经典建筑幕墙综合重点工程核心技术综合规范概要.docx

建筑幕墙工程技术规范概要陆津龙上海市工程建设规范建筑幕墙工程技术规范DGJ08-56- （以下简称新地标），该规范由上海市金属结构行业协会幕墙工程技术中心会同相关企业、设计、科研、高校、管理等单位历时三年修订完成。本规范修订关键内容包含：新地标在玻璃幕墙基础上扩充为包含金属、石材、人造板材和复合板材等多种面板幕墙应用技术；新地标在构件式、全玻璃幕墙基础上增补了单元式幕墙、点支承幕墙、双层幕墙、幕墙开启窗及采光顶等内容，更为系统、完整；新地标将幕墙光反射、幕墙热工设计、幕墙防火、幕墙防雷单列成章；新地标对双层幕墙、建筑光伏一体化等新技术给予导向性条文要求等，本文概要性地介绍新地标关键修编技术内容和特点。一、总则1、适用高度1.0.3本规范适适用于高度小于280m玻璃幕墙、金属幕墙，高度小于120m花岗岩石材幕墙，高度小于80m其它面板材料幕墙工程。2、设计使用年限1.0.5建筑幕墙设计便用年限大于25年，其支承结构设计使用年限宜大于50年。依据支承结构和面板分开要求幕墙设计使用年限更为科学合理，支承结构设计使用年限和主体结构设计使用年限一致或靠近要求较科学，面板依据材料性能退化或可更换性要求为25年较为合理。二、材料1.3.5.7增加玻璃安全膜技术要求。2.3.8增加了瓷板、陶板、玻璃纤维增强水泥（GRC）板等性能指标。3.3.9增加了超薄型石材蜂窝板等技术指标。三、幕墙建筑设计1、面板面积限制4.1.6幕墙玻璃面板应符合以下要求：1） 除建筑物底层大堂和地面高度10m以下橱窗玻璃外，玻璃面板宜小于4.5m2。2）除夹层玻璃外，钢化玻璃应小于4.5m2、半钢化玻璃应小于2.5m2，钢化玻璃应有防自爆坠落方法、半钢化玻璃应有防坠落结构方法。3）除建筑物底层大堂和地面高度10m以下橱窗玻璃外，夹层玻璃面板应小于9.0m2。4.3.5玻璃部位不设护栏时：1）中空玻璃内片采取钢化玻璃，单块玻璃面积小于3.0m2，钢化玻璃厚度大于8mm。2）中空玻璃内片采取夹层玻璃，单块玻璃面积小于4.0m2，夹层玻璃厚度大于12.76mm。10.4.4花岗岩单块面板面积宜小于1.5m2，其它石材面板宜小于1.0m2。新地标对板块面积做出了明确要求，限制了幕墙分格越来越大趋势，更有利于玻璃、石材面板安全应用。2、面板种类限制4.1.8人员密集且流动性大关键公共建筑幕墙玻璃面板应采取夹层玻璃。4.1.9临街幕墙玻璃宜采取夹层玻璃。4.1.10幕墙建筑周围宜设置安全隔离带，关键出入口上方应有安全防护设施，人员密集处可采取设置绿化带、挑檐、有顶棚走廊等方法。4.3.3框支承玻璃幕墙面板可采取夹层玻璃、钢化玻璃或半钢化玻璃。10.2.2幕墙所用玻璃面板可选择夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃。10.4.4高层建筑、关键建筑及临街建筑立面，花岗岩面板厚度应大于30mm。依据玻璃碎性材料特点，为确保大型城市公共安全、避免“玻璃雨”危害，要求人流密集关键公共建筑、临街建筑玻璃幕墙使用夹胶玻璃，同时要求了消防登高面应急击碎玻璃设置。明确了玻璃“强而不碎、碎而不散落、散落无危害”应用标准。半钢化玻璃在满足以上标按时，也能够使用。3、设计文件深度新地标4.6节要求幕墙文件设计说明内容、施工图层次和内容、经典结构节点内容、结构计算内容等关键点和深度。