كيف يتم اختبار أداء الجدران الستائرية في مقاومة الهواء والماء والرياح؟
يتم اختبار الجدار الستائري مرتين. مرة في المختبر على عينة لن يسكن خلفها أحد، ومرة على المبنى الفعلي بعد أن يتم تركيبه بواسطة فنيين متخصصين في ظروف جوية حقيقية.
كلاهما مهم، ويكشفان عن مشاكل مختلفة. يُثبت النموذج المخبريّ تصميم النظام. إذا فشل فيه، فهذا يعني وجود خطأ في التفاصيل، ويتم إصلاحه قبل بدء إنتاج الواجهة. أما الاختبار الميداني فيُثبت التركيب. حتى النظام الذي اجتاز جميع الاختبارات المخبرية سيظل يُسرّب الماء إذا لم يتم ضغط الحشيات بشكل صحيح أو إذا لم يتم إحكام إغلاق أحد الزوايا.
المشاريع التي تتجاهل الاختبار الثاني تكتشف الفرق خلال أول عاصفة مطرية شديدة، عادةً بعد اكتمال أعمال التشطيبات الداخلية. تتناول هذه المقالة كلا التسلسلين وما يجب أن تتضمنه التقارير. تنشرها مجلة PRANCE. الوثائق الفنية تغطية أدلة الاختبار للأنظمة التي نوفرها.
متطلبات الأداء الثلاثة
الهواء والماء والهيكل، يتم اختبارها بترتيب محدد لأن كل منها يمكن أن يؤثر على الآخر.
- يقيس تسرب الهواء كمية الهواء التي تمر عبر التركيب عند فرق ضغط معين. يؤدي التسرب الزائد إلى هدر الطاقة، ونقل الرطوبة إلى داخل التركيب، وعادةً ما يشير إلى وجود خلل في موانع التسرب قد يؤدي إلى تسرب الماء.
- يقيس اختبار اختراق الماء ما إذا كان الماء يصل إلى الداخل تحت تأثير الرش والضغط المتزامنين. وهذا الاختبار هو الأكثر عرضة للفشل.
- تقيس مقاييس الأداء الهيكلي الانحراف والتشوه الدائم تحت ضغوط الرياح التصميمية، سواء كانت موجبة أو سالبة.
تتضمن سلسلة الاختبارات: الهواء، ثم الماء، ثم الاختبار الهيكلي، ثم الهواء والماء بشكل متكرر. يُعدّ تكرار الاختبار بعد الاختبار الهيكلي أمرًا بالغ الأهمية، لأن النظام الذي يُحكم إغلاقه جيدًا قبل ثنيه قد لا يُحكم إغلاقه بعد ذلك.
اختبار تسرب الهواء عبر الجدران الستائرية
تم اختباره وفقًا لمعيار ASTM E283 في الممارسة الأمريكية الشمالية ومعيار EN 12152 في أوروبا.
تُغلق العينة داخل حجرة محكمة الإغلاق، ويُطبّق فرق ضغط، ثم يُقاس تدفق الهواء اللازم للحفاظ على هذا الضغط. تُعبّر النتائج عن التدفق لكل وحدة مساحة أو لكل وحدة طول من الوصلة.
المتطلبات التجارية النموذجية وفقًا لمعيار ASTM E283: 0.06 قدم مكعب/قدم مربع عند 75 باسكال (1.57 رطل/قدم مربع)
مواصفات أكثر دقة: 0.03 قدم مكعب/قدم مربع أو أقل
تصنيف EN 12152: الفئات من A1 إلى A4، مع AE للأداء الأعلى
تُختبر المصابيح الثابتة مقابل المساحة، وتُختبر فتحات التهوية القابلة للتشغيل مقابل طول الشق.
يشير التسرب الذي يتجاوز المعدل المحدد عادةً إلى انضغاط الحشية، أو وصلات الزوايا، أو نقطة التقاء جيب الزجاج وتجويف التصريف.
اختبار اختراق الماء للجدران الستائرية
الاختبار الذي يكشف معظم المشاكل، وهو يأتي بأشكال ثابتة وديناميكية.
اختبار الماء الساكن
معيار ASTM E331 في أمريكا الشمالية ، المعيار الأوروبي EN 12154 في أوروبا .
