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江西建材质量控制与检测652023年7 月既有幕墙安全性鉴定方法探究袁 帅1,21 南昌市建筑科学研究所，江西 南昌 330096；2 南昌市建筑工程质量检测中心，江西 南昌 330096摘 要：近年来，随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多，建筑的幕墙安全问题也越来越引人关注。既有幕墙作为已经投入使用的建筑外立面，其安全性鉴定尤为重要。文中对既有幕墙安全性鉴定的研究现状进行了阐述，并提出了未来研究的具体方向。关键词：既有幕墙；安全性鉴定；无人机技术中图分类号：TU973文献标识码：B文章编号：1006-2890（2023）07-0065-03Exploration of Safety Appraisal Methods for Existing Curtain WallsYuan Shuai1,21.Nanchang Institute of Building Science,Nanchang,Jiangxi 330096;2.Nanchang Construction Engineering Quality Testing Center,Nanchang,Jiangxi 330096Abstract:In recent years,with the acceleration of urbanization,there are more and more high-rise buildings,and the security of its curtain wall is also attracting more and more attention.As the existing curtain wall has been put into use,its safety evaluation is particularly important.In this paper,the research status of existing curtain wall safety evaluation is described,and the specific direction of future research is proposed.Key words:Existing curtain walls;Safety appraisal;Drone technology0 引言随着城市建设的不断推进，高层建筑、大型城市综合体等大体量公共建筑数量不断增多，各类建筑幕墙也越来越多，我国的幕墙生产及使用量已居世界第一。近年来，频繁发生的幕墙板块碎裂、脱落等事故，对社会经济和人们生命财产安全造成了严重威胁。2006 年，建设部发布了 关于印发 的通知（建质 2006291 号），通知明确了需要进行安全性鉴定的情形1。此后，住建部及各级政府陆续多次发文，要求加强既有幕墙安全管理工作。例如，2021 年，发布了地方性法规 南昌市房屋使用安全管理条例等。本文对既有幕墙安全性鉴定技术进行了分类和总结，归纳了各种方法的优缺点，提出了未来研究的方向。其未来研究方向主要包括以下几个方面：（1）基于无人机技术的幕墙安全性鉴定方法，随着无人机技术的发展，利用无人机对既有幕墙进行检测已成为新趋势；（2）基于爬墙机器人技术的幕墙安全性鉴定方法，其在幕墙安全性鉴定中具有广泛应用前景；（3）基于大数据和人工智能技术的幕墙安全性鉴定方法，该方法可对幕墙进行更加精准的分析和判断。