四、幕墙性能设计建筑幕墙是包含多领域、多学科工程，新地标除了幕墙抗风压、水密、气密、平面内位移四项常规性能以外，对于幕墙光反射、热工设计、防火技术要求分别单独章表示。1、第5章幕墙光反射增加了玻墙比要求、幕墙光反射环境分析。5.2.1采取玻璃幕墙建筑立面应选择合适玻墙比，并符合本规范第4章、第6章和第7章相关要求。5.2.2除大堂、门厅和高度小于24m裙房外，建筑立面玻墙比宜小于40% 。5.2.3居住区或敏感目标较多地段，建筑立面玻墙比应小于40%。商务区和敏感目标较少地段，玻墙比宜小于70%。立面设计应符合幕墙光反射环境评价相关要求。2、第6章热工设计结合节能规范，要求了幕墙传热计算限值、计算方法。6.1.2建筑幕墙透明部分和非透明部分热工性能指标应符合公共建筑节能设计标准GB50189和建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T151相关要求。现有建筑幕墙材料、工艺、技术完全能够达成对应建筑节能要求，实际应用中存在性能指标不明确、计算方法不统一、计算值偏优等问题，使得建筑幕墙热工性能不佳情况出现，新地标第6章要求方法较为科学，规范了除双层幕墙以外全部幕墙热工设计技术手段。3、第7章幕墙防火结合建筑防火规范，要求了幕墙防火技术关键点。1）预防火焰传输、形成立体火灾是建筑消防设计第一要务。7.1.3建筑幕墙和各层楼板、防火分隔、实体墙面洞口边缘间隙等，应设置防火封堵。封堵结构在耐火时限内不应发生开裂或脱落。7.1.5同一块幕墙玻璃板块不应跨越建筑物土下、左右相邻防火分区。7.2.4金属幕墙采取铝塑复合板时，应满足消防要求。结构设计除符合7.1.2条要求外，可在每层楼板外沿部位和防火分区纵向分隔部位设置大于0.8m隔离带，隔离带外墙面板为不燃烧材料。建筑幕墙防火第一要务是预防火焰沿幕墙表面传输。建筑幕墙防火隔断是包含两方面问题：一是外表面火焰传输、二是幕墙和不燃主体结构之间空腔火焰传输。从立面上来看，包含跨楼层上下火焰传输、跨水平防火分区左右火焰传输。7.1.3条包含水平、垂直防火隔断。7.1.4条要求了非不燃表面材料如铝塑复合板不能大面积连续应用，必需双向设置隔离区。2）燃烧性能、耐火极限7.1.1幕墙面板材料和面板背后填充材料应为不燃或难燃材料，并符合消防要求。7.1.2无窗槛墙或窗槛墙高度小于0.8m建筑幕墙，应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.0h、高度不低于0.8m不燃烧实体裙墙或防火玻璃裙墙。墙内填充材料燃烧性能应满足消防要求。7.2.5紧靠建筑物内防火分隔墙两侧玻璃幕墙之间应设置水平距离大于2.0m、耐火极限不低于1.Oh实体墙或防火玻璃墙。幕墙层间结构是防火设计关键，此部分在实际工程应用中问题仍然不少。防火墙两侧幕墙防火在实际工程应用中较为忽略、问题也不少。3）逃生救援7.1.4消防登高立面不宜采取大面积玻璃幕墙。当采取时，应在建筑高度100m范围内设置应急击碎玻璃，并符合以下要求：A、设置应急击碎玻璃每层不少于2块，间距小于20m。B、每块应急击碎玻璃宽度大于1.20m，高度大于1.00m,并应设置显著警示标志。应急击碎玻璃应采取一般玻璃，不得采取夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃。C、应急击碎玻璃不宜部署在建筑物直通室外出入口上方。确需部署时，应设置宽度大于1.0m防护挑檐。以上技术关键点紧贴建筑防火“防火隔断、燃烧性能和耐火极限、逃生方法、救援方法”四个关键点，并结合建筑幕墙特点、较为系统完善。但在建筑防火隔断方面仍应深入明确和加强、并指导幕墙工程防火实践应用，相关技术见解笔者在建筑保温工程火灾事故思索论文中有具体表述。4）双层幕墙防火新地标7.3节要求了双层幕墙防火技术关键点，此部分也需深入工程实践、研究验证，但总体标准也是围绕着“防火隔断、燃烧性能和耐火极限、逃生方法、救援方法”四个关键点。4、幕墙防雷1）避雷要求。8.1.1幕墙建筑应按建筑物防雷分类采取防直击雷、侧击雷、雷电感应和等电位连接方法。建筑主体设计应明确主体建筑防雷分类。幕墙建筑防雷系统设计由幕墙设计和主体设计共同完成。8.2.1幕墙建筑应按防雷分类设置屋面接闪器、立面接闪带、等电位连接环，和防雷接地引下线，并满足表8.2.1要求。幕墙金属框架可按100m2划分网格,网格角点和防雷系统连接，形成电气贯通。2）增加了单元式幕墙、幕墙光伏系统避雷技术要求。8.2.3单元式幕墙防雷结构：A、有隔热结构幕墙型材应对其内外侧金属材料采取金属导体连接，每一单元板块连接不少于一处，宜采取等电位金属材料连接成良好电气通路。B、幕墙单元板块插口拼装连接和和主体结构连接处应按本规范8.2.1条要求形成防雷电气通路。对幕墙横、竖两方向单元板块之间橡胶接缝连接处，应采取等电位金属材料跨接，形成良好电气通路。8.2.4幕墙光伏系统连接、安装要求：A、应采取防直击雷和侧击雷方法。B、幕墙光伏系统宜采取共用接地方法。C、光伏控制器信号设备端口应安装信号电涌保护器。D、并网逆变器电源端口应安装电源电涌保护器。幕墙水密性能设计也应单独表述，依据雨水渗漏原因、关键影响原因，针对构件式幕墙、单元式幕墙等特点，系统性地编制幕墙防水设计标准，要求幕墙打胶系统、压腔系统、开缝系统等防水技术关键点，并满足正常使用极限状态下水密要求。气密设计也是一样，但较为简单。五、结构设计基础要求新地标9.1.1条要求了幕墙结构设计基准期为50年。1、风洞试验9.2.2建筑高度较高、体型不规则或风环境复杂幕墙结构，按本规范9.2.1条难以确定风荷载标准值时，用风洞试验或数值风洞方法确定。幕墙高度大于200m时应进行风洞试验。幕墙高度大于300m时应由两个非关联单位各自提供独立风洞试验结果相互验证。对用风洞试验或数值风洞方法所得结果应分析、比较和判定。2、和主体结构连接9.5.6由锚板和对称配置锚固钢筋所组成受力预埋件，应按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102或混凝土结构设计规范GB50010要求设计。后置埋件应按混凝土结构加固设计规范GB50367或混凝土结构后锚固技术规程JGJ145要求设计。9.5.8幕墙结构和主体结构采取后置埋件连接时，应依据其受力情况，合理部署锚栓埋件，确保其连接可靠，并符合下列要求：1）后置埋件用锚栓可选择自扩底锚栓、模扩底锚栓、特殊倒锥形锚栓或化学锚栓。锚栓钢材受拉性能须进行复验，复验结果应符合混凝土结构加固设计规范GB50367要求。2）锚栓外露部分应防腐蚀处理。3）锚栓直径和数量应经计算确定。