风压检测系统

1检测依据

抗风性能检测是对建筑金属围护系统整体结构性能的评估，与建筑寿命直接相关。现阶段常用的抗风性能检测方法分别为FM4471《1级平板屋面认证标准》，采用的是实验室气囊法，通过静态阶梯加压方式，不断加压直至试件出现破坏；ASTM E1592《薄板金属屋面和外墙系统在均匀静态气压差作用下的结构性能检测方法》，采用的是实验室静压箱法，通过静态加压泄压方式，不断加压直至试件出现破坏；CSAA123.21《动态风荷载作用下卷材屋面系统抗风掀承载力的标准检测方法》，采用的是实验室静压箱法，通过动态循环加压方式，直至试件出现破坏。三个标准的检测侧重点不同，但目的均为验证系统的抗风性能。

2检测装置

检测装置应可进行静态风荷载和动态风荷载两种检测方式，一般采用 实验室静压箱进行，主要由压力箱体、风机管道、离心式风机及控制设备四部份组成。压力箱体采用钢结构构件制作，分上下两个独立单元，测试试件安装在上下箱体之间，并有相应的密封构造对其密封。

上、下箱体分别由独立的风源产生机构在各自的箱体内产生相应的风力模拟。其中，上部箱体可以根据试验要求在其内部产生具一定频率的脉冲风吸力或风压力；下部箱体可根据实验要求产生一定均匀的风吸力或风压力。

3检测对象

抗风揭检测主要针对建筑围护系统，包括金属围护系统、金属屋面、卷材屋面系统等。

检测试件应是完整的系统，并*按照设计和施工图纸要求进行制作和安装（包括试件的材质、尺寸、板型及安装、锚固件及固定方式等）。不得加设任何多余的零配件或采用特殊的组装工艺或改善措施；工程检测试件的各个组成构件应根据实际工程状况选用和安装，试件的受力状况应尽可能和实际相符，不允许试件安装和固定出现变形。另外，检测试件应满足：

检测试件应至少包括屋面板、支架、檩条和紧固件，试件的各个组成构件应根据实际工程状况选用和安装，试件的宽度B（与平台的宽度相同）应大于3倍板型有效宽度，檩距应与实际工程一致；

试件应根据制造商的要求和实际工程状况来固定，系统安装后应根据测试要求固定在测试平台上；

检测前，应将安装好的试件通过周边的夹具夹紧，保证检测装置的气密性。

4检测程序

静态风荷载检测

静态风荷载检测是通过实验室模拟均分风荷载，单向（正压或负压）不断进行加载，直至试件出现破坏而得出系统的抗风承载力。常用的静态风荷加载有柱状加载、阶梯式加载方式。

柱状加载方式：

设定加载分级压力值；

由参考零位开始均匀加载至各级荷载分级，荷载加载速度应≥100Pa/s；

当荷载加载至分级压力值后，压力保持时间应不小于1分钟（60s），然后卸载至参考零位，卸载速度应≥60pa/s；

荷载达到参考零位后，至下一级荷载加载之间的间隔时间，应不少于1分钟（60s）；

在加载间隔时间，应通过观测窗或箱体内部摄像设备观测试件的状态，检查试件是否有破损或功能性损坏；

重复上述步骤2-5，对试件分级施加风荷载，记录及观察试件，若在该加载过程中，试件出现破损或功能性破坏的情况，试验相应停止，并记录当时的荷载分级及荷载值。

阶梯式加载方式：

在进行风荷载检测前，先对试件施加一个预检压力，检查试件的密封能力；

待密封能力检查满足要求后压力回零，方可开始检测；

设定加载分级压力值，检测压力逐级增加，直至试件出现破坏。

动态风荷载检测

动态风荷载检测是通过实验室模拟实际风 [1]  的作用形式，对试件进行循环加载，验证系统的抗风性能。动态风荷载检测更为真实了模拟系统组成构件间在各种风力状态下的结构性能，通过对系统受损破坏情况的观察和分析，进一步确定系统组成构件的风致破坏机理，从而为构件的选型及材料的性能分析提供可靠的试验数据。

动态风荷加载方式：

1. 根据检测委托方提供的设计风荷载值，设定检测风荷值Pte；

2. 动态风荷加载参照动态风荷加载示意图，从阶段A开始，按顺序完成各个阶段的检测；

3.第2组检测程序，有4段（编号5-8）载入过程，按图第2组所示的压力分级及风循环次数实施风荷的载入；

4.1-8阶段载入程序完成，试验停止，检查试件及内部构件的状态；

5.检测过程，如试件出现破损或功能性破坏的情况，试验相应停止，记录循环次数、压力值和循环分级。

5知识科普

建筑围护系统的抗风性能检测方法是通过实验室模拟风荷载条件下对试件施加风荷载，对试验中压型金属板平面变形情况及连接固定等系统整体进行评估。

在自然环境中风的特性是无形的，故检测也应模拟出均布风压的环境，

而并非是传统的单点加压的方式。传统的检测经历了沙袋、水袋、气囊、磁吸等加载方式，但均无法模拟均布风压的效果。为了模拟真实的自然风压作用下建筑围护系统的抗风性能，检测应采用风箱模拟风压检测方法。当台风来临时，建筑围护系统外部的空气流速很大，而内部空气是接近静止的。根据伯努利效应，当建筑围护系统处于台风环境时，其内部气压要外部气压大，从而产生一种由内向外的压力作用于建筑围护系统，这就是负压的模拟原理。建筑围护系统内的各元件对其抗风承载力都有一定影响，建筑围护系统内的任一元件破坏都影响整体系统的抗风性能。

实际风环境条件十分复杂，为了更为真实的验证建筑围护系统的抗风性能，检测应以动态风荷加载法与静态风荷加载法相结合进行   。

动态风荷载检测   是以模拟实际风循环的作用形式，试件在高频低压下的疲劳破坏。通过大量的研究工作，动态风荷载检测应以8~10秒为一个周期，进行不少于5000次的循环加载。

通常所说的风压指的是经概率统计所得出的50年一遇的最大值，其采用的是每小时平均风速或者10min平均风速作为计算依据，然而这并不能很好的验算建筑围护系统在遭受强风、台风等条件下的实际状态。长期的实践研究表明，强风、台风等条件下，一次阵风所持续的时间是2~3s，一次波动时间约为8~10秒。因此，8~10s的波动周期更真实的模拟了实际的风荷环境。

一个真正的台风持续时间为13~14个小时，约50000秒，一次波动时间为10秒，波动风荷载检测的基础数值5000次仅为一个台风周期的模拟。

静态风荷载检测  是通过风荷加载直至试件破坏，为高压力状态下的承载力破坏。对通过动态风荷载检测的建筑金属围护系统试件进行极限风荷加载，能为建筑金属围护系统提供更可靠的抗风性能数据，也对建筑金属围护系统的安全性提供保障。