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浅析建筑幕墙热循环测试
来源:09年会论文集 作者:寇玉德 徐勤 日期:2009-4-15 页面功能 【字体:
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摘要:本文介绍了热循环试验的试验条件和要求,简要介绍了试验的情况,及试验的评价和试验的意义。
关键词:建筑幕墙;性能检侧;热循环试验:试验评价
1.引言
建筑幕墙,作为一种新型的建筑形式,将建筑美学、建筑功能和建筑结构等多种因素有机地统一起来,能够满足建筑物防雨、抗风、采光、隔热、保温、隔声的功能要求,且具有现代感、自重轻、施工简便、工期较短、维护方便、能适应旧建筑物立面更新的需要等特点。
玻璃幕墙
自1851年出现至今已有近一个半世纪的历史。我国也在1985年建成了第一幢现代化玻璃幕墙高层建筑—北京长城饭店。自此玻璃幕墙很快得到了中国建筑界的青睐。
建筑玻璃幕墙在现代建筑中的应用越来越广泛,随着现代玻璃制造工艺的不断进步和建筑科学技术的发展,使得建筑在安全性、透明度、反射性、隔热性和色彩多样性等方面都有了巨大的改善。据不完全统计,全国累计竣工的建筑幕墙面积约为1500万m
2
。目前,玻璃幕墙还在以每年500万m
2
,的速度增加。玻璃幕墙作为一项不断完善的技术,拥有广阔的发展前景。
现在建筑能耗已占我国能源消耗总量近1/4。建筑围护结构作为建筑物内外可直接交互的物理界面,是影响室内热环境质量和建筑能耗最主要的部分之一,据统计幕墙等围护结构的由于热传导、热辐射及对流造成的能耗在建筑总能耗中所占的比例约为72%由此用于加热或冷却所消耗的电力能源也不断增加,这与我国的能源发展战略是相悖的。所以幕墙节能成为
建筑节能
十分关键的一个环节。
以节能50%为目标的《公共建筑节能设计标准》(GB 50189.2005)已于2005年开始施行,为了降低空调和采暖能耗,《标准》对建筑物的体形系数、窗墙比以及围护结构的热工性能规定了具体指标。由此,建筑幕墙的热工性能的检测与评估就为重要。因为它直接反映出幕墙是否达到设计要求的保混节能效果。
2007年10月1日,GE350411-7.007《建筑节能工程施工质量验收规范》的正式实施,全国建筑节能工作发展的一个实质性的执行阶段,作为建筑节能关键之一的
建筑外窗
及幕墙工程,其工程检测所起的作用将十分重要。
试验是研究幕墙性能的重耍手段。建筑幕墙的热循环试验是幕墙及幕墙热工性能试验的重要组成部分。
2.建筑幕墙热循环标准
国外很早就气候条件对建筑幕墙的影响关注并研究了,并制订了严格的试验测试的技术标准。建筑幕墙热循环试验通过模拟室内温度、湿度环境和室外气候的高温、低温交变境及太阳辐射,在短时间内模拟实际使用中,一年中天气冷热变化及太阳辐射对建筑幕墙的影响。检测幕墙经过膨胀和收缩,是否产生应力形变、连接件的扭曲、密封件的损坏或者其他的有害结果及试件是否产生永久性破坏。热循环试验完成后,还要再次进行幕墙的气密、水密等性能的测试试验,将热循环前后的试验结果进行比对,判断温度荷载作用后,幕墙的耐候性能的变化。
目前,幕墙工程检测中,实验室检测主要依据的标准有国标、欧标、美标。在国外标准中,幕墙实验室测试作为一个系统性试验程序,热循环为其中的重要的一项。其中含有热循环检测项目的分别是AAMA(American Architectural Manufacturers Association)501.5-98外墙热循环试验方法(Test Method for Thermal Cycling of Exterior Walls)和欧洲CWCT(Center for window and cladding technology)建筑维护系统的标准第18项热循环体系标准(Standard test methods for huilding envelops section 18 Standard thermal cycling regime)。
美国建筑制造商协会American Architec权rral Manufacturers Association(AAMA)制订的幕墙热循环试验标准比较早,被采用的范围广;而英国窗户和
幕墙技术
中心Center for window and cladding technology(CWCT}制订的热循环试验标准考虑得非常全面,更加真实地模拟了自然气候对幕墙的作用。
2.1试验的过程。
2.1.1 AAMA501.5--98标准试验过程:
需至少3次冷热循环,每次8小时并遵循如下要求:在1小时内将外部温度升高至室外最高温度,并保持2小时。
在至少1小时内将外部温度调至24℃或75℃
在下1个小时内降低外部温度至最低计算室外温度,并保持2小时。
在至少1小时内将外部温度调至24℃或75℃
温度控制曲线图见图1。
2.1.2 CWCT Part 8:2005 section
18标准试验过程:
准备阶段
除特殊规定外,样品内表面附近空气的温度应根据“建筑围护系统标准”5.3.2节标准条件确定,温度的精度为士2
o
C,相对湿度的精度为正负5%样品外表面附近空气的温度可与周围环境温度相同,或控制在10℃至25℃,并保持这种状态一小时或以上。
第一阶段:冷却
不对样品使用辐射能量,把样品外表面附近的空气冷却到Tmin+0/-5℃之间。空气冷却应以稳定的速度持续30分钟或以上。外表面温度应稳定在Tmin+0/-5℃直至样品内表面温度变化在15分钟内不超过2℃。
第二阶段:加热
不对样品使用辐射能量,使样品外表面温度恢复至10℃一25℃之间的适宜温度。可以根据要求循环空气,达到要求的温度时应保持稳定30分钟或以上。
第三阶段:加热
首先开启红外灯。调节样品外表面附近空气温度不超过Tmax+5-0℃。
红外灯开启一小时或以上,直至样品内侧温度变化在15分钟内不超过2℃。
第四阶段:从加热中恢复
关闭红外灯,使样品外层表面温度恢复至10℃-25℃之间。
可以根据要求进行空气循环,达到要求的温度时应保持稳定30分钟或以上。
一至四阶段构成一次温度循环,三次温度循环构成一次完整的热量循环过程。温度控制曲线如下图
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玻璃幕墙结露水的计算(一)
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