1 既有幕墙安全性鉴定的主要内容1.1 资料收集明确幕墙鉴定的原因和要求，选取不同的鉴定方向。收集幕墙竣工设计图纸、施工过程资料、质量保证资料、验收资料（尤其是隐蔽工程部位验收资料）和维护记录，着重收集查看维修和加固改造等资料。对于各类幕墙设计标准发布实施之前设计的建筑幕墙工程，在实际鉴定过程中，通常会存在缺少设计图纸等情况，在后期鉴定过程中，需要结合检测鉴定结果，尽量还原设计资料。1.2 现场调查按照收集的资料核对工程现场实际情况，对于维修或改造的部位，也应按对应资料进行核对。调查实际使用条件和环境，询问实际使用人员的意见，对已发现的问题进行记录。1.3 制定方案综合资料和现场调查结果，确定鉴定的目的、范围和具体内容，划分鉴定单元、子单元及基本鉴定单位，明确各结构和构造鉴定过程中的抽样比例和数量，制定详细的鉴定方案。1.4 实施检验、检测开展现场检验、检测活动，检查幕墙外观、结构体系、构件及各构造节点，对各类材料进行必要的现场检测或取样至试验室检测。1.5 结构受力复核对幕墙结构体系进行受力分析，必要时，考虑幕墙材料实际检测结果的影响2，验算结构体系的承载能力和挠度。1.6 评估定级全面分析调查、检验检测、结构验算的各项数据结果，逐级综合评定，确定结构最终的鉴定评级。2 既有幕墙安全性鉴定技术现状2.1 鉴定依据现状目前，既有建筑幕墙鉴定相关国家或行业标准尚未发布，仅有部分地区发布了相应地方标准。各地地方标准对鉴定内容的要求有所不同，而大部分地区尚未发布相应地方标准，这就作者简介：袁帅（1993-），男，江西九江人，本科，工程师，主要研究方向为建筑结构检测。江西建材质量控制与检测662023年7 月导致了目前既有幕墙鉴定活动标准化程度不高。现有的地方标准中，对安全性鉴定过程中涉及的材料检测也还不够明确。2.2 鉴定过程中检验、检测技术现状幕墙鉴定过程中，进行检验、检测活动时，通常先对幕墙结构整体进行外观的全数检查，然后依据鉴定方案进行现场或试验室材料检测，必要时，对幕墙气密性、水密性、抗风压等性能进行现场测试。对龙骨壁厚、膜厚、玻璃表面应力等检测项目，目前的检测方法较为成熟统一，本文仅对现存检测方式不统一的情况以及新检测技术进行讨论。2.2.1 外观检查外观检查时，需要对幕墙面板缺陷进行全面排查，如：玻璃脱落、破裂、划伤、发霉、膜面损伤等；石材风化侵蚀、表面防护处理失效、锈斑等；金属板腐蚀、表面处理层损伤、腐蚀、锈蚀、不平整等现象。检查时，通常需要采用吊篮、擦窗机或蜘蛛人等高处作业方式进行。高处作业均存在一定的安全风险且现场检查周期长，有些特殊造型部位无法涉足。外观检查时，通常采用无人机携带高清镜头对幕墙外立面进行拍摄，检查幕墙的外观质量，此方法极大程度地降低了人员高处作业带来的安全隐患，大幅缩短了现场检查时间，能全面查看整个建筑的外立面3。但无人机检查外观质量，只能涉及定性分析的缺陷，对于诸如划伤长度等需要进行定量分析的缺陷，仍需要检查人员通过高处作业的方式进行。2.2.2 玻璃检查各地区鉴定规程中，对于玻璃的检查项目较为一致，但均未涉及玻璃安全隐患的痛点，如钢化玻璃自爆风险、中空玻璃密封失效导致外片脱落等情况。钢化玻璃自爆问题一直是既有幕墙主要安全隐患之一，如何确定其自爆风险也是从业人员研究的主要方向之一。GB/T 300202013玻璃缺陷检测方法光弹扫描法提出了通过光弹扫描仪扫描玻璃内部应力集中所引起的光斑突变，从而确定钢化玻璃自爆风险的方法4。该方法较为依赖光源和设备透射/反射光接收效果，因此，对镀膜后的玻璃以及夹层玻璃的检测准确性较难保障。另外，该方法缺少评估自爆风险等级的依据，缺陷检测后，因缺陷玻璃数量较多，很难进行安全防护处理，如果全部更换，则成本过大、实施较难。