幕墙性能等级

建筑幕墙性能指标及等级的确定周佩杰GB/T 21086-2007建筑幕墙产品标准已于2008年2月1日开始执行，其各项性能指标采用了阿拉伯数字进行了重新分级，“1级”性能指标为最低性能指标，与原标准相反，又增加了一些指标，性能指标体系发生了较大的变化，由于建筑幕墙的性能对建筑功能的巨大影响，这就要求建筑幕墙对建筑物环境中的每一个因素（热应力、风荷载、气候变化、地震作用等）均有相应抵抗预计环境力量的能力，采用什么样性能的建筑幕墙才能满足其功能要求，这就从客观上要求从事建筑幕墙的设计人员正确掌握和确定性能设计值。做为由面板与支承结构体系（支承装置与支承结构）组成的、可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙的建筑幕墙，做为围护结构，是可以拆换的结构，所以GB/T 21086-2007建筑幕墙标准中规定其建筑幕墙结构设计年限不低于25年，而幕墙预埋件属于不容易更换的部件，其设计使用年限应按与主体结构相同的50年考虑，按照在风荷载和多遇地震作用下，幕墙应能正常使用；在设防地震下，幕墙经过修理，应可以继续使用；在罕遇大地震作用下幕墙骨架不应坠落的三阶段设计要求，正确确定建筑幕墙性能设计值及分级等级，不出现性能设计值过低而导致无效设计，性能设计值过高而导致过剩设计，保证建筑幕墙做到安全适用、技术先进、经济合理。一、抗风压性能确定幕墙抗风压性能系指幕墙可开启部分处于关闭状态时，在风压作用下，幕墙变形不超过允许值且不发生结构损坏（如裂缝、面板破损、局部屈服、粘接失效等）及五金件松动、开启困难等功能障碍的能力。幕墙抗风压性能指标应按如下方法确定：1、幕墙属于围护结构，抗风压性能指标应根据GB50009-001(2006年版)-2的规定幕墙所受的风荷载标准值Wk=gzs1zW0确定，其指标值不应低于Wk，且不应小于1.0kPa。式中：Wk-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2)；gz-高度Z处的阵风系数z-风压高度变化系数sl-局部风压体型系数W0-基本风压,2、在抗风压性能指标值作用下，幕墙的支承体系和面板的相对挠度和绝对挠度不应大于下表的要求。支承结构类型相对挠度(L跨度)绝对挠度(mm)构件式玻璃幕墙单元式幕墙铝合金型材L/18020（30）a钢型材L/25020（30）a 玻璃面板短边距/60石材幕墙金属板幕墙人造板材幕墙铝合金型材L/180钢型材L/250点支承玻璃幕墙钢结构L/250索杆结构L/200玻璃面板长边孔距/60全玻璃幕墙玻璃肋L/200玻璃面板跨距/60a：括号内数据适用于跨距超过4500mm的建筑幕墙产品3、抗风压性能分级指标以安全检测压力差P3进行分级，应符合GB50009的规定，并符合下表的要求。分级代号123456789分级指标值P3 (kPa)1.0P31.51.5P3 2.02.0P32.52.5P33.03.0P33.53.5P34.04.0P34.54.5P35.0P35.0注1：9级时需同时标注P3的测试值。如：属9级（5.5kPa）注2：分级指标值P3为正、负风压测试值绝对值的较小值。【例】：求北京标高为64.0m处风荷载变形性能设计值【解】基本风压W0=0.45 kN/m264.0m高处阵风系数(按B类区计算)：gz=0.891+(Z/10)-0.16=1.55164.0m高处风压高度变化系数(按B类区计算):z=(Z/10)0.32=(64.0/10)0.32=1.811局部风压体型系数(墙角区、该处从属面积为：2.70m2)：sl (A)=sl (1)+sl (10)-sl (1)log(A)=-1.8+0.81.8-1.80.431=-1.645sl=-1.645+(-0.2)=-1.845该处局部风压体型系数sl=1.845风荷载标准值:Wk=gzzslW0 =1.5511.8111.8450.450 =2.332 kN/m2经计算在3级之间，应选择4级进行设计。二、水密性能确定幕墙水密性能系指幕墙可开启部分为关闭状态时，在风雨同时作用下，防止雨水渗漏的能力。水密性能指标应按如下方法确定：1、根据 GB50178-93建筑气候区划标准规定下列地区属于A和A地区，即热带风暴和台风多发地区，水密性能指标按P=1000zcw0计算设计，且固定部分不宜小于1000Pa,可开启部分与固定部分同级。