CN112001504A - 一种玻璃幕墙的安全检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻璃幕墙的安全检测系统，包括通过气象获取模块接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，气象参数映射为玻璃幕墙所需载荷下限；当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，玻璃幕墙检测设备对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，检测结果映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述所需载荷下限超过上述现存载荷上限，主控模块发送预警信号给维护方的管理平台，以解决了现有的玻璃幕墙缺乏针对玻璃幕墙可能面对的气象而进行动态调整的不定期检查，并基于历史数据进行裕度预判的系统和机制，以配合气象参数进行不定期检测，从而基于历史数据对玻璃幕墙的裕度作预判，提高玻璃幕墙的使用安全。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃幕墙安全检测领域，尤其涉及一种玻璃幕墙的安全检测系统和方法。
背景技术
玻璃幕墙是由支承结构和幕墙玻璃通过结构胶粘接而成的建筑外围结构或装饰结构。玻璃幕墙的主要作用是调节光热、抵御风雨、隔绝噪声、阻断空气渗透，最大限度维持室内适宜的生产生活环境。玻璃幕墙长时间服役使用后，其结构胶粘会出现因老化以及局部脱落等因素所引起的结构损伤，且随着结构损伤程度的加剧，粘胶对玻璃板的粘结力会不断下降，同时，玻璃的固有频率变化率也不断增大。当粘胶的粘结力下降至不足于支撑玻璃板时，造成中空玻璃外片坠落的情况，在已发生的玻璃幕墙坠落事故中最为多见。另外，玻璃幕墙在外部热辐射作用下，温度会升高，而空调的开启进一步加大玻璃幕墙内外温差，玻璃幕墙受热不均，增加了玻璃面板自爆的几率。此外，玻璃幕墙承受的风载荷大，尤其是台风天气，室内外的气压差也会增加玻璃幕墙所承受的压力，而风载荷要比前述的温度载荷和震动载荷对玻璃幕墙的安全影响更大，因为玻璃面板的脆性材料，其强度无法与铝合金、金属类的建筑构件相比，强度值较低。如果风载荷过大，会直接导致玻璃幕墙的破裂、坠落，造成严重的人身伤亡和财产损失。
而目前针对玻璃幕墙常见的检测手段主要有目测检测方法和人工敲击检测法，即技术人员用眼进行观测幕墙玻璃表面是否存在裂纹或缺角现象，同时通过适当的作用力敲击玻璃表面或者现场在待检测玻璃板表面安装加速度传感器，来检测幕墙玻璃是否松动脱粘的方式，还有通过激光和/或红外热像设备扫描玻璃幕墙，来实现玻璃幕墙的定期检查，缺乏针对玻璃幕墙可能面对的气象而进行动态调整的不定期检查，没有基于历史数据进行裕度预判的系统和机制，进而造成可能发生的人身伤亡和财产损失，因此急需一种玻璃幕墙的安全检测系统和方法，以配合气象参数进行不定期检测，从而基于历史数据对玻璃幕墙的裕度作预判，提高玻璃幕墙的使用安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃幕墙的安全检测系统和方法，以解决现有的玻璃幕墙只有定期检查，缺乏针对玻璃幕墙可能面对的气象而进行动态调整的不定期检查，并基于历史数据进行裕度预判的系统和机制，以配合气象参数进行不定期检测，从而基于历史数据对玻璃幕墙的裕度作预判，提高玻璃幕墙的使用安全。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种玻璃幕墙的安全检测系统，包括：
气象获取模块，通过有线和/或无线收发模块接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，发送给主控模块，由主控模块存储在存储模块，其中，存储模块存储有与气象参数相映射的玻璃幕墙所需载荷下限；
当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，主控模块通过有线和/或无线收发模块控制玻璃幕墙检测设备对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，玻璃幕墙检测设备将检测结果通过有线和/或无线收发模块回传给主控模块，其中，第一阈值为上次安全检查后所更新的玻璃幕墙现存载荷上限；