同时，对高层建筑幕墙要进行该项检测时也将涉及人员高处作业安全风险问题。中空玻璃密封失效导致外片脱落的检测方法，GB/T 377842019中空玻璃结构安全隐患现场检测方法也较早发布，但是该项检测目前也未纳入各地幕墙鉴定技术标准。该方法在中空玻璃一侧施加固定载荷，测量中空玻璃受力后承载面几何中心处间隔层厚度的变化值判断是否发生密封失效5。2.2.3 硅酮结构胶性能检测现行的硅酮结构胶性能检测方法较多，主要有现场拉拔法、重新黏结法以及多吸盘法检测面板整体黏结性能。现场拉拔法需要现场将玻璃副框组件进行拆卸，切割副框及结构胶后，进行拉拔试验。该方法结果可靠性较高，但是会对组件造成破坏，试验完成后，需要进行补强处理，现场操作较为复杂。重新黏结法主要是将结构胶切割下来，带回试验室用更高强度的胶将其与玻璃基材进行黏结，养护完成后，测试结构胶的力学性能。该方法取样后，需要进行补强处理，其缺点主要在于无法现场检测，试验周期较长，需带回试验室重新制样养护。多吸盘法适用于现场无损检测，该方法只需破坏被测板块与相邻板块之间的硅酮耐候密封胶，通过吸盘、反力装置对玻璃施加荷载，测量结构胶的力学性能。对比而言，多吸盘法对幕墙结构破坏程度较轻，但由于检测需要在室外进行高处作业，便捷性和安全性问题较难保障。3 鉴定技术未来研究方向3.1 基于无人机技术的鉴定方式近年来，无人机行业发展迅速，无人机技术在建筑行业的应用也越来越广泛，尤其在幕墙鉴定领域，越来越多鉴定机构使用无人机拍摄的方式进行幕墙外观检查。该方式极大程度避免了检查人员现场高处作业所带来的安全风险，但所拍摄的大量照片还是需要人工检查外观缺陷。基于实际使用需求，本文提出以下几个无人机技术在既有幕墙安全性鉴定中应用的研究方向。3.1.1 无人机携带光学测距装置在幕墙鉴定活动中，除肉眼可见的颜色、锈蚀等定性类缺陷外，还有一些诸如划伤等需要进行定量检测的缺陷。在无人机上加载相应光学测距模块，可以避免外观检查中高处作业的必要性，在识别到缺陷后，可直接使用无人机及相应模块测量缺陷尺寸，不再需要人工高处作业复查。3.1.2 无人机携带红外热成像装置红外热成像装置可以扫描到幕墙的热工缺陷，在发生渗漏时，红外热成像技术也是查找渗漏源、渗漏路径的便捷技术之一。传统红外热成像仪受拍摄距离、角度等限制，在现场可能无法找到合适的拍摄位置。使用无人机携带红外热成像装置，可以为红外检测提供最佳拍摄角度，既可以评估既有幕墙热工缺陷，又可以检测渗漏区域，为既有幕墙的维护保养工作提供技术保障。3.1.3 无人机拍摄还原建筑模型由于幕墙板块数量较多，在鉴定及维护保养活动中，通常很难直接使用轴线对特定板块进行定位描述，通过无人机拍摄建筑照片后，利用计算机软件对幕墙结构进行还原建模，可以有效提高效率，对于幕墙的维护保养也可提供准确可靠的记录方式。3.2 基于爬墙机器人技术的鉴定方式无人机技术可以在既有幕墙维护保养和安全性鉴定的外观检查中发挥作用，但还有部分检测技术很难通过无人机负载的方式进行检测。爬墙机器人则可以完成无人机技术无法进行的检测。其中，爬墙机器人携带光弹扫描仪进行钢化玻璃自爆风险检测的相关技术已经在实际工程中得到了应用。3.2.1 爬墙机器人携带玻璃测量装置在既有玻璃幕墙鉴定过程中，除了外观等检查项目外，还需要进行必要的如厚度、表面应力等检测项目。机器人与光弹扫描仪的结合就是一个成功的案例，目前尚未研发出与鉴定结合度较深的机器人，而机器人与玻璃测量装置相结合，实现机器人携带设备自动进行检测必然会大大提高鉴定工作的便捷性。3.2.2 爬墙机器人在不同类型面板幕墙中的应用幕墙面板材料种类繁多，而爬墙机器人的运行方式受材料表面影响较大。