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建築研究簡訊第106期

  • 日期:108-11-13
業務報導郭建源
磁磚外牆風雨試驗驗證抗風雨性能

        磁磚附貼於建築外牆上,除具立體化與美化外牆功能外,也可有隔熱與防水效果。然而,近年來磁磚掉落危及行人安全,造成傷亡的案例,卻是屢見不鮮。歸究原因,不外是人為施工不良,加上臺灣地震颱風頻繁,且多雨造成空氣潮濕,影響磁磚的固著性。為加強既有建築物磁磚外牆安全,業界紛紛應用各種非破壞性檢測技術(檢測棒敲打、紅外線檢測等)加強檢測控管;對於新建大樓,部份業界為確認磁磚的抗風雨性能則是施工前進行風雨試驗,以確保材料與工法的物理性能。

        磁磚業者新開發乾掛式磁磚擬作為建築物之外牆,為確認其抗風雨性能,委託本所執行風雨試驗,本次風雨試驗之試體係由委託單位自行取樣,並運送至本實驗室進行安裝施作,試體尺寸為4816mm(寬)×3022mm (高),如圖1所示。依委託單位要求之順序進行試驗:(1)預施壓力、(2)氣密性能試驗、(3)第一次靜態水密性能試驗、(4)動態水密性能試驗、(5)設計值左右向層間變位性能試驗、(6)第二次靜態水密性能試驗、(7)設計值正負風壓結構性能試驗、(8)第三次靜態水密性能試驗、(9)1.5倍設計值正負風壓結構性能試驗、(10)1.5倍設計值左右向層間變位性能試驗。以上各項試驗係參考CNS 13971、CNS 13972、CNS 13973、CNS 13974、CNS 14281等中華民國國家標準進行試驗。

        其中,氣密性能試驗室內外壓力差75 Pa時,空氣洩漏率不大於1.09 m3/(hr•m2);水密性能試驗在測試壓力差在611Pa,噴水量在3.4 L/(min•m2)時,不得發生漏水現象;但收集於庇水板、排水槽、及窗台板內之滯水,不視為漏水;在15分鐘試驗期間內,於室內壓條、擋水板、磁磚橫檔上方表面收集到15ml以內之漏水量亦為合格。漏水定義為試體室內面外表出現任何失控水流,失控水流指無法收集或排出室外,或對鄰近材料或表面造成損害者;而當水滲透超過試體四周外圍框料時,亦屬不合格。動態水密性能試驗以噴水量在3.4 L/(min•m2),及造風設備產生等值之風壓作用於試體,不得有漏水現象。設計值左右向層間變位性能試驗左右方向位移15 mm,重覆三次,磁磚不得破裂或掉落;不需更換零件,在現場整修後,能維持營運功能;不需拆換系統,經整修後,可達氣密、水密及結構性能要求;無外牆組件掉落。設計值正負風壓結構性能試驗,則是在到達指定設值正負風壓值時,骨架變形量不得超過淨跨距之1/175;極限值試驗則規定永久變形量不得超過其淨跨距之0.2%,並不得有磁磚破裂或嵌板、繫件等之破壞情形。

        本次風雨試驗於108年4月依規劃之試驗程序執行試驗,於1.5倍負風壓結構性能試驗時,乾掛式磁磚之掛鉤變形掉落導致試驗中斷,如圖2所示。委託單位探討掉落原因後,將每塊磁磚之掛鉤由4個增加至6個,整修後再執行1.5倍負風壓結構性能試驗,並完成試驗。經此次試驗,除結構性能試驗外,其他性能皆在合格標準內,協助業界發現其所開發之掛鉤強度與工法缺陷,加以改良後即符合抗風壓性能,可確保日後磁磚外牆安全。

圖1 磁磚外牆試體

圖2 結構性能試驗過程磁磚掉落