主控模块读取上述检测结果后映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述玻璃幕墙所需载荷下限超过上述检测结果所针对玻璃幕墙的某一块玻璃的现存载荷上限，主控模块统计上述现存载荷上限低于上述所需载荷下限的具体玻璃位置和数量，通过有线和/或无线收发模块发送预警信号给维护方的管理平台，提醒维护方及时更换。
一种玻璃幕墙的安全检测方法，步骤包括：
101，气象获取模块通过有线和/或无线收发模块接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，并发送给主控模块；其中，气象参数包括但不限于未来几天的温度、辐射强度、风力；
102，主控模块接收气象获取模块发送的气象参数，并存储在存储模块，其中，存储模块存储有与气象参数相映射的玻璃幕墙所需载荷下限；
103，当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，主控模块通过有线和/或无线收发模块控制玻璃幕墙检测设备对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，其中，第一阈值为上次安全检查后所更新的玻璃幕墙现存载荷上限；
104，玻璃幕墙检测设备将检测结果通过有线和/或无线收发模块回传给主控模块；
105，主控模块读取上述检测结果后映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述玻璃幕墙所需载荷下限超过上述检测结果所针对玻璃幕墙的某一块玻璃的现存载荷上限，主控模块统计上述现存载荷上限低于上述所需载荷下限的具体玻璃位置和数量，通过有线和/或无线收发模块发送预警信号给维护方的管理平台，提醒维护方及时更换。
与现有技术相比，本申请的技术方案通过气象获取模块接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，气象参数映射为玻璃幕墙所需载荷下限；当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，玻璃幕墙检测设备对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，检测结果映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述玻璃幕墙所需载荷下限超过上述检测结果所针对玻璃幕墙的某一块玻璃的现存载荷上限，主控模块统计上述现存载荷上限低于上述所需载荷下限的具体玻璃位置和数量，通过有线和/或无线收发模块发送预警信号给维护方的管理平台，提醒维护方及时更换，以解决了现有的玻璃幕墙只有定期检查，缺乏针对玻璃幕墙可能面对的气象而进行动态调整的不定期检查，并基于历史数据进行裕度预判的系统和机制，以配合气象参数进行不定期检测，从而基于历史数据对玻璃幕墙的裕度作预判，提高玻璃幕墙的使用安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种玻璃幕墙的安全检测系统。
图2是本发明一实施例提供的一种玻璃幕墙的安全检测方法。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明一实施例提供一种玻璃幕墙的安全检测系统，包括：
气象获取模块1，通过有线和/或无线收发模块2接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，发送给主控模块3，由主控模块3存储在存储模块4，其中，存储模块4存储有与气象参数相映射的玻璃幕墙所需载荷下限；气象参数包括但不限于未来几天的温度、辐射强度、风力；
当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，主控模块3通过有线和/或无线收发模块2控制玻璃幕墙检测设备5对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，玻璃幕墙检测设备5将检测结果通过有线和/或无线收发模块2回传给主控模块3，其中，第一阈值为上次安全检查后所更新的玻璃幕墙现存载荷上限；
