对幕墙检测装置中空气流量测量系统、淋水系统校验的优化尝试

对幕墙检测装置中空气流量测量系统、淋水系统校验的优化尝试

张来,黄哲超

（广西创新建筑工程质量检测咨询有限公司  建材室）

摘要：于2020年11月01日起实施的GB/T 15227-2019《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》中新增了气密性能检测空气流量测量系统校验方法、水密性能检测淋水系统校验方法，工程检测人员根据标准及检测中的实际经验，对校验过程中遇到的具体问题进行了尝试性的优化，如空气流量测量系统校验中对密封材料、方式的优化，以及淋水系统校验中对喷淋头水雾覆盖范围的优化等，从而为提升校验准确性提供一定的参考。

关键词：幕墙；试验装置；水密性；气密性；校验；优化

0  引言

在幕墙检测过程中，气密性试验的空气流量测量系统、水密性试验的淋水系统的准确性是关键的控制点之一，如果实际的空气流量、淋水量与系统的数据之间存在较大偏差，那么报告的结果就会不准确，轻则影响建筑物的节能效果，重则可能导致事故的发生。由此就要求我们必须对系统测得的空气流量、淋水量数据进行核验，GB/T 15227-2019《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》中即新增了校验的方法，在实际校验应用中，我们发现检验结果与使用不同的密封材料、密封手段、喷淋覆盖的面积比例等方面因素关系密切，下面将对这几方面因素进行探讨，得出有效优化校验效果的方法。

1  空气流量测量系统校验的实际操作与优化尝试

1.1  空气流量测量系统校验原理：

采用固定规格的标准试件安装在压力箱开口部位，利用空气流量测量系统测量不同开孔数量的空气流量，对不同开孔数量的测量结果进行分析。

1.2  标准试件：

标准试件采用厚度为3.0mm±0.3mm，规格为500mm×500mm的不锈钢板，见图1。不锈钢板表面加工应平整，不能有划痕及毛刺等。透气孔中心与标准试件边部、透气孔中心之间的间距为100mm±1mm。透气孔直径为20mm±0.02mm，均布排列，透气孔内应清洁。

1.3  安装框技术要求：

安装框应采用不透气的材料，本身具有足够刚度。

安装框四周与压力箱相交部分应平整，以保证接缝的高度气密性。

安装框上标准试件的镶嵌口应平整，标准试件采用机械连接后用密封胶密封。

图1：标准试件

1.4  校验条件：

校验应在实验室内进行，实验室环境温度应为20℃±5℃，校验前仪器通电预热时间不应少于1h。

空气流量测量系统所用差压计、流量计应在正常检定周期内。

1.5  校验方法：

将全部开孔用胶带密封，按气密性能检测要求顺序加压，记录相应压力下的风速值并换算为标准状态下的空气渗透量值作为附加空气渗透量。

依次打开密封胶带，按照1、2、4、8、16孔的顺序，分别按气密性能检测要求顺序加压，记录相应压力下的风速值并换算为标准状态下的总空气渗透量值。

重复上述步骤2次，得到3次校准结果。

1.6  结果处理：

按式（1）、式（2）换算为标准空气渗透量，然后按式（3）计算各开孔下的标准空气渗透量。3次测值取算术平均值。正负压分别计算。

以检测装置第一次的校验记录为初始值。分别计算不同开孔数量时的空气流量差值。当误差超过5%时应进行修正。

……………………（1）

……………………（2）

……………………（3）

式中：

——附加空气渗透量值，m3/h

——总空气渗透量值，m3/h

——标准状态下的附加空气渗透量值，m3/h

——标准状态下的总空气渗透量值，m3/h

——附加空气渗透量值，m3/h

——检测时的试验室气压值，kPa

——检测时的试验室空气温度值，K

1.7  通过对标准中的校验方法的解读以及校验实践中发现，标准试件框的密封方法、选用的密封材料对于试验的结果会有很大的影响。我们分别尝试了使用不同的密封材料以及不同的密封形式，对密封的效果进行改良，结果如下：

小结：

从数据上可以看出，采用聚氨酯发泡胶密封的形式，其密封效果无法保证，超出了标准允许的范围；采用硅酮密封胶+透明胶带密封的形式，其密封胶固化时间比仅采用硅酮密封胶大幅度延长*1，反而耽误了校验的进度，与预期效果背道而驰；采用高强胶粘剂成本较高、且后期清理难度较大；采用密封胶圈的形式，由于厂家并无针对此项校验仪器专门生产对应规格的产品，当前亦不可行；当前较为合适的密封形式为机械连接后以硅酮密封胶密封。硅酮密封胶封闭处理后的标准试件，其1、2、4、8、16孔空气渗透量与检测装置第一次校验初始值相差均不超过5%。

*1  查阅资料，获知温度、湿度对硅酮密封胶的固化时间影响较大，透明胶带封闭了外界水分与硅酮密封胶的接触，反而大幅度延长了固化时长。

2  淋水系统校验的实际操作与优化尝试

2.1  原理：

采用固定规格的集水箱安装在压力箱开口不同部位，收集淋水系统的喷水量，校准不同区域的淋水量及均匀性。

2.2  集水箱：

如图2所示。集水箱应只接收喷到样品表面的水而将试件上部流下的水排除。集水箱应为边长为610mm的正方形，内部分成四个边长为305mm的正方形。每个区域设置导向排水管，将收集到的水排人可以测量体积的容器。

