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淺析建筑幕墻熱循環測試

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】【關閉】【評論】

摘要：本文介紹了熱循環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。
關鍵詞：建筑幕墻;性能檢側;熱循環試驗: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、建筑功能和建筑結構等多種因素有機地統一起來，能夠滿足建筑物防雨、抗風、采光、隔熱、保溫、隔聲的功能要求，且具有現代感、自重輕、施工簡便、工期較短、維護方便、能適應舊建筑物立面更新的需要等特點。玻璃幕墻自1851年出現至今已有近一個半世紀的歷史。我國也在1985年建成了第一幢現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。
　　建筑玻璃幕墻在現代建筑中的應用越來越廣泛，隨著現代玻璃制造工藝的不斷進步和建筑科學技術的發展，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。據不完全統計，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，擁有廣闊的發展前景。
　　現在建筑能耗已占我國能源消耗總量近1/4。建筑圍護結構作為建筑物內外可直接交互的物理界面，是影響室內熱環境質量和建筑能耗最主要的部分之一，據統計幕墻等圍護結構的由于熱傳導、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，這與我國的能源發展戰略是相悖的。所以幕墻節能成為建筑節能十分關鍵的一個環節。
　　以節能50%為目標的《公共建筑節能設計標準》(GB 50189.2005)已于2005年開始施行，為了降低空調和采暖能耗，《標準》對建筑物的體形系數、窗墻比以及圍護結構的熱工性能規定了具體指標。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計要求的保混節能效果。
　　2007年10月1日，GE350411－7.007《建筑節能工程施工質量驗收規范》的正式實施，全國建筑節能工作發展的一個實質性的執行階段，作為建筑節能關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.建筑幕墻熱循環標準　

　　國外很早就氣候條件對建筑幕墻的影響關注并研究了，并制訂了嚴格的試驗測試的技術標準。建筑幕墻熱循環試驗通過模擬室內溫度、濕度環境和室外氣候的高溫、低溫交變境及太陽輻射，在短時間內模擬實際使用中，一年中天氣冷熱變化及太陽輻射對建筑幕墻的影響。檢測幕墻經過膨脹和收縮，是否產生應力形變、連接件的扭曲、密封件的損壞或者其他的有害結果及試件是否產生永久性破壞。熱循環試驗完成后，還要再次進行幕墻的氣密、水密等性能的測試試驗，將熱循環前后的試驗結果進行比對，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的標準有國標、歐標、美標。在國外標準中，幕墻實驗室測試作為一個系統性試驗程序，熱循環為其中的重要的一項。其中含有熱循環檢測項目的分別是AAMA(American Architectural Manufacturers Association)501.5－98外墻熱循環試驗方法(Test Method for Thermal Cycling of Exterior Walls)和歐洲CWCT(Center for window and cladding technology)建筑維護系統的標準第18項熱循環體系標準(Standard test methods for huilding envelops section 18 Standard thermal cycling regime)。
　　美國建筑制造商協會American Architec權rral Manufacturers Association(AAMA)制訂的幕墻熱循環試驗標準比較早，被采用的范圍廣;而英國窗戶和幕墻技術中心Center for window and cladding technology(CWCT}制訂的熱循環試驗標準考慮得非常全面，更加真實地模擬了自然氣候對幕墻的作用。
　　2.1試驗的過程。
　　2.1.1 AAMA501.5--98標準試驗過程:
　　需至少3次冷熱循環，每次8小時并遵循如下要求:在1小時內將外部溫度升高至室外最高溫度，并保持2小時。
　　在至少1小時內將外部溫度調至24℃或75℃
　　在下1個小時內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小時內將外部溫度調至24℃或75℃
　　溫度控制曲線圖見圖1。
　　2.1.2 CWCT Part 8:2005 section
　　18標準試驗過程:
　　準備階段
　　除特殊規定外，樣品內表面附近空氣的溫度應根據“建筑圍護系統標準”5.3.2節標準條件確定，溫度的精度為士2 ^oC，相對濕度的精度為正負5%樣品外表面附近空氣的溫度可與周圍環境溫度相同，或控制在10℃至25℃，并保持這種狀態一小時或以上。
　　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。空氣冷卻應以穩定的速度持續30分鐘或以上。外表面溫度應穩定在Tmin+0/-5℃直至樣品內表面溫度變化在15分鐘內不超過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至10℃一25℃之間的適宜溫度。可以根據要求循環空氣，達到要求的溫度時應保持穩定30分鐘或以上。
　　第三階段:加熱
　　首先開啟紅外燈。調節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，直至樣品內側溫度變化在15分鐘內不超過2℃。
　　第四階段:從加熱中恢復
　　關閉紅外燈，使樣品外層表面溫度恢復至10℃-25℃之間。
　　可以根據要求進行空氣循環，達到要求的溫度時應保持穩定30分鐘或以上。
　　　一至四階段構成一次溫度循環，三次溫度循環構成一次完整的熱量循環過程。溫度控制曲線如下圖

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