主控模块3读取上述检测结果后映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述玻璃幕墙所需载荷下限超过上述检测结果所针对玻璃幕墙的某一块玻璃的现存载荷上限，主控模块3统计上述现存载荷上限低于上述所需载荷下限的具体玻璃位置和数量，通过有线和/或无线收发模块2发送预警信号给维护方的管理平台6，提醒维护方及时更换。
由于每一块玻璃在日后使用中每个组成部分老化程度不一样，造成了每一块玻璃现存载荷上限的不同，玻璃幕墙每一块玻璃现存载荷上限不一定相同，即每一块玻璃的第一阈值不一定相同。优选的，当玻璃幕墙所需载荷下限不小于第一阈值时，主控模块3针对玻璃幕墙中具体某一块玻璃发出预警，提示该块玻璃无法满足接下来的气象情况，提醒维护方及时更换；
优选的，主控模块3针对玻璃幕墙中具体某一块玻璃发送预警信号给维护方的管理平台，管理平台接收到预警信号后，调用基于BIM构建的实景建筑模型，直接显示具体哪一块玻璃不符合未来数日气象所需的载荷下限，方便维护方及时更换。
优选的，上述检测结果包括玻璃幕墙固有频率衰减与其承载外力能力下降量关系，根据其承载下降量确定玻璃幕墙的安全等级；上述检测结果还包括玻璃幕墙的固有频率与玻璃对应的最大挠度和应力之间的映射关系。
优选的，玻璃幕墙检测设备5通过激振装置5-1用于敲击玻璃幕墙，以使对应的玻璃幕墙产生振动，震动分析仪5-2采集玻璃幕墙的固有频率数据，压力传感器5-3采集玻璃幕墙的压力数据，位移传感器5-4采集玻璃幕墙的挠度，其中，通过激振装置5-1和震动分析仪5-2建立起玻璃幕墙固有频率衰减与其承载外力能力下降量关系，根据其承载下降量确定玻璃幕墙的安全等级，和/或，通过激振装置5-1、压力传感器5-3和位移传感器5-4建立起玻璃幕墙的固有频率与玻璃对应的最大挠度和应力之间的映射关系，根据最大挠度和应力确定玻璃幕墙的安全等级。
优选的，玻璃幕墙检测设备5包括但不限于搭载有激光热激励源5-5-1、红外热像仪和/或温度传感器5-5-2的无人机和/或爬壁机器人5-5，无人机和/或爬壁机器人的激光器对玻璃幕墙表面进行主动热激励源的方式来增强被检测对象表面的热辐射，玻璃幕墙对激光有较大的透过率，结构胶对激光有较好的吸收作用，通过红外热像仪和/或温度传感器采集玻璃幕墙和结构胶随辐射量而上升的温度，圈取玻璃幕墙表面的损伤区域。
优选的，玻璃幕墙检测设备5还包括但不限于控制芯片5-6，用于控制上述激振装置5-1、震动分析仪5-2、压力传感器5-3、位移传感器5-4采集玻璃幕墙的挠度、无人机和/或爬壁机器人5-5并读取采集回来的数据，并通过有线和/或无线收发模块5-7发送给有线和/或无线收发模块2。
如图2所示，本发明一实施例提供一种玻璃幕墙的安全检测方法，步骤包括：
101，气象获取模块通过有线和/或无线收发模块接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，并发送给主控模块；其中，气象参数包括但不限于未来几天的温度、辐射强度、风力；
102，主控模块接收气象获取模块发送的气象参数，并存储在存储模块，其中，存储模块存储有与气象参数相映射的玻璃幕墙所需载荷下限；
103，当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，主控模块通过有线和/或无线收发模块控制玻璃幕墙检测设备对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，其中，第一阈值为上次安全检查后所更新的玻璃幕墙现存载荷上限；
104，玻璃幕墙检测设备将检测结果通过有线和/或无线收发模块回传给主控模块；
105，主控模块读取上述检测结果后映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述玻璃幕墙所需载荷下限超过上述检测结果所针对玻璃幕墙的某一块玻璃的现存载荷上限，主控模块统计上述现存载荷上限低于上述所需载荷下限的具体玻璃位置和数量，通过有线和/或无线收发模块发送预警信号给维护方的管理平台，提醒维护方及时更换。
由于每一块玻璃在日后使用中每个组成部分老化程度不一样，造成了每一块玻璃现存载荷上限的不同，玻璃幕墙每一块玻璃现存载荷上限不一定相同，即每一块玻璃的第一阈值不一定相同。优选的，步骤106，当玻璃幕墙所需载荷下限不小于第一阈值时，主控模块针对玻璃幕墙中具体某一块玻璃发出预警，提示该块玻璃无法满足接下来的气象情况，提醒维护方及时更换；
