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1、建筑幕墙设计第五章幕墙的物理性能第1页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能幕墙的物理性能要讨论两个方面的问题幕墙的物理性能要讨论两个方面的问题:1.一个建筑物在其所处的环境条件下，要采用怎样性能的幕墙才一个建筑物在其所处的环境条件下，要采用怎样性能的幕墙才能满足其功能要求，即确定幕墙的性能设计值。能满足其功能要求，即确定幕墙的性能设计值。玻璃幕墙工程技术规范玻璃幕墙工程技术规范指出指出:玻璃幕墙的性能，应根据玻璃幕墙的性能，应根据建筑物所在地的地理、气候、建筑物的高度、体型及环境建筑物所在地的地理、气候、建筑物的高度、体型及环境条件进行设计。在确定性能设计值时
2、，还要注意有可开部条件进行设计。在确定性能设计值时，还要注意有可开部分与固定部分的项目，两部分性能设计值对应问题，即根分与固定部分的项目，两部分性能设计值对应问题，即根据上述原则确定了其中一部分的性能设计值后，还要确定据上述原则确定了其中一部分的性能设计值后，还要确定另一部分与之对应的性能设计值。另一部分与之对应的性能设计值。第2页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能幕墙的物理性能要讨论两个方面的问题幕墙的物理性能要讨论两个方面的问题:2幕墙产品的性能应由检测来决定。幕墙产品的性能应由检测来决定。幕墙产品设计定型时应进行性能检测。对大型工程幕墙也幕墙产品设计定
3、型时应进行性能检测。对大型工程幕墙也应进行检侧来确定其实际达到的性能水平，并与性能设计应进行检侧来确定其实际达到的性能水平，并与性能设计值比较，检查其是否达到设计性能要求。值比较，检查其是否达到设计性能要求。特别要指出特别要指出:与确定性能设计值不同，对区分可开部分与固与确定性能设计值不同，对区分可开部分与固定部分的项目，要分开检测，而不能只检测其中一部分，定部分的项目，要分开检测，而不能只检测其中一部分，再以对应值确定另一部分的性能值。再以对应值确定另一部分的性能值。建筑幕墙风压变形性能检测方法建筑幕墙风压变形性能检测方法建筑幕墙空气渗透性能检测方法建筑幕墙空气渗透性能检测方法建筑幕墙雨水渗
4、漏性能检测方法建筑幕墙雨水渗漏性能检测方法民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范民用建筑隔声设计规范民用建筑隔声设计规范建筑幕墙抗震性能振动台试验方法建筑幕墙抗震性能振动台试验方法玻璃幕墙工程技术规范玻璃幕墙工程技术规范第3页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第一节第一节 风压变形性能风压变形性能风压变形性能是指幕墙在与其垂直的风压作用下保风压变形性能是指幕墙在与其垂直的风压作用下保持正常功能，不发生任何损坏的能力。持正常功能，不发生任何损坏的能力。1 研究原因研究原因（1）风压的作用结果可使幕墙及杆件变形，拼接缝隙变大，降低）风压的作用结果可使幕墙及杆
5、件变形，拼接缝隙变大，降低气密、水密性能。气密、水密性能。（2）当风荷载产生的压力超过承受能力时，可产生永久变形，玻璃）当风荷载产生的压力超过承受能力时，可产生永久变形，玻璃破碎、五金损坏等。破碎、五金损坏等。为了维护正常的使用功能，研究抗风性能是幕墙设计为了维护正常的使用功能，研究抗风性能是幕墙设计 的重要环节。的重要环节。第4页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第一节第一节 风压变形性能风压变形性能2 风压变形性能设计值风压变形性能设计值P的计算的计算P在数值上等于风荷载标准值在数值上等于风荷载标准值Wk第5页，共22页，编辑于2022年，星期六 5
6、幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第二节第二节 雨水渗漏性能雨水渗漏性能-水密性能水密性能雨水渗漏性能系指在风雨同时作用下，幕墙透过雨水的雨水渗漏性能系指在风雨同时作用下，幕墙透过雨水的能力。和幕墙雨水渗漏性能有关的气候因素主要指暴风能力。和幕墙雨水渗漏性能有关的气候因素主要指暴风雨时的风速和降雨强度。雨时的风速和降雨强度。1 研究目的研究目的（1）防止雨水通过幕墙孔隙渗入室内。）防止雨水通过幕墙孔隙渗入室内。（2）防止雨水长期滞留在型材腔内腐蚀金属材料。）防止雨水长期滞留在型材腔内腐蚀金属材料。第6页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第二节第二节 雨水渗漏性
7、能雨水渗漏性能-水密性能水密性能2 雨水渗漏机理雨水渗漏机理（1）雨水渗漏三要素）雨水渗漏三要素 存在缝隙或孔洞存在缝隙或孔洞 存在雨水存在雨水 幕墙两侧存在压力差幕墙两侧存在压力差 防止雨水渗漏必须使三要素不同时满足防止雨水渗漏必须使三要素不同时满足（2）雨幕原理）雨幕原理 “雨幕雨幕”是指下雨时外窗的外表面被雨水淋成的一层水幕。由于水的性质和水是指下雨时外窗的外表面被雨水淋成的一层水幕。由于水的性质和水的表面自由能特点，这层水幕有保持其完整性和不易被渗透的特点。的表面自由能特点，这层水幕有保持其完整性和不易被渗透的特点。雨幕原理是一个设计原理，指雨水对这一层雨幕原理是一个设计原理，指雨水对
8、这一层“幕幕”的渗透如何被阻止的的渗透