2.3  方法：

集水箱的开口面放置于试件外表面所处位置±50mm范围内，平行于喷淋系统。用边长为760mm的方形盖子盖在集水箱开口部位，开启喷淋系统，按照压力箱全部开口范围设定总流量为3 L/(m2·min)，流入每个区域（含4个分区）的水分开收集。4个喷淋区域总淋水量最少为1.12 L/min，对任一个分区，淋水量应在0.22 L/min～0.56 L/min范围内。

喷淋系统应在压力箱开口部位的高度方向上的顶部、中部、底部都进行校验。

不符合要求时应对喷淋装置讲行调整后再次进行校验。

图2：集水箱

根据GB/T 15227-2019《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》第6.2.5条“有措施保证喷水量的均匀性”，在校验过程中检测人员必须对喷淋水雾的覆盖范围进行调整，保证覆盖的均匀性。最理想条件应该是具备无限多个喷淋头，能覆盖试件（或集水箱）全部面积且不产生重叠范围。当无法满足最理想条件时，以实际工程方法能解决为准。

当前市面上的喷淋头有可调节散射角型、不可调节散射角型两种，两种喷淋水雾的覆盖形状均为圆形，水雾覆盖范围是方形的喷淋头市面未见销售。

对于不可调节散射角型喷淋头：

以不可调节散射角型为例，喷淋水雾覆盖范围由喷淋头与幕墙试件（或集水箱）的距离确定，当喷淋头距离幕墙较近时，水雾覆盖范围较小，有部分区域未覆盖；当喷淋头距离幕墙较远时，水雾覆盖范围较大，有部分覆盖区域重叠。

图3：喷淋头覆盖半径调整示意图

假设喷淋头之间的最小间距（即纵向或横向距离）为L，每个喷淋头水雾覆盖半径为R，则：

图4：喷淋头覆盖半径（未覆盖为无色，覆盖为红色，重叠覆盖为深色）

情况1：以喷淋头之间最短距离的一半（或一半以下）作为水雾覆盖半径，则喷淋覆盖面积为：

……………………（4）

未覆盖面积为：

……………………（5）

当时，具有最小未覆盖面积，或最大覆盖面积。

情况2：以喷淋头之间最长距离的一半（即对角线距离）作为水雾覆盖半径，则喷淋覆盖面积为:

……………………（6）

重叠覆盖面积为:

……………………（7）

对于可调节散射角型喷淋头：

我们采用的方法是固定距离、调整喷淋散射角，令喷淋的范围能够尽可能的大且均匀，并且重叠区域较小。这一类喷淋头的水雾在散射角较大时会出现喷淋头中心无水雾喷出的现象，覆盖范围为环形，见图：

图5：可调节散射角型喷淋头覆盖半径图（未覆盖为无色，覆盖为红色）

此类喷淋头覆盖范围均匀性一般以调整散射角后多次校验数据进行评判，与设定总流量最接近的一组，其喷淋头距离试件（集水箱）的距离、散射角记录后作为后续参考。

鉴于淋水时由于水压较高的缘故，水流速度较快，且喷淋距离较短，因此在实际校验中不考虑重力加速度对水雾覆盖范围的影响。

标准中规定，总流量设定为3 L/(m2·min)，对工程所在地为热带风暴和台风地区的检测的校验均按此流量进行。稳定加压法、波动加压法的加压方式不影响淋水量的稳定度，因此不针对不同降雨情况进行喷淋模拟，仅进行稳定淋水。

小结

喷淋水的均匀性可采取水雾少重叠且能覆盖尽量多的面积来进行评判。对于可调整喷淋散射角的喷头而言，最佳覆盖距离应以实际调整后最接近设定淋水量的距离、散射角为准。

3  结语

通过对气密性能检测空气流量测量系统校验方法、水密性能检测淋水系统校验方法的实际应用，总结了部分经验。当然，本文只是做了一些实际应用的总结，最终校验的精确度、效果等需要检测人员具体完善。上文只是对工作中的一些总结，也许存在不够全面和不到位的地方，希望对幕墙检测的操作指导有所帮助。

参考文献：

[1]  GB/T 15227-2019《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》

[2]  孙晋，李俊华，常永奇，建筑幕墙物理性能国标和美标检测对比分析[M]

[3]  孙晋，常永奇，建筑幕墙气密性能检测结果不确定度分析[M]

[4]  黄欢迎，向晖，建筑幕墙水密性能设计与检测研究[M]

[5]  冼丽屏，硅酮胶表干时间的影响因素探讨[M]

[6]  华西林，建筑用硅酮密封胶特点及应用注意问题[M]

2021年10月25日第1版

2021年10月29日第2版

2021年10月30日第3版

作者简介：

张来（1979-），男，汉族，广西南宁人，本科，工程师，在广西创新建筑工程质量检测咨询有限公司从事建材检测技术与管理工作。

黄哲超（1993-），男，壮族，广西南宁人，专科，助理工程师，在广西创新建筑工程质量检测咨询有限公司从事建材检测技术与管理工作。