优选的，步骤106，主控模块针对玻璃幕墙中具体某一块玻璃发送预警信号给维护方的管理平台，管理平台接收到预警信号后，调用基于BIM构建的实景建筑模型，直接显示具体哪一块玻璃不符合未来数日气象所需的载荷下限，方便维护方及时更换。
优选的，步骤104，检测结果包括玻璃幕墙固有频率衰减与其承载外力能力下降量关系，根据其承载下降量确定玻璃幕墙的安全等级；上述检测结果还包括玻璃幕墙的固有频率与玻璃对应的最大挠度和应力之间的映射关系。
优选的，步骤103，玻璃幕墙检测设备通过激振装置用于敲击玻璃幕墙，以使对应的玻璃幕墙产生振动，震动分析仪采集玻璃幕墙的固有频率数据，压力传感器采集玻璃幕墙的压力数据，位移传感器采集玻璃幕墙的挠度，其中，通过激振装置和震动分析仪建立起玻璃幕墙固有频率衰减与其承载外力能力下降量关系，根据其承载下降量确定玻璃幕墙的安全等级，和/或，通过激振装置、压力传感器和位移传感器建立起玻璃幕墙的固有频率与玻璃对应的最大挠度和应力之间的映射关系，根据最大挠度和应力确定玻璃幕墙的安全等级。
优选的，步骤103，玻璃幕墙检测设备还包括但不限于搭载有激光热激励源、红外热像仪和/或温度传感器的无人机和/或爬壁机器人，无人机和/或爬壁机器人的激光器对玻璃幕墙表面进行主动热激励源的方式来增强被检测对象表面的热辐射，玻璃幕墙对激光有较大的透过率，结构胶对激光有较好的吸收作用，通过红外热像仪和/或温度传感器采集玻璃幕墙和结构胶随辐射量而上升的温度，圈取玻璃幕墙表面的损伤区域。
与现有技术相比，本申请的技术方案通过气象获取模块接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，气象参数映射为玻璃幕墙所需载荷下限；当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，玻璃幕墙检测设备对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，检测结果映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述玻璃幕墙所需载荷下限超过上述检测结果所针对玻璃幕墙的某一块玻璃的现存载荷上限，主控模块统计上述现存载荷上限低于上述所需载荷下限的具体玻璃位置和数量，通过有线和/或无线收发模块发送预警信号给维护方的管理平台，提醒维护方及时更换，以解决了现有的玻璃幕墙只有定期检查，缺乏针对玻璃幕墙可能面对的气象而进行动态调整的不定期检查，并基于历史数据进行裕度预判的系统和机制，以配合气象参数进行不定期检测，从而基于历史数据对玻璃幕墙的裕度作预判，提高玻璃幕墙的使用安全。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种玻璃幕墙的安全检测系统，其特征在于，包括：
气象获取模块，通过有线和/或无线收发模块接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，发送给主控模块，由主控模块存储在存储模块，其中，存储模块存储有与气象参数相映射的玻璃幕墙所需载荷下限；
当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，主控模块通过有线和/或无线收发模块控制玻璃幕墙检测设备对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，玻璃幕墙检测设备将检测结果通过有线和/或无线收发模块回传给主控模块，其中，第一阈值为上次安全检查后所更新的玻璃幕墙现存载荷上限；
主控模块读取上述检测结果后映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述玻璃幕墙所需载荷下限超过上述检测结果所针对玻璃幕墙的某一块玻璃的现存载荷上限，主控模块统计上述现存载荷上限低于上述所需载荷下限的具体玻璃位置和数量，通过有线和/或无线收发模块发送预警信号给维护方的管理平台，提醒维护方及时更换。
2.根据权利要求1所述的安全检测系统，其特征在于，主控模块针对玻璃幕墙中具体某一块玻璃发送预警信号给维护方的管理平台，管理平台接收到预警信号后，调用基于BIM构建的实景建筑模型，直接显示具体哪一块玻璃不符合未来数日气象所需的载荷下限，方便维护方及时更换。
