建筑幕墙检测用风压系统的研究

孙耀瑾

天津市建筑科学研究院有限公司  天津  301709

摘要：建筑幕墙在建筑物的外围护结构中发挥着重要的作用，其安全性、舒适性和节能性是评价幕墙性能的关键指标。为了确保幕墙的安全性和稳定性，需要对幕墙进行风压检测。本文介绍了一种建筑幕墙检测用风压系统，该系统包括风压测试装置、数据采集和数据处理装置，可以有效地模拟自然界风压对幕墙的作用，从而检测幕墙的安全性能。

关键词：建筑幕墙；风压系统；安全性；稳定性；节能性

1. 引言

随着高层建筑和大型公共建筑的不断增加，建筑幕墙的安全性和稳定性越来越受到人们的关注。为了保证建筑幕墙的安全性和稳定性，需要对幕墙进行各种环境因素下的测试，其中风压测试是其中之一。在风压测试中，需要一种高效、准确的风压系统来模拟自然界风压对幕墙的作用，从而检测幕墙的安全性能。

2. 建筑幕墙风压检测系统设计

2.1 风压测试装置

2.1.1 风洞

风洞的主体是一个长长的、直径适中的圆柱形结构，内部空间应足够大，以容纳各种尺寸的建筑幕墙样品。在风洞的入口和出口，应采用有效的隔音和减震设计，以减少外部环境因素对测试结果的影响，如噪音和震动等。风洞的设计应考虑到风的均匀性和持续性，避免在测试过程中出现不均匀的风压分布。

风洞的性能对其测试结果有着直接的影响，因此，对于风洞的要求非常严格。首先，风洞应能够产生足够的风压，以便模拟自然界中的各种风压条件。其次，风洞的风压分布应均匀，以确保每个幕墙样品所受到的压力一致。此外，风洞的运行应稳定可靠，以保证测试结果的稳定性和准确性。

在测试过程中，可以将需要测试的建筑幕墙样品放置在风洞中，然后启动风洞，产生所需的风压。通过数据采集装置，可以实时采集幕墙样品所受到的压力数据，以及风洞中的其他相关数据。总之，风洞是建筑幕墙风压检测系统中的关键设备之一，其设计和性能直接影响到整个系统的测试结果。因此，对于风洞的选型和设计，一定要充分考虑其性能和要求，以确保测试结果的准确性和可靠性。

2.1.2 风源

风源是产生风压的设备，其功率和稳定性应能够产生持续和可调的风压。风源的设计应考虑其可靠性和可维护性，以确保在测试过程中不会出现意外停机或其他故障。此外，风源的噪音也应得到有效的控制，以避免对测试结果产生影响。

风源的性能对测试结果有着重要影响，因此对其要求也非常严格。首先，风源的功率应足够大，以产生足够的风压。其次，风源的稳定性应足够好，以确保输出的风压在一定范围内可调。此外，风源的可靠性应足够高，以避免在测试过程中出现故障。

在测试过程中，可以根据需要将风源调整到所需的风压，然后将建筑幕墙样品放置在风洞中，启动风源，模拟自然界中的各种风压条件。通过数据采集装置，可以实时采集幕墙样品所受到的压力数据，以及风源的其他相关数据。风源是建筑幕墙风压检测系统中的关键设备之一，其设计和性能直接影响到整个系统的测试结果。因此，对于风源的选择和设计，一定要充分考虑其性能和要求，以确保测试结果的准确性和可靠性。

2.1.3 压力传感器

压力传感器是一种高精度的设备，用于测量风压和幕墙所受到的压力。它的设计和构造应确保测量的准确性和稳定性。通常，压力传感器由感应部分、测量电路和输出接口组成，感应部分感受压力变化并转换为电信号，测量电路对电信号进行处理和分析，输出接口输出测量的压力数据。

压力传感器的性能直接影响到测试结果，因此对其要求非常严格。首先，传感器的精度应足够高，以确保测量的准确性。其次，传感器的稳定性应足够好，以避免长时间使用后出现误差。此外，传感器的响应速度应足够快，以捕捉到瞬态的风压变化。同时，传感器的防护等级也应足够高，以避免在测试过程中出现损坏。

