浅析建筑幕墙热循环测试--技术文章--豪典设计室

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m²。目前，玻璃幕墙还在以每年500万m²，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 ^oC，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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