3.根据权利要求1所述的安全检测系统，其特征在于，上述检测结果包括玻璃幕墙固有频率衰减与其承载外力能力下降量关系，根据其承载下降量确定玻璃幕墙的安全等级；上述检测结果还包括玻璃幕墙的固有频率与玻璃对应的最大挠度和应力之间的映射关系。
4.根据权利要求3所述的安全检测系统，其特征在于，玻璃幕墙检测设备通过激振装置用于敲击玻璃幕墙，以使对应的玻璃幕墙产生振动，震动分析仪采集玻璃幕墙的固有频率数据，压力传感器采集玻璃幕墙的压力数据，位移传感器采集玻璃幕墙的挠度，其中，通过激振装置和震动分析仪建立起玻璃幕墙固有频率衰减与其承载外力能力下降量关系，根据其承载下降量确定玻璃幕墙的安全等级，和/或，通过激振装置、压力传感器和位移传感器建立起玻璃幕墙的固有频率与玻璃对应的最大挠度和应力之间的映射关系，根据最大挠度和应力确定玻璃幕墙的安全等级。
5.根据权利要求1所述的安全检测系统，其特征在于，玻璃幕墙检测设备包括但不限于搭载有激光热激励源、红外热像仪和/或温度传感器的无人机和/或爬壁机器人，无人机和/或爬壁机器人的激光器对玻璃幕墙表面进行主动热激励源的方式来增强被检测对象表面的热辐射，玻璃幕墙对激光有较大的透过率，结构胶对激光有较好的吸收作用，通过红外热像仪和/或温度传感器采集玻璃幕墙和结构胶随辐射量而上升的温度，圈取玻璃幕墙表面的损伤区域。
6.一种玻璃幕墙的安全检测方法，其特征在于，步骤包括：
101，气象获取模块通过有线和/或无线收发模块接收来自气象传感器和/或气象数据网的气象参数，并发送给主控模块；其中，气象参数包括但不限于未来几天的温度、辐射强度、风力；
102，主控模块接收气象获取模块发送的气象参数，并存储在存储模块，其中，存储模块存储有与气象参数相映射的玻璃幕墙所需载荷下限；
103，当玻璃幕墙所需载荷下限低于第一阈值时，主控模块通过有线和/或无线收发模块控制玻璃幕墙检测设备对玻璃幕墙的每一块玻璃进行安全检测，其中，第一阈值为上次安全检查后所更新的玻璃幕墙现存载荷上限；
104，玻璃幕墙检测设备将检测结果通过有线和/或无线收发模块回传给主控模块；
105，主控模块读取上述检测结果后映射为玻璃幕墙现存载荷上限，与玻璃幕墙所需载荷下限相比较，当上述玻璃幕墙所需载荷下限超过上述检测结果所针对玻璃幕墙的某一块玻璃的现存载荷上限，主控模块统计上述现存载荷上限低于上述所需载荷下限的具体玻璃位置和数量，通过有线和/或无线收发模块发送预警信号给维护方的管理平台，提醒维护方及时更换。
7.根据权利要求1所述的安全检测方法，其特征在于，步骤106，主控模块针对玻璃幕墙中具体某一块玻璃发送预警信号给维护方的管理平台，管理平台接收到预警信号后，调用基于BIM构建的实景建筑模型，直接显示具体哪一块玻璃不符合未来数日气象所需的载荷下限，方便维护方及时更换。
8.根据权利要求1所述的安全检测方法，其特征在于，步骤104，检测结果包括玻璃幕墙固有频率衰减与其承载外力能力下降量关系，根据其承载下降量确定玻璃幕墙的安全等级；上述检测结果还包括玻璃幕墙的固有频率与玻璃对应的最大挠度和应力之间的映射关系。
9.根据权利要求1所述的安全检测方法，其特征在于，步骤步骤103，玻璃幕墙检测设备通过激振装置用于敲击玻璃幕墙，以使对应的玻璃幕墙产生振动，震动分析仪采集玻璃幕墙的固有频率数据，压力传感器采集玻璃幕墙的压力数据，位移传感器采集玻璃幕墙的挠度，其中，通过激振装置和震动分析仪建立起玻璃幕墙固有频率衰减与其承载外力能力下降量关系，根据其承载下降量确定玻璃幕墙的安全等级，和/或，通过激振装置、压力传感器和位移传感器建立起玻璃幕墙的固有频率与玻璃对应的最大挠度和应力之间的映射关系，根据最大挠度和应力确定玻璃幕墙的安全等级。
10.根据权利要求1所述的安全检测方法，其特征在于，步骤103，玻璃幕墙检测设备还包括但不限于搭载有激光热激励源5、红外热像仪和/或温度传感器的无人机和/或爬壁机器人，无人机和/或爬壁机器人的激光器对玻璃幕墙表面进行主动热激励源的方式来增强被检测对象表面的热辐射，玻璃幕墙对激光有较大的透过率，结构胶对激光有较好的吸收作用，通过红外热像仪和/或温度传感器采集玻璃幕墙和结构胶随辐射量而上升的温度，圈取玻璃幕墙表面的损伤区域。
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