建筑幕墙门窗检测中心创新与规划

许文君 刘晓松

（广州建设工程质量安全检测中心有限公司，广东 广州 510440）

建筑幕墙是建筑业现代化的产物，运用越来越多，特别是在高层建筑中，以其较轻的材质、靓丽的外观受到建筑师们的青睐。但是，由于设计、施工等原因，幕墙与窗时常发生面板脱落、渗水，开启扇无法正常启闭等安全性和功能性问题。建筑幕墙与窗的质量安全可靠性关系到人们的生命财产安全，因此，建筑幕墙与窗的物理性能检测极为重要。针对不同型式的幕墙，从设计阶段开始，就需进行大量的、超大尺寸的、各种形式的试验验证，以确定安全合理的结构形式，将设计施工过程中可能出现的问题解决。

随着国内外各种新材料、新工艺的不断涌现，各类异形幕墙的使用越来越广泛，各种新型的支撑结构、外观式样层出不穷。那种仅在工程验收检测中选取小尺寸典型单元的常规做法不能完全反映幕墙结构体系安全使用的真实性，并有可能带来安全隐患。如广州保利琶洲项目、深圳春笋华润总部大厦、深圳前海颐大厦、中海油大厦、广州电视塔、中国烟草大厦、广东科学馆等外立面采用各种风格独特的幕墙装饰，安装前都进行过多个超大尺寸试件的检测。于是，国内各地检测机构也纷纷进行设备的升级改造，逐渐提高自身的检测能力，适应市场需求。

1 国内幕墙门窗检测机构的实验室概况

1.1 中国建筑科学研究院建筑幕墙门窗研究中心

2006年，完成了超常规建筑幕墙性能检测技术研究-大型建筑幕墙检测设备[1]。检测设备箱体为钢结构，整体结构尺寸为：宽度26 m、高度21.5 m、厚度3.2 m，前后两面可以同时安装多个幕墙，外侧可做转角幕墙，最大静压大于10 kPa，如图1所示。箱体钢结构主体选用规格为H型钢。主体每三米高度上搭建一层平台，设计有楼梯、护栏等配套设施。由于设备尺寸较大，为了方便安装，在加工厂预制出模块，现场用螺栓进行连接。

图1 超大型建筑幕墙气密水密抗风压及层间变位性能检测装置

其检测业务范围：

（1） 建筑幕墙性能检测。采用国家标准与国际标准进行抗风压性能、气密性能、水密性能、平面内变形性能、抗震性能、光学性能、保温性能、隔声性能、耐撞击及组装质量等试验。

（2） 建筑门窗性能检测。采用国家标准与国际标准进行各类型窗的全部性能检测。

（3） 门窗用型材、五金配件与建筑玻璃全部性能检测。

（4） 幕墙门窗工程检测检查。①新建、在建幕墙工程施工、安装、组装质量检查；②既有幕墙工程质量检查及安全性鉴定；③各种门窗、幕墙抗风压、气密、水密现场检测。

1.2 广东省建筑科学研究院建筑物理研究所

广东省建筑科学研究院建筑物理研究所占地30余亩，2010年完成了特大型多功能幕墙检测设备研究[2]。检测设备箱体为钢结构，整体结构尺寸为：宽度 （18+8） m、高度22 m，内外侧可以同时安装多个幕墙，外侧可做转角幕墙，可开展平面、异型超大型幕墙的国标、外标性能检测。

其检测业务范围：

（1） 建筑幕墙气密性能、水密性能、抗风压性能、层间变形性能、热循环、耐撞击性能等参数的国家标准与国际标准检测。

（2） 建筑门窗气密性能、水密性能、抗风压性能等参数的物理性能检测。

（3） 建筑屋面气密性能、水密性能、抗风压性能、平面内、外变形的物理性能检测。

（4） 建筑幕墙门窗用密封胶物理性能检测。

（5） 建筑玻璃检测，门窗五金配件检测。

（6） 幕墙用预埋件、后锚固件现场检测。

（7） 既有幕墙可靠性鉴定。

1.3 领锋建材检测有限公司的检测中心

领锋建材检测有限公司的检测中心为肇庆市大旺高新技术开发区，通过香港实验所认可计量 （HOKLAS） 认证。大型幕墙检测箱体为钢筋混凝土结构，于2011年建成，箱体的幕墙安装洞口宽度130.6 m （平面展开尺寸），高度30 m，最大静压大于15 kPa，顶部设置钢网架顶棚与3 t吊机设备，整体如图2所示。

