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幕墻設計中的若干問題(上)

來源:中國建筑金屬協會  作者:趙西安  日期:2005-1-14
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    (1)防火玻璃在幕墻中的應用
    幕墻采用的防火玻璃應為單片防火玻璃及其制品(如中空玻璃),目前采用單片銫鉀玻璃為多。防火玻璃可以在下列情況下采用:

    1)防火墻兩側的玻璃面板

    2)樓層間水平隔煙層;日前采川單片銫鉀玻璃為多。

    3)樓層結構高度小于800mm,未設實體窗下墻時,樓板上(下)的面板;

    4)樓層中的透明防火隔斷(透明防火墻)。

    支承防火玻璃的金屬骨架應采川鋼結構,不宜采用鋁型材。防火試驗表明,型材在高溫下迅速熔化,會使玻璃失去支承而坍落,使防火墻、防火帶失效;而鋼型材可以維持相當長的時間不會軟化。

    (2)雙層通風幕墻的防火問題
    雙層通風幕墻通過熱通道中的氣流調節熱通道的溫度,減少室內溫度與外界的溫差,達到節能的要求,宜采用多層風道的通風方式。但目前國內消防規范要求層間設置封閉隔煙層,因此熱通道只能是一個層高。為避免本層排風口排出的空氣又被上層進風口吸人,形成氣流短路,可以在滿足防火隔煙要求的前提下,采用下列通風方式之一:

    1)加大排風口與上層進風口的豎向距離;

    2)采用本跨進風后,在鄰跨排風的S形通風路線方式。    .
    當外幕墻采用透明玻璃、要求高度通透明,層間隔煙層可采用單片銫鉀防火玻璃。深圳電視中心拉索點支外幕墻就采用了這種透明隔煙措施。

    (3)高度很大的內天井、內庭的防火問題
   目前有些建筑設置了很高的內庭或內天井,如北京電視中心的內庭高度達到150m,為防止火災和煙霧在層間擴散蔓延,在天井周邊可采用單層銫鉀防火玻璃圍成井筒,并采用型鋼骨架。

    (4)實體墻面上的防火封堵
    在群房中常有大面積混凝土墻體,塔樓部分也常有連續多層的混凝土墻體,在實體墻上建造金屬和石材幕墻,層間防煙層難以施工。這時可以在門窗洞口周圍設置密實的防煙封堵。

    2.3  雙層通風幕墻的選用
    雙層通風幕墻可節能40%~60%,降噪可達35~40dB,表現了良好的建筑性能。全國會計師培訓中心北京基地實測結果:其K值可達1.0(冬天)和1.1(夏天),降噪可達37dB,均提高性能等級l一2級。

    但是,雙層通風幕墻造價高,技術復雜,占用建筑面積3%一5%,增大投資;外幕墻還降低了房間私密性和增大相互干擾。因此,雙層通風幕墻應經過經濟技術比較后,選擇應用。

    3  荷載和地震作用
    3.1  風荷載計算
    1)風荷載計算應按GB50009—200l進行。采用50年一遇的基本風壓。體型復雜、高度超過200m的幕墻,宜進行風洞試驗。

    2)采光頂的體型系數可參照荷載規范采用,形狀復雜、周圍有高大建筑的采光頂,宜進行風洞試驗確定其體型系數。

    3)荷載規范沒有明確列出水平采光頂、雨棚應考慮正風壓。為安全起見,建議考慮可能出現正風壓的作用,并考慮下列兩種組合:

    1,2G+1.4W
    l,356+0.6~1.4W
    C和W分別代表恒載和向下的風荷載。

    4)雙層幕墻的風荷載問題相當復雜,還沒有明確的定論。建議外幕墻按荷載規范計算,內幕墻的風荷載可按外幕墻的風荷載適當折減。

    3.2  地震作用
    按修訂后的抗震規范,作用于幕墻平面垂直方向的地震作用擴大系數取為5.00除石材幕墻外,地震作用力一般較小,不起主要作用。地震作用參與組合時,組合值系數①E取為0.5。

    采光頂、大面積雨棚宜考慮豎向地震作用,8度抗震設計時,豎向地震力可按恒載加活載的10%考慮(上、下兩個方向)。

  3.3  振動臺試驗
  雖然幕墻上作用的地震力較小,不起主要控制作用,但是地震是動力作用,對幕墻的節點和連結構造形成大的沖擊,甚至損壞、失效。對節點和連接構造的可靠性,可以通過振動臺試驗予以驗證。

    目前國內已進行過石材幕墻的背栓連接、短槽連接、背槽連接和背卡式連接的振動臺試驗;鋁板幕墻框支承玻璃幕墻(明框、隱框)的振動臺試驗;陶板幕墻的振動臺試驗,對試驗條件、測試方法和結果分析已積累了較豐富的經驗。

    3.4  直接吹風試驗
    采用飛機螺旋槳對幕墻進行直接吹風試驗(飛機頭試驗)在國內已經進行。試驗對了解遮陽板遮陽百頁在風力作用下的振動和嘯叫聲有直接的結果,有利于修改其設計。雙層幕墻的風力問題,也有望采用這種試驗來解決。

 
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