يُرش الماء بالتساوي على السطح الخارجي بمعدل محدد مع تطبيق فرق ضغط إيجابي ثابت. ينص المعيار على استخدام 5 جالونات لكل قدم مربع في الساعة، لمدة 15 دقيقة.
يُحدد ضغط الاختبار عادةً كنسبة من ضغط الرياح التصميمي، وعادةً ما تكون 20%، مع حد أدنى يُحدد غالبًا بحوالي 300 باسكال (6.24 رطل/قدم مربع). وتُحدد قيم أعلى في المواقع المعرضة للرياح.
يُعرَّف العطل بأنه ظهور الماء بشكل غير مُتحكَّم به في الداخل. أما الماء الموجود داخل تجويف التصريف والذي يخرج عبر الفتحات الصغيرة فلا يُعد عطلاً، لأن واجهة المطر المُعادلة للضغط مصممة لإدارة الماء بدلاً من منعه تماماً.
اختبار المياه الديناميكي
يستخدم جهاز AAMA 501.1 مروحة لتوليد تيار هواء مضطرب باتجاه العينة أثناء رش الماء.
يمثل هذا الأسلوب الأمطار المصاحبة للرياح بشكل أفضل من فرق الضغط الثابت، لأن العواصف الحقيقية تُنتج ضغوطًا متذبذبة وليست ثابتة. غالبًا ما يكشف الاختبار الديناميكي عن تسريبات لا يكشف عنها الاختبار الثابت، لا سيما عند وصلات الزوايا والانتقالات بين الوضعين الرأسي والأفقي.
اختبار المياه الدوري
يستخدم معيار ASTM E547 الماء بضغط متناوب بدلاً من الضغط الثابت. ويمكن لعملية الضخ ذات الضغط المتغير سحب الماء عبر الوصلات التي تحافظ على ثباتها في ظل ظروف ثابتة، ولذلك يُوصى به في المشاريع التي تتطلب معايير عالية.
اختبار مقاومة الرياح للجدران الستائرية
ASTM E330 في أمريكا الشمالية، EN 13116 في أوروبا.
يتم تطبيق ضغط هواء ثابت منتظم على العينة، موجب ثم سالب، ويتم قياس الانحراف عند نقاط محددة.
يتم تطبيق مستويين من الأحمال:
حمل التصميم: يجب أن يبقى الانحراف ضمن الحدود المحددة، وعادةً ما تكون L/175 للمسافات التي تصل إلى 4115 مم، مع تحديد حدود أكثر صرامة في بعض الأحيان.
التحميل الزائد، عادةً ما يكون 150% من التصميم: يجب ألا يتعرض الجهاز لتلف دائم أو كسر في الزجاج، ويجب أن يبقى التشوه الدائم ضمن الحدود المسموح بها.
تُستمد ضغوط الرياح التصميمية من الكود المعتمد، مثل ASCE 7 في الولايات المتحدة، وEN 1991-1-4 في أوروبا، والكودات الوطنية في أماكن أخرى، حيث تُستمد القيم من سرعة الرياح الأساسية، وفئة التعرض، وارتفاع المبنى، وموقعه على الواجهة. وتتعرض الزوايا والجدران الخارجية لضغوط أعلى من منتصف الواجهة، ولذلك تُعدّ الضغوط الخاصة بكل منطقة مهمة.
اختبار نموذج أولي للجدار الستائري
التسلسل المختبري الكامل على عينة تمثيلية، عادةً ما تكون بعرض خليجين أو ثلاثة وارتفاع طابقين، بما في ذلك التفاصيل التي يصعب الحصول عليها بشكل صحيح.
ما الذي يجب أن يتضمنه النموذج الأولي؟
لا يُثبت النموذج الأولي الذي يُغفل الشروط الصعبة إلا القليل. ينبغي أن يتضمن ما يلي:
خليج رؤية نموذجي ومنطقة فاصلة تقاطع المفاصل الرأسية والأفقية ، حيث تنشأ معظم التسريبات أي فتحة تهوية قابلة للتشغيل في النظام
حالة الزاوية إذا كانت زوايا المبنى مكشوفة تفاصيل حافة البلاطة والمثبت
أي نقطة التقاء مع الإنشاءات المجاورة ، مثل نقطة التقاء السقف أو فتحة التهوية.