区属号123456789101112A盐城上海舟山温州宁德A福州泉州汕头广州茂名北海海口儋县琼中三亚台北香港2、其它地区水密性能指标可按P=1000zcw075%进行计算设计，且固定部分取值不宜低于700Pa，可开启部分与固定部分同级。式中：P 水密性能指标；z 风压高度变化系数，应按GB50009的有关规定采用；c 风力系数，可取1.2；w0 基本风压（kN/m2），应按GB50009的有关规定采用； 3、按上述公式计算值，在下面建筑幕墙水密性能分级表中按固定部分选择大于计算的分级，可开启部分与固定部分同级。分级代号12345分级指 标值 P（Pa）固定部分500P700700P10001000P15001500P2000P2000可开启部分250P350350P500500P700700P1000P1000注: 5级时需同时标注固定部分和开启部分P的测试值。有水密性要求的建筑幕墙在现场淋水试验中，不应发生水渗漏现象。【例】求北京标高为64.0m处水密性能设计值【解】P=1000zcw075%=10001.8111.20.450.75=733.455经计算在2级之间，应选择3级进行设计。三、气密性能确定幕墙气密性能系指幕墙可开启部分在关闭状态时，可开启部分以以及幕墙整体阻止空气渗透的能力。气密性能指标应按如下方法确定：1、气密性能指标应符合下表标准的有关规定（门窗气密性能按2003门窗标准规定值，幕墙按2007建筑幕墙规定值），并满足相关节能标准的要求。标准号及名称地区分类建筑层数、高度气密性能分级气密性能指标单位缝长m3/（mh）单位面积m3/（h）GB50176-93民用建筑热工设计规范（居住建筑和公共建筑）在冬季室外平均风速3.0m/S1-632.5q1 1.57.5q2 4.57-3041.5q1 0.5 4.5q2 1.53.0m/S1-62-7-3032.5q1 1.57.5q2 4.5GB50189-2005公共建筑节能设计标准外窗41.5q1 0.54.5q2 1.5透明幕墙31.5q2 0.51.2q2 0.5JGJ75-2003夏热冬暧地区居住建筑节能设计标准夏热冬暖地区外窗及阳台门1-9层32.5q1 1.57.5q2 4.510层以上41.5q1 0.5 4.5q2 1.5JGJ134-2001夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准夏热冬冷地区1-6层32.5q1 1.5 7.5q2 4.57层及7层以上41.5q1 0.54.5q2 1.5JGJ26-95民用建筑建筑节能设计标准（采暧居住建筑部分）采暧地区1-6层32.5q1 1.5 7.5q2 4.5 7-30层以上41.5q1 0.5 4.5q2 1.5 2、在一般情况下按下表的建筑幕墙气密性能设计指标一般规定确定地区分类建筑层数、高度气密性能分级气密性能指标小于开启部分qL (m3/mh)幕墙整体qA(m3/h)夏热冬暖地区10层以下22.52.010层及以上31.51.2其它地区7层以下22.52.07层及以上31.51.23、开启部分气密性能分级指标qL和幕墙整体（含开启部分）气密性能分级指标qA应符合下表要求。分级代号1234开启部分分级指标值qL （m3mh）4.0 qL2.52.5qL1.51.5qL0.5qL0.5整体分级指标值qA （m3m2h）4.0qA2.02.0qA1.21.2qA0.5qA0.5四、热工性能的确定建筑幕墙的热工性能按幕墙传热系数和玻璃（或其它透明材料）幕墙遮阳系数进行分级。（一）建筑幕墙传热系数建筑幕墙传热系数(K)：围护结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量，单位：W(m2K)。1、建筑幕墙传热系数应按民用建筑热工设计规范（居住建筑和公共建筑）GB50176-93的规定确定，地区分类位置保温性能分级保温性能指标 W/（K）严寒地区各朝向窗户2K阳台门下部门芯板1.35寒冷地区各朝向窗户5K北向窗户4K阳台门下部门肚板1.722、建筑幕墙传热系数并满足下列标准的要求。（1）公共建筑节能设计标准GB 50189-2005规定： l 严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40。