图2 大型幕墙检测混凝土结构箱体

其检测业务范围：

建筑外墙系统：门窗系统，各种类型的幕墙系统、采光棚及天花、金属或石材外饰板、护栏性能测试、百叶窗性能检测；

耐火材料：防烟或防火钢、木门窗，防火闸门，防火幕墙或隔墙，防火吊顶天花，楼层隔断，通风管道和排烟管道，混凝土、钢结构立柱和横梁，防火涂料或防火泥，屋面覆盖物如太阳能板检测；

消防灭火系统：消防喷淋头，各类灭火器；

建筑材料：建筑密封胶性能测试，混凝土预埋锚件、预埋槽件和钢码强度测试，玻璃安全性能测试，金属材料强度性能检测，金属化学成分分析，金属表面涂层的耐候性能检测。

1.4 东莞兆闵幕墙实验室

实验室辖属于台资企业——兆闵科技实业股份有限公司，于2000年建成，占地面积约9亩，幕墙检测箱体为钢、混凝土混合结构，箱体的试件安装尺寸：宽度10 m，高度13 m，如图3所示。

图3 兆闵幕墙实验室图

其检测业务范围：各类建筑幕墙气密性能、水密性能、抗风压性能、层间变形性能、热循环、耐撞击性能等参数的国家标准与国际标准检测。

1.5 广州市建筑科学研究院有限公司幕墙门窗研究所

广州市幕墙门窗检测中心占地约5亩，2015年完成了特大型多功能幕墙检测设备研究。检测设备箱体为钢结构，整体结构尺寸为：宽度 （18+8） m、高度18 m。

幕墙检测设备的创新及优势在于：

（1） 将建筑幕墙及其他试件安装压力箱体一体化[7]，形成多功能压力箱装置，压力箱由完全密封且各自独立的分格组成，各分格可组合使用，实现了不同尺寸试件任意组合箱体，提高了压力箱的实用性，降低了安装试件的辅材消耗，缩短了安装时间。

（2） 多压力箱组合群的检测数据采集、自动控制集成系统[8]，实现了检测过程自动控制、数据自动采集。数据采集控制中心的检测数据直观显示，提高了检测精度，操作便捷，提高了检测效率。

（3） 形成检测数据无线采集与物联网监控平台、幕墙门窗物理性能检测综合系统无线智能检测仪[9]。位移、空气流量、风压值的无线传输，检测系统首次采用物联网技术，开发了主机、云平台、手机客户端三种登入查看方式，管理员、检测员、访客三级用户的使用权限差别化。

检测设备的局限性在于：

（1） 受设备所在场地限制，存在多个箱体施工作业相互干扰，工作面较小。

（2） 受当地规划影响，幕墙设备箱体的高度受限，提高到20 m较理想。

其检测业务范围：

（1） 建筑幕墙气密性能、水密性能、抗风压性能、层间变形性能、热循环、耐撞击性能等参数的国家标准与国际标准检测。

（2） 建筑门窗气密性能、水密性能、抗风压性能等参数的物理性能检测。

（3） 建筑屋面气密性能、水密性能、抗风压性能、平面内/外变形的物理性能检测。

（4） 建筑幕墙门窗用密封胶物理性能检测。（5） 建筑玻璃检测，门窗五金配件检测。

（6） 轨道交通站台屏蔽门的物理性能检测。（7） 既有幕墙可靠性鉴定。

1.6 其他单位幕墙实验室

（1） 上海市建筑科学研究院嘉定幕墙检测中心[3]，占地面积为3 204 m2。“L”形钢筋混凝土结构幕墙测试箱体位于钢结构厂房中央，共七层，总宽度为40.7 m，高度为16.9 m。

其设备利用工业以太网和ProfiBUS 现场总线传递所有传感器数据及设备控制信号，极大简化了布线工作，有效提高了各传感器信号的抗干扰性和对各底层设备控制的准确性。

（2） 湖北省建筑科学研究设计院汉南科研基地，超大幕墙检测设备[4]于2013年建成，完成了超大幕墙（ 宽12 m×高16 m） 检测试验。大型幕墙检测设备是华中地区最大最齐全的幕墙检测设备。