تسلسل الاختبار
التحميل المسبق، ثم تسرب الهواء، ثم الماء الساكن، ثم الماء الديناميكي حيثما تم تحديده، ثم الهيكل عند حمل التصميم، ثم تكرار الهواء والماء، ثم التحميل الزائد للهيكل.
إن تكرار اختبار الهواء والماء بعد الاختبار الهيكلي هو الجزء الذي يتم إسقاطه تحت ضغط البرنامج، وهو الجزء الذي يثبت أن النظام لا يزال محكم الإغلاق بعد ثنيه إلى حمل التصميم.
عندما يفشل النموذج الأولي، يتم تعديل النظام وإعادة اختباره. هذا هو الهدف من القيام بذلك قبل الإنتاج بدلاً من بعده، و الفحوصات التي تجريها المصانع قبل جهاز الاختبار تغطية ما كان ينبغي التحقق منه بالفعل بحلول ذلك الوقت.
اختبار مقاومة الماء الميداني للجدران الستائرية
اختبار الواجهة الحقيقية بعد التركيب، وهو سؤال مختلف عن اختبار تصميم النظام.
AAMA 501.2 يستخدم هذا النظام فوهة رش معايرة موجهة نحو الوصلات والحلقات المانعة للتسرب من مسافة قريبة، بضغط ماء محدد وسرعة حركة محددة للفوهة. وهو بمثابة فحص لجودة العمل وليس اختبار ضغط، كما أنه سريع بما يكفي لتطبيقه على عينات من مناطق البناء.
ASTM E1105 يُعد هذا الاختبار الميداني أكثر دقة، حيث يتم فيه رش الماء بفرق ضغط عبر التركيبة المثبتة باستخدام حجرة محكمة الإغلاق من الداخل. وهو يحاكي اختبار الماء المختبري على المبنى الفعلي.
يُفضّل تحديد الاختبارات الميدانية مبكراً وإجراؤها على أولى الفتحات المُثبّتة، وذلك لاكتشاف مشاكل التقنية قبل اكتمال تركيب مئات الفتحات. أما الاختبارات التي تُجرى عند اكتمال التركيب الفعلي فتُظهر نفس المشاكل، بينما يكون إصلاحها أكثر تعقيداً وإزعاجاً.
ماذا يحدث بعد اجتياز النموذج الأولي؟ يغطي هذا التسلسل عملية التركيب التي يتم التحقق منها في الاختبارات الميدانية.
ما الذي يجب أن يتضمنه تقرير الاختبار؟
أربعة أمور تستحق التأكيد عليها في أي تقرير يتم تقديمه عند تقديمه.
تتطابق العينة المختبرة مع النظام المورد، بما في ذلك عمق المقطع الجانبي، والزجاج، والحشيات، ونوع المرساة.
تُسمى معايير الاختبار بسنة إصدارها
تم تحديد الضغوط المطبقة ، سواءً كانت ضغوط التصميم أو ضغوط التحميل الزائد، وتتعلق بأحمال الرياح الخاصة بالمشروع.
المختبر معتمد ومُحدد
لا يُعدّ تقريرٌ لنظامٍ مماثلٍ بضغط اختبارٍ أقلّ دليلاً على صحة تقريرك. هذه هي الثغرة الأكثر شيوعاً في طلبات تقديم أنظمة الجدران الستائرية، ويمكن التحقق منها في دقائق معدودة.
منشوراتنا شهادات ووثائق الاختبار يشمل ذلك الأنظمة التي نقوم بتصنيعها، و تقارير الاختبار مطلوبة في الفلبين يوضح كيفية إضافة المتطلبات الخاصة بكل ولاية قضائية إلى الحزمة القياسية.
أين تفشل الأنظمة عادةً؟
نقاط التقاء المفاصل الرأسية والأفقية. وهي أكثر نقاط التسرب شيوعاً في أي جدار ستائري، حيث تلتقي ثلاثة أو أربعة مستويات مانعة للتسرب.
ظروف الزوايا. ضغوط رياح أعلى، هندسة أكثر تعقيداً، فواصل أكثر.