l 根据建筑所处城市的建筑气候分区,围护结构的热工性能围护结构传热系数限值(传热系数K W/(m2K) 气候分区严寒地区A区严寒地区B区代表性城市海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里、齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依、佳木斯、安达长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平、呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、本溪、阜新、哈密、鞍山、张家口、酒泉、伊宁、吐鲁番、西宁、银川、丹东围护结构部位体形系数0.30.3体形系数0.4体形系数0.30.3体形系数0.4外墙(包括非透明幕墙)0.450.400.500.45单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比比0.23.03.22.80.2比0.32.82.92.50.3比0.42.52.62.20.4比0.52.02.11.80.5比0.71.71.81.6屋顶透明部分2.52.6围护结构传热系数限值(传热系数K W/(m2K) 气候分区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区代表性城市兰州、太原、唐山、阿坝、喀什、北京、天津、大连、阳泉、平凉、石家庄、德州、晋城、天水、西安、拉萨、康定、济南、青岛、安阳、郑州、洛阳、宝鸡、徐州南京、蚌埠、南通、合肥、九江、武汉、黄石、岳阳、汉中、上海、杭州、宁波、宜昌、长沙、南昌、株洲、永州、赣州、桂林、重庆、成都、贵阳、遵义、福州、梅州、兴宁、英德、河池、柳州、贺州、泉州、厦门、广州、深圳、湛江、汕头、海口、南宁、北海、梧州围护结构部位体形系数0.30.3体形系数0.4外墙(包括非透明幕墙)0.600.501.01.5单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比传热系数传热系数传热系数传热系数比0.23.53.04.76.50.2比0.33.02.53.54.70.3比0.42.72.33.03.50.4比0.52.32.02.83.00.5比0.72.01.82.53.0屋顶透明部分2.72.73.03.53.50.35l 建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于0.70。当窗（包括透明幕墙）墙面积比小于0.40时，玻璃（或其他透明材料）的可见光透射比不应小于0.40。（2）夏热冬暧地区居住建筑节能设计标准JGJ75-2003的规定l 分为北区（考虑夏季空调兼顾冬季采暧）和南区（考虑夏季空调可不考虑冬季采暧）。北区内，单元式、通廊式住宅的体形系数不宜超过0.35，塔式住宅的体形系数不宜超过0.40。l 居住建筑的外窗面积不应过大，各朝向的窗墙面积比，北向不应大于0.45；东、西向不应大于0.30；南向不应大于0.50。居住建筑的天窗面积不应大于屋顶总面积的4%，传热系数不应大于4.00W(m2K)，本身的遮阳系数不应大于0.5。l 对南区(包括阳台门透明部分)外窗的传热系数不作规定。l 北区外窗的传热系数KW(m2K)和综合遮阳系数Sw应符合下表规定：外墙外窗的综合遮阳系数Sw外窗的传热系数KW(m2K)平均窗墙面积比0.250.25且0.300.30且0.350.35且0.400.40且0.45K2.0D3.00.92.00.82.50.73.02.02.00.63.02.52.52.00.53.52.52.52.02.00.43.53.03.02.52.50.34.03.03.02.52.50.24.03.53.03.03.0K2.0D3.00.95.03.52.50.85.54.03.02.00.76.04.53.52.52.00.66.55.04.03.03.00.56.55.04.53.53.50.46.55.54.54.03.50.36.55.55.04.04.00.26.56.05.04.04.0K2.0D3.0或K0.70.96.56.54.02.50.86.56.55.03.52.50.76.56.55.54.53.50.66.56.56.05.04.00.56.56.56.55.04.50.46.56.56.55.55.00.36.56.56.55.55.00.26.56.56.56.05.5（3）夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2001规定l 条式建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40。