锚栓直径大于10mm,每个后置埋件上不得少于2个锚栓。4）锚栓承载力设计值应小于其极限承载力50%，并进行承载力现场试验，必需时进行极限拉拔试验。5）就位后需焊接作业后置埋件应使用机械扩底锚栓，或化学锚栓和机械锚栓交叉部署。化学锚栓超出半数后置埋件，就位后不得在其部件及连接件上焊接作业。六、面板设计1、新地标增加了点式玻璃孔边应力计算要求。10.2.11在垂直于幕墙平面风荷载和地震作用下，四点支承玻璃面板应力和角度：1）可采取非线性有限元方法计算跨中最大应力、孔边最大应力和跨中最大接度。2）孔边最大应力设计值不应超出玻璃边缘强度设计值，跨中最大应力设计值应不超出玻璃中部强度设计值。2、新地标明确要求了石材面板许用、限用支承方法。10.4.8面板可用短槽、通槽、背栓等方法支承。板块连接和支承，不应采取钢销、T形连接件和角形倾斜连接件。新地标依据多年石材面板应用问题，如小块石材固定、板中斜托板、石材破碎后可更换性等，限制了钢销、T形件和板中斜托板三种石材固定方法。3、新地标增加了背栓计算要求。4、新地标增加了微晶玻璃板、陶板、瓷板、千思板、玻璃纤维增强水泥板（GRC框架板）、蜂窝铝板、石材蜂窝板技术要求。七、幕墙开启窗11.1.2开启扇面积不应大于1.8m2。新地标限制了幕墙开启窗越来越大趋势，更有利于开启窗安全应用。开启窗也是幕墙关键技术关键点和难点之一，新地标单独一章要求了开启窗通常要求、结构和采光天窗技术要求。笔者认为对于幕墙开启窗结构安全如窗扇固定、洞口使用安全、结构计算等仍可深入细化，对于开启窗水密、气密等关键性能仍可深入细化。八、幕墙结构和设计1、构件式幕墙12.2.8隔热型材中隔热体不应承受或传输荷载。应采取可靠连接结构，将隔热体外荷载传至隔热体内侧受力构件上。12.3.4立柱和主体结构连接件应有足够承载力。铝合金连接件材料厚度应大于8mm，钢连接件材料厚度应大于6mm。每一连接处螺栓应不少于2个，螺栓直径大于10mm。采取焊接时，应标注焊接要求。构件式幕墙是最为成熟技术，新地标要求了断热条不得永久受力、且外侧型材不计入截面特征计算。新地标12.5.7条增加了钢铝组合截面设计计算。12.5.8条增加了转角或突变处立柱，考虑最不利荷载和作用组合，对立柱截面最小抵御矩和最小惯性矩方向作补充验算和校核。2、单元式幕墙新地标增加了单元式幕墙内容，关键技术关键点包含：13.2.4单元式幕墙插接接缝设计。13.2.5单元式幕墙对接接缝设计。13.3.3采取插接式组合构件设计时立柱荷载分配。13.3.6明框单元板块隔热条。新地标认为单元式幕墙技术已基础成熟，不管是等压腔设计、结构计算、制作和安装，新地标较系统地总结了双层幕墙工程实践。对接接缝单元式幕墙多年也出现应用，这类幕墙日本应用较多。仍应深入细化适用范围、对接接缝两侧单元板块协同变形、层间分层排水等技术要求。3、双层幕墙新地标认为双层幕墙是一个新型、在中国尚不完全成熟技术，仅编制导向性关键技术要求。1）适应性14.1.1双层幕墙结构形式应按建筑性质、等级、使用功效、地理环境和气候条件等原因确定，并和空调系统相协调。双层幕墙使用前应做适应性判定，地理环境和气候条件、空调系统协调性、造价和性能比是关键考虑指标。2）风荷载取值14.1.6双层幕墙风荷载标准值除应符合本规范9.2节要求外，尚应符合以下风荷载分配标准：A、内通风双层幕墙外层幕墙应承受全部风荷载值，内层幕墙应承受大于1.0kN /m2风荷载值及外力冲击荷载值。