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      幕墙设计要点及与经济性进行平衡策略

      发布时间:2018-11-1 16:27:26浏览次数:10038文章出处:金属幕墙工程设计公司

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      幕墙设计知识

      幕墙设计知识

        1.3幕墙功能、性能设计要点及与经济性进行平衡策略

        在幕墙的功能、性能设计方面,按照国家标准《建筑幕墙物理性能分级》(GB/T 15225),主要有以下几个方面:抗风压性能、空气渗透性能、抗雨水渗漏性能、保温,遮阳性能、隔声性能、平面变形适应性能、防坠及耐冲击性能、防火安全、防雷性能、通风换气功能。

        1.3.1抗风压设计 Wind Pressure Resistance

        根据建筑实际情况可针对性设计幕墙建筑施工,可以做到物尽其用。“向结构设计要合理性和经济效益”是成本优化和确保设计安全的保证。以决定幕墙抗风压性能的关键部件竖龙骨设计为例,浅谈以上理念如下:

        传力直接而明确,有利于保证可靠性,能降低综合成本。例如,减少转接次数。

        2宏观估算与有限元精细计算结合。目前结构计算软件发展很快,有限元计算准确度也是有保证了,所以复杂情况、复杂构件可用有限元软件计算,可比较准确反映实际应力和变形数值。

        根据控制类型针对性地选择材料建筑幕墙,能降低成本。例如,如果受力形式为材料强度控制型,可采用铝合金6063T6、6061或钢型材Q345B等。

        认真选择结构方式及受力模型金属幕墙设计,宏观上优化材料用量。多层建筑一般情况下具备采用多跨静定梁条件。采用多跨静定梁优于简支梁,根据室内效果一般悬挑长度为1/12,可节省材料为20%。图1.3.1.1列出了几种受力模型对应的计算简图,从中可领略差别。

        简支主梁计算:

        材料截面设计最大正应力值 σ=N/A0+M/Wx≤fa

        1.3.2抗空气渗透性能

        该性能高低不仅对幕墙节能产生重要影响,对水密性能的可靠性也有决定性的影响。所以通过选用高低温弹性胶条、气密线连续(室内侧气密线)等策略确保气密性能达标。

        1.3.3抗雨水渗漏性能

        容易发生雨水渗漏的斜幕墙排水设计:斜幕墙的防水难点在于,重力作用下大量流淌于幕墙表面的雨水通过细小的孔进入幕墙结构内部,并源源不断积累。所以一旦发生在重力作用下的漏水,一定是属于严

        幕墙漏水充分必要条件:存在缝隙形式的通道、有雨水、某种能量转换动力(其中包括重力、风压和吸力)。由于压力差是通常存在的动力,通过借助“等压”原理,在很短的时间(通常小于0.5 秒)使外侧风压与幕墙腔体内压力达到平衡,再外侧设“雨幕”,实现主动防水。但通常被忽略的事实是:“室内侧漏气”导致等压难于实现。

        重漏水。针对斜面幕墙防水难题,除了关注单元交界处通过“等压原理”防水以外,可采用“过程中分流”策略。实践证明这种策略既有效、又经济。


      幕墙设计知识

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        1.3.4幕墙节能设计:保温、隔热和遮阳性能

        幕墙可分为透光幕墙和非透光幕墙。其中非透光幕墙总传热系数R可按《民用建筑热工设计规范》GB50176进行计算(R=外表面热阻Re+幕墙热阻R+内表面热阻Ri)。透光幕墙的传热系数(1/R)的计算可采用以下公式(若采用多层构造,经“串联”热阻叠加计算):

        Uc =(Af*Uf+Ag*Ug+Lg*Ψg)/(Af+Ag)

        式中:

        Ag—玻璃面积㎡;Uf—型材框架传热系数(W/㎡·K);Af—型材框架面积㎡;

        Uc—透光幕墙的传热系数(W/㎡·K);Ug—玻璃传热系数(W/㎡·K);

        Lg—玻璃板可视周长m;Ψg—玻璃周边与框架间衬垫材料的线性传热系数(W/㎡·K)。

        从以上理论可以推断,解决和提高幕墙的保温、隔热性能,可以选择以下三个方法:

        提高组成幕墙的玻璃、型材、保温材料和玻璃与框之间衬垫材料构件的相关热阻,其中玻璃和型材为热工性能的决定性要件。例如,单玻璃改为中空玻璃;中空玻璃改用双中空等多层化方案;中空玻璃的中空层里增加非玻璃轻质有机透明材料,以实现此多层化(由于该产品成熟度低、成本高,实际工程中很少采用);采用高性能Low-E膜,例如三银Low-E玻璃等;

        幕墙体系采用多层化组合构造。例如,采用双层幕墙、外设遮阳百叶等;

        通过智能动态控制,改变材料特性(但智能控制更为重要特性是对遮阳的贡献)或体系总特性。例如,电致变玻璃构件、智能控制遮阳百叶等;

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