最常用的真空吸附式机器人，对材料表面平整度要求较高，一旦表面出现裂缝或凹凸不平，吸盘容易漏气，从而导致坠落。同时，不同类型面板的建筑幕墙，其检查内容也相差较大。因此，通用性较高、检查检测集成度高的爬墙机器人必然是一个重要的研究方向。3.3 基于大数据和人工智能技术的鉴定方式（下转第69 页）江西建材质量控制与检测692023年7 月相比钻芯法检测，磁测井法属于间接性检测技术手段，为了验证其准确性，对 YQ-08#地下连续墙进行了钻芯法试验。本次芯样钻取采用 XY-2B型液压钻机，配单动双管钻具，钻头采用粒度、浓度、胎体硬度符合相应混凝土设计强度要求的金刚石钻头，外口径 110 mm。钻芯孔口标高为6.09 m，孔口标高下034.42 m为墙体混凝土芯样，34.4238.50 m为墙端持力层黏土（淤积）芯样，如图5 所示。通过对比，磁测井法推算出的地下连续墙长度34.57 m，与钻芯法实测的墙体芯样长度34.42 m，相差0.15 m，其准确性能够满足工程检测需要。图5 YQ-08#地下连续墙芯样照片3.5 不同钢筋笼长度检测方法的区别目前，用于检测钢筋笼长度的方法主要有磁测井法、电测井充电法、THz-TDS成像技术、低应变反射波法、电极法等。其中，电测井充电法5需对钢筋笼进行充电，通过钢筋笼内（或附近）钻芯孔，测量电位差随深度的变化情况，利用深度-电位梯度线拐点来判定钢筋笼底部位置，此方法与磁测井法有相似之处，可应用于钢筋裸露的情况，难以应用于已完全隐蔽的情况。THz-TDS成像技术6则是以太赫兹波对不同材料具有不同穿透性为理论依据的一种检测手段，THz-TDS系统复杂、稳定性差、成本高；低应变反射波法运用加速度传感器接收沿钢筋传播的应力波信号，通过分析波形曲线判断钢筋笼长度，此方法精确度极低；电极法需预设特定长度的钢筋笼作为参照标准，分析被检钢筋笼的电极电压变化规律，以此推测被检钢筋笼的长度，但只能检测钢筋笼中最长的一根钢筋，其适用性有待进一步研究。在众多钢筋笼长度检测方法中，运用较为广泛的是磁测井法。相比其他方法，磁测井法不需要对钢筋笼进行供电，设备轻便、操作简单、稳定性好、精确度高，不仅能用于检测新建项目的基础工程，还能用于检测既有建筑中隐蔽后的钢筋笼长度。4 结语综上所述，本文对磁测井法在轨道交通项目地下连续墙钢筋笼长度检测方面的应用效果进行了探讨，结果表明，磁测井法不仅能应用于传统的基桩钢筋笼长度检测，还可应用于地下连续墙的钢筋笼长度检测。通过与钻芯法的检测结果对比并结合设计要求，磁测井法检测地下连续墙钢筋笼长度的准确性得到了验证，且以此推算地下连续墙墙体长度具有可行性。参考文献 1 欧华文.城市地铁站地下连续墙结构性状分析及施工技术研究D.兰州：兰州理工大学，2017.2 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杨成亮.玻璃幕墙安全性分析 J.江西建材，2020（12）：50-51.2 赵丽华.既有玻璃幕墙安全性检测要点分析J.工程质量，2023（s1）：156-158.3 王建勇.无人机技术在既有幕墙安全检查中的应用研究 J.上海建材，2023（3）：28-33.4 刘小根.钢化玻璃自爆风险检测与预测技术 J.中国建材，2017（3）：104-106.5 刘小根，王文欢，孙与康.中空玻璃结构安全隐患现场检测方法及应用 J.中国建筑防水，2017（12）：17-20，25.6 贺雄英，谭卡，简超，等.既有幕墙安全性检测与可靠性评估技术的研究进展 J.中国建筑装饰装修，2023（11）：151-153.（上接第66 页）