10月1日，GE350411－7.007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的正式實施，全國建筑節(jié)能工作發(fā)展的一個實質(zhì)性的執(zhí)行階段，作為建筑節(jié)能關(guān)鍵之一的建筑外窗及幕墻工程，其工程檢測所起的作用將十分重要。
　　試驗是研究幕墻性能的重耍手段。建筑幕墻的熱循環(huán)試驗是幕墻及幕墻熱工性能試驗的重要組成部分�！�

　　2.建筑幕墻熱循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)　

　　國外很早就氣候條件對建筑幕墻的影響關(guān)注并研究了，并制訂了嚴(yán)格的試驗測試的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。建筑幕墻熱循環(huán)試驗通過模擬室內(nèi)溫度、濕度環(huán)境和室外氣候的高溫、低溫交變境及太陽輻射，在短時間內(nèi)模擬實際使用中，一年中天氣冷熱變化及太陽輻射對建筑幕墻的影響。檢測幕墻經(jīng)過膨脹和收縮，是否產(chǎn)生應(yīng)力形變、連接件的扭曲、密封件的損壞或者其他的有害結(jié)果及試件是否產(chǎn)生永久性破壞。熱循環(huán)試驗完成后，還要再次進行幕墻的氣密、水密等性能的測試試驗，將熱循環(huán)前后的試驗結(jié)果進行比對，判斷溫度荷載作用后，幕墻的耐候性能的變化。
　　目前，幕墻工程檢測中，實驗室檢測主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有國標(biāo)、歐標(biāo)、美標(biāo)。在國外標(biāo)準(zhǔn)中，幕墻實驗室測試作為一個系統(tǒng)性試驗程序，熱循環(huán)為其中的重要的一項。其中含有熱循環(huán)檢測項目的分別是AAMA(American Architectural Manufacturers Association)501.5－98外墻熱循環(huán)試驗方法(Test Method for Thermal Cycling of Exterior Walls)和歐洲CWCT(Center for window and cladding technology)建筑維護系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)第18項熱循環(huán)體系標(biāo)準(zhǔn)(Standard test methods for huilding envelops section 18 Standard thermal cycling regime)。
　　美國建筑制造商協(xié)會American Architec權(quán)rral Manufacturers Association(AAMA)制訂的幕墻熱循環(huán)試驗標(biāo)準(zhǔn)比較早，被采用的范圍廣;而英國窗戶和幕墻技術(shù)中心Center for window and cladding technology(CWCT}制訂的熱循環(huán)試驗標(biāo)準(zhǔn)考慮得非常全面，更加真實地模擬了自然氣候?qū)δ粔Φ淖饔谩?
　　2.1試驗的過程。
　　2.1.1 AAMA501.5--98標(biāo)準(zhǔn)試驗過程:
　　需至少3次冷熱循環(huán)，每次8小時并遵循如下要求:在1小時內(nèi)將外部溫度升高至室外最高溫度，并保持2小時。
　　在至少1小時內(nèi)將外部溫度調(diào)至24℃或75℃
　　在下1個小時內(nèi)降低外部溫度至最低計算室外溫度，并保持2小時。
　　在至少1小時內(nèi)將外部溫度調(diào)至24℃或75℃
　　溫度控制曲線圖見圖1。
　　2.1.2 CWCT Part 8:2005 section
　　18標(biāo)準(zhǔn)試驗過程:
　　準(zhǔn)備階段
　　除特殊規(guī)定外，樣品內(nèi)表面附近空氣的溫度應(yīng)根據(jù)“建筑圍護系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)”5.3.2節(jié)標(biāo)準(zhǔn)條件確定，溫度的精度為士2 oC，相對濕度的精度為正負(fù)5%樣品外表面附近空氣的溫度可與周圍環(huán)境溫度相同，或控制在10℃至25℃，并保持這種狀態(tài)一小時或以上。
　　第一階段:冷卻
　　不對樣品使用輻射能量，把樣品外表面附近的空氣冷卻到Tmin+0/-5℃之間�？諝饫鋮s應(yīng)以穩(wěn)定的速度持續(xù)30分鐘或以上。外表面溫度應(yīng)穩(wěn)定在Tmin+0/-5℃直至樣品內(nèi)表面溫度變化在15分鐘內(nèi)不超過2℃。
　　第二階段:加熱
　　不對樣品使用輻射能量，使樣品外表面溫度恢復(fù)至10℃一25℃之間的適宜溫度�？梢愿鶕�(jù)要求循環(huán)空氣，達到要求的溫度時應(yīng)保持穩(wěn)定30分鐘或以上。
　　第三階段:加熱
　　首先開啟紅外燈。調(diào)節(jié)樣品外表面附近空氣溫度不超過Tmax+5-0℃。
　　紅外燈開啟一小時或以上，直至樣品內(nèi)側(cè)溫度變化在15分鐘內(nèi)不超過2℃。
　　第四階段:從加熱中恢復(fù)
　　關(guān)閉紅外燈，使樣品外層表面溫度恢復(fù)至10℃-25℃之間。
　　可以根據(jù)要求進行空氣循環(huán)，達到要求的溫度時應(yīng)保持穩(wěn)定30分鐘或以上。
　　　一至四階段構(gòu)成一次溫度循環(huán)，三次溫度循環(huán)構(gòu)成一次完整的熱量循環(huán)過程。溫度控制曲線如下圖

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