B、外通风双层幕墙外层幕墙应承受全部风荷载值，内层幕墙承受风荷载值可按表14.1.6取用，且应大于1.0kN/m2。新地标仅对外通风、内通风两类双层幕墙结构提出了要求。对双层幕墙通风量、热工设计提出了导向性要求。但中国现在通风双层幕墙成功案例极少，双层幕墙通风、热工设计仍是技术难点，行业内应深入加强研究和验证，双层幕墙防火、隔声等也需深入技术积累。4、全玻璃幕墙5、点支承玻璃幕墙16.1.5点支承幕墙玻璃单片厚度应大于8mm。夹层玻璃和中空玻璃，其单片厚度也应符合上述要求（强条）。16.3.2索杆桁架结构在永久荷载控制组合效应作用下，拉索（杆）不应受压而退出工作在可变荷载控制组合效应作用下，拉索（杆）可退出工作，但结构体系仍应能维持稳定平衡状态。16.4.4单层平面挠度限值取其短跨支承点距离1/50。单拉索挠度限值取其支承点距离1/50。新地标对点支承结构中成熟钢架系统、要求按钢结构规范计算。对于索杆系统、单层索网支承结构提出了导向性要求，相关受力模型、假定和边界条件计算方法仍应加强研究和验证。6、采光顶棚和金属屋面除了立面幕墙基础要求外，增加了相关屋面上人荷载、雪荷载、排水设计等针正确技术要求。九、检验和检测1、检测范围19.1.1高度大于等于24m或总面积大于等于300m2建筑幕墙，必需检测其样品物理性能。其它可采取2年内同一企业同类幕墙型式试验汇报替换物理性能检测，但型式试验样品必需能代表该幕墙，其性能指标不得低于该幕墙性能指标。2、安全性能检测评定适用范围19.1.2建筑幕墙有下列情况之一，应进行安全性能检测评定：1）未按建筑幕墙规范设计、施工和验收。2）工程技术资料、质量证实资料不齐全。3）停建建筑幕墙工程复工前。4）遭遇地震、火灾，或强风攻击发生幕墙损坏。5）发生幕墙面板碎裂、开启部分坠落或构件损坏等情况。6）建筑幕墙使用过程中出现质量问题，业主或主管部门有评定要求。3、建筑幕墙物理性能检测新地标强化了建筑幕墙在正常使用极限状态下保持气密、水密性能要求，并经过物理性能试验给予验证。也就是说，在标准风荷载、1倍主体结构弹性层间位移作用下，建筑幕墙水密、气密性能不应降低。19.3.3检测次序，幕墙样品安装于测试箱体。采光顶棚和金属屋面安装，应使样品倾角和实际工程一致。样品和箱体之间应密封处理，根据气密性检测水密性检测（稳定加压、波动加压）抗风压性能检测（最大试验压力为风荷载标准值）反复气密性检测反复水密性检测平面内变形性能检测（1倍主体结构弹性层间位移角控制值）反复气密性检测反复水密性检测抗风压性能检测（最大试验压力为1.4倍风荷载标准值）平面内变形性能检测（3倍主体结构弹性层间位移角控制值）次序检测。复杂、关键建筑幕墙可选择动态水密性、热循环、热工性能、耐撞击性能、抗震性能振动台检测。十、其它1、针对新型面板，和新增双层幕墙、单元式、点支承、光伏等幕墙，增加了加工制作、安装施工、工程验收相关技术要求。2、附录增加了幕墙光反射环境评价方法、开口铝合金立柱强度折减系数、双层幕墙隔声计算、压型金属屋面等内容。新地标在原有地方标准和行业标准基础上，总结工程实践，内容更为完善和系统。对于成熟产品、技术、工艺应用给予明确要求;对于还未完全成熟产品、技术、工艺应用给予导向性要求，为其深入发展留为空间。