l 多层住宅外窗宜采用平开窗。l 外窗宜设置活动外遮阳。l 外窗的传热系数KW(m2K)应符合下表规定：朝向窗外环境条件窗墙面积比0.250.25且0.300.30且0.350.35且0.450.45且0.50北(偏东60到偏西60范围)冬季最冷月室外平均气温54.74.73.22.5冬季最冷月室外平均气温54.73.23.22.5东、西(东或西偏北30到偏南60范围)无外遮阳措施4.73.2有外遮阳(其太阳辐射透过率20%)4.73.23.22.52.5南(偏东30到偏西30范围)4.73.23.22.52.5（4）民用建筑节能设计标准（采暧居住建筑部分）JGJ26-95规定并要符合采暖居住建筑节能检验标准JGJ132-2001要求l 建筑物的体形系数应控制在0.30及0.30以下。l 不同朝向的窗(包括阳台门上部透明部分)墙面积比不应超过：北0.25；东、西0.30；南0.35。l 外窗的传热系数KW(m2K)应符合下表规定：采暧期室外平均温度（）代表性城市传热系数限值KW(m2K)窗户（含阳台门上部透明部分）阳台门下部门芯板外门郑州、洛阳、宝鸡、徐州4.70(单层塑料窗)4.00(单框双玻金属窗)1.70西安、拉萨、济南、青岛、安阳石家庄、德州、晋城、天水北京、天津、大连、阳泉、平凉兰州、太原、唐山、阿坝、喀什西宁、银川、丹东4.001.35张家口、鞍山、洒泉、伊宁、吐鲁番3.00沈阳、大同、本溪、阜新、哈密3.002.50呼和浩特、抚顺、大柴旦3.00延吉、通辽、通化、四平2.50长春、乌鲁木齐2.50哈尔滨、牡丹江、克拉玛依2.50佳木斯、安达、齐齐哈尔、富锦2.50海伦、博克图2.00伊春、呼玛、海拉尔、满州里2.003、幕墙传热系数应按相关规范进行设计计算。4、幕墙在设计环境条件下应无结露现象。5、对热工性能有较高要求的建筑，可进行现场热工性能试验。6、幕墙传热系数分级指标K应符合下表的要求。分级代号12345678分级指标值K （W/m2k）K5.05.0K 4.04.0K3.03.0K2.52.5K2.02.0K1.51.5K1.0K900降落高度H(mm)150020002000室外侧撞击能量E（N.m）300500800800降落高度H(mm)700110018001800注1：性能标注时应按：室内侧定级值/室外侧定级值。例如：2/3 为室内2级，室外3级。注2：当室内侧定级值为3级时标注撞击能量实际测试值，当室外侧定级值为4级时标注撞击能量实际测试值。例如：1200/1900室内1200 N.m，室外1900 N.m。八、 光学性能确定1、有采光功能要求的幕墙，其透光折减系数（光通过窗框和采光材料与窗相组合的挡光部件后减弱的系数，用符号Tr表示）不应低于0.45。2、有辨色要求的幕墙，其颜色透视指数（光源（D65）透过过玻璃后的一般颜色指数，用Ra表示）不宜低于Ra80。建筑幕墙采光性能分级指标透光折减系数Tr应符合表中的要求。分级代号12345分级指标值T0.2T0.30.3T0.40.4 T0.50.5T0.6T0.6 注：5级时需同时标注T的测试值。3、 玻璃幕墙的光学性能应满足GB/T18091的规定。九、 承重力性能1、幕墙应能承受自重和设计时规定的各种附件的重量，并能可靠地传递到主体结构。2、在自重标准值作用下，水平受力构件在单块面板两端跨距内的最大挠度不应超过该面板两端跨距的1/500，且不应超过3mm。十、 建筑幕墙抗震性能1、应满足GB50011的要求建筑幕墙应满足所在地抗震设防烈度的要求。2、对有抗震设防要求的建筑幕墙，其试验样品在设计的试验峰值加速度条件下不应发生破坏。幕墙具备下列条件之一时应进行振动台抗震性能试验或其他可行的验证试验：a）面板为脆性材料，且单块面板面积或厚度超过现行标准或规范的限制；b）面板为脆性材料，且与后部支承结构的连接体系为首次应用；c）应用高度超过标准或规范规定的高度限制；d) 所在地区为9度以上（含9度）设防烈度。对开放式建筑幕墙的抗风压性能、热工性能、空气声隔声性能应符合设计要求；开放式建筑幕墙的水密性能可不作要求；开放式建筑幕墙的气密性能不作要求。以上是对GB/T 21086-2007建筑幕墙新标准的认识和理解，仅供参考。2008年4月28日