（3） 福建省建筑科学研究院的建筑环境设备与节能检测研究所[5-6]，于2012年建成超大型建筑幕墙物理性能检测装置，钢混结构，试件安装尺寸 （宽12 m×高18 m）。

设备方案经过比选，检测装置选址在交通方便的工业区内大型钢结构厂房的室内，淋水系统设置在箱体顶部，控制系统采用稳定性好、采样速度快、控制精确的PLC 控制器作为核心控制装置，配合变频器和智能高速数据采集卡组成控制模块。

2 幕墙门窗检测中心的检测范围与参数

本幕墙门窗检测中心拟发展为国内一流的实验室，应具备以下检测业务与能力。

（1） 建筑幕墙性能检测。①采用国家标准进行抗风压性能、气密性能、水密性能、平面内变形性能、抗震性能、光学性能、保温性能、隔声性能、耐撞击及组装质量等试验。②采用美国标准 （ASTM、AAMA）、国际标准 （ISO）、欧洲标准 （EN）、英国标准 （BS）、日本标准 （JIS）、澳大利亚标准 （AS）、新西兰标准 （NZS）、新加坡标准 （ICS） 进行的幕墙门窗性能试验。

（2） 建筑门窗性能检测。铝合金门窗、未增塑聚氯乙烯（PVC-U） 门窗、玻璃纤维增强塑料 （玻璃钢） 门窗、建筑木门窗、钢门窗的全部性能检测。

（3） 门窗用型材性能检测。铝合金建筑型材、门窗用未增塑聚氯乙烯 （PVC-U） 型材的全部性能试验。

（4） 门窗用五金配件性能检测。门窗执手、门窗合页、门窗传动锁闭器、门窗滑撑、门窗撑挡、门窗滑轮、单点锁闭器、多点锁闭器、门窗增强型钢、门窗固定片、地弹簧、闭门器、建筑门窗内平开下悬五金系统等全部性能检测。

（5） 建筑玻璃及其制品的性能检测。建筑平板玻璃、钢化和半钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃等全部性能检测。

（6） 幕墙门窗工程检测检查。①新建、在建幕墙工程施工、安装、组装质量检查；②既有幕墙工程质量检查及安全性鉴定；③各种门窗、幕墙抗风压、气密、水密现场检测。

（7） 城市轨道交通屏蔽门的检测。

（8） 耐火材料检测。防烟或防火钢/木门窗、防火闸门、防火幕墙或隔墙、防火吊顶天花、楼层隔断、通风管道和排烟管道、混凝土/钢结构立柱和横梁、防火涂料或防火泥、屋面覆盖物如太阳能板检测。

（9） 部分其他建筑材料检测。建筑密封胶性能测试，混凝土预埋锚件、预埋槽件和钢码强度测试，玻璃安全性能测试，金属材料强度性能检测，金属化学成分分析，金属表面涂层的耐候性能检测。

3 幕墙检测实验室规划

幕墙检测实验室占地面积约3 600 m2，检测箱体平面呈倒“凹”字形，试件安装最大高度25 m，涵盖宽度3.0 m至24 m试件，满足目前所有幕墙试件的安装检测需求，平面尺寸及功能划分如图4所示。

此设计示意图仅为幕墙检测设备所需的占地面积，若实验室扩展建筑材料、防火、构件等检测项目，需考虑另外位置建设检测大楼，与幕墙检测设备相隔一定距离，避开幕墙施工检测对其造成的噪声影响。

图4 拟建幕墙检测设备平面示意图

幕墙实验室同时具有多个试件同时安装的检测能力，可进行各类超大尺寸的试件检测。具备包括大型幕墙、金属屋面、采光顶、城市轨道交通站台屏蔽门、广告牌、门窗、栏杆、玻璃等建设产品的相关参数检测能力。

本项目为建筑类检测设备系统，检测收费可参照广东省建设工程质量安全检测和鉴定协会发文“粤建检协[2015]8号”的收费标准。

4 结语

文章阐述了国内各大幕墙检测机构的检测设备与业务范围，对国内幕墙实验室的检测能力有了总体的把握，为建设国内一流的幕墙实验室提供参考。总结了目前幕墙检测设备的优势与局限性，借鉴与提高，对拟建幕墙实验室进行规划，将幕墙实验室打造成国内领先水平，满足检测市场需求，创造巨大的经济效益。