فتحات تهوية قابلة للتشغيل. أي وحدة قابلة للفتح تُعد نقطة ضعف ما لم يتم تفصيل الأجهزة والحشيات والصرف بشكل صحيح.
الانتقالات إلى الإنشاءات الأخرى. وصلات السقف، وواجهات الفتحات، والمحيط حيث يلتقي الجدار الستائري بالهيكل.
انسداد تجويف التصريف. انسداد فتحات التصريف بسبب مواد مانعة للتسرب أو حطام أو عازل، لذا فإن الماء الذي دخل التجويف بشكل طبيعي لا يجد مكاناً يذهب إليه.
نوع الزجاج وسلوكه عند الانهيار يتفاعل مع الاختبار الهيكلي، حيث تتحقق مرحلة التحميل الزائد من أن الزجاج يتحمل 150٪ من ضغط التصميم.
الأسئلة الشائعة
1. ما الفرق بين اختبار النموذج الأولي والاختبار الميداني؟
تُثبت الاختبارات المعملية تصميم النظام في المختبر قبل الإنتاج. أما الاختبارات الميدانية فتُثبت تركيبه على المبنى الفعلي بعد اكتمال بنائه. قد يجتاز النظام جميع الاختبارات المعملية، ومع ذلك قد يُسرّب في الموقع إذا لم يتم ضغط الحشيات بشكل صحيح أو إذا لم يتم إحكام إغلاق أحد الزوايا.
2. هل وجود الماء في تجويف التصريف يُعد فشلاً في الاختبار؟
لا. صُمم الجدار الستائري المتوازن الضغط لإدارة المياه لا لمنعها تمامًا، لذا فإن دخول الماء إلى التجويف وخروجه عبر الفتحات أمر طبيعي. ويُعرَّف الفشل بأنه وصول الماء إلى الداخل بشكل غير مُتحكم فيه.
3. ما هو الضغط الذي يتم عنده إجراء اختبار الماء للجدار الستائري؟
عادةً ما تكون نسبة ضغط الرياح 20% من ضغط الرياح التصميمي، بحد أدنى يبلغ حوالي 300 باسكال، مع العلم أن المواقع المعرضة للرياح والمواصفات الدقيقة تتطلب قيمًا أعلى. يجب ذكر هذه القيمة في المواصفات وإدراجها في تقرير الاختبار.
4. لماذا يتم تكرار اختبارات الهواء والماء بعد الاختبار الهيكلي؟
لأن النظام الذي يُحكم إغلاقه جيدًا قبل ثنيه قد لا يُحكم إغلاقه بعد ذلك. يُحمّل الاختبار الهيكلي المجموعة بضغط التصميم، وتؤكد إعادة اختبارات الهواء والماء أن موانع التسرب لا تزال تعمل بكفاءة بعد تحرك الإطار.
5. متى يجب إجراء اختبارات المياه الميدانية؟
في الأجزاء الأولى المُركّبة، في المراحل الأولى من برنامج التشييد. يُتيح اكتشاف مشكلة في التنفيذ بعد تركيب بضعة أجزاء تصحيح الأسلوب في باقي الواجهة. أما الاختبار عند الانتهاء الفعلي فقط فيُظهر نفس المشاكل، ما يجعل الإصلاح أكثر تعقيدًا.
إجراء الاختبارات بشكل صحيح
حدد نموذجًا أوليًا يتضمن ظروف التشغيل القاسية بدلًا من نموذج نظيف نموذجي. قم بتشغيل التسلسل الكامل بما في ذلك التكرار بعد التحميل الهيكلي. ثم قم بإجراء اختبار ميداني مبكرًا، على أعمال تركيب حقيقية، بينما لا يزال هناك وقت لتغيير طريقة إحكام إغلاق الوصلات من قبل الطاقم.
تُثبت الأدلة المخبرية صحة النظام، بينما يُثبت الاختبار الميداني صحة المبنى.
تُصنّع شركة برانس أنظمة الجدران الستائرية مع اختبارات تجريبية، وتقارير اختبار معتمدة، ودعم للاختبارات الميدانية. أرسل مواصفات الأداء وبيانات أحمال الرياح الخاصة بك و طلب وثائق الاختبار .