2.2 数据采集装置

2.2.1 压力传感器

压力传感器应放置在风洞中，用于直接测量风压和幕墙所受到的压力。传感器的精度和稳定性对测试结果有着重要的影响。因此，应选择具有高精度和高稳定性的压力传感器。此外，传感器的安装位置和布置方式也应得到有效的设计和调整，以确保其能够准确地测量风压和幕墙所受到的压力。

2.2.2 数据采集卡

数据采集卡应与计算机相连，用于将压力传感器采集到的压力数据传输到计算机中。数据采集卡应具有高精度和高稳定性，以确保传输到计算机的数据是准确的。此外，数据采集卡的接口应与计算机兼容，并能够满足实时数据传输的要求。

2.2.3 计算机

计算机应安装有相应的测试软件，用于控制测试过程、显示测试结果等。测试软件应具有以下功能：（1）控制测试过程：通过测试软件可以控制整个风压测试系统运行，包括启动风源、停止风源以及采集各压力传感器的数据等。此功能使得测试过程能够完全自动化，减少人为操作带来的误差。（2）数据处理：测试软件可以对采集到的压力数据进行处理和分析，包括数据清洗、滤波、降噪、计算均值和峰值等，从而得出幕墙在不同风压作用下的性能数据。通过这种方法，可以更准确地评估幕墙的安全性能。（3）结果显示：最后，测试软件应能够将处理后的压力数据以图表或曲线的形式展示出来，以便于观察和分析幕墙的安全性能。这些图表和曲线可以直观地反映出幕墙在不同风压作用下的性能表现，为建筑师和结构工程师提供了重要的参考依据。总之，这种建筑幕墙检测用风压系统具有较高的实用性和可靠性，能够有效地模拟自然界风压对幕墙的作用，从而检测幕墙的安全性能。

2.3 数据处理装置

2.3.1 数据处理软件

数据处理软件是数据处理装置的核心，它负责处理和分析采集到的压力数据，以评估幕墙的安全性能。在处理过程中，数据滤波是必要的，因为测试过程中可能会出现噪音和其他干扰因素，这些因素会影响数据的准确性。常见的滤波算法包括滑动平均滤波和低通滤波等，这些算法可以有效地消除干扰因素的影响。

    在处理测试数据时，将离散的数据点拟合为连续的曲线或函数是常用的方法，这样可以更好地分析和评价幕墙的安全性能。常见的拟合方法包括线性拟合和多项式拟合等，这些方法可以将离散的数据点连接成一条连续的曲线或函数，从而更好地反映出幕墙的性能表现。

数据处理软件还需要对采集到的压力数据进行各种计算，如计算风压作用下幕墙样品的最大压力和最小压力等，这些数据可以用来评估幕墙的抗压性能和气密性能等。通过这些计算结果，可以更准确地评估幕墙的安全性能。

最后，数据处理软件应能够将处理后的测试结果以图表或曲线的形式呈现出来，这些图表或曲线可以直观地反映出幕墙在不同风压作用下的性能表现，从而为建筑师和结构工程师提供参考依据。这些图表和曲线可以清晰地展示出幕墙在不同风压作用下的性能表现，从而让人们更好地了解幕墙的安全性能。

2.3.2 计算机

除了数据处理软件，还需要一台高性能的计算机来支持数据处理和分析工作。这台计算机应具备以下特点：强大的计算能力和大容量存储空间，以支持对大量测试数据的快速处理和存储。同时，计算机应具备高稳定性和可靠性，以确保在长时间运行过程中不会出现故障或异常情况，从而保证测试结果的准确性和可靠性。

3.结语

本文介绍了建筑幕墙检测用风压系统的研究，从风压测试装置、数据采集装置和数据处理装置等多个方面进行了详细阐述。建筑幕墙作为建筑物的外围护结构，其安全性、舒适性和节能性是评价幕墙性能的关键指标。本文介绍的风压系统可以有效地模拟自然界风压对幕墙的作用，从而检测幕墙的安全性能。在今后的研究中，将进一步优化风压系统设计，提高测试准确性和可靠性，为建筑幕墙的安全性和稳定性提供更有效的保障。

参考文献
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[2]胡启军，建筑防水密封材料在幕墙上的应用[J]，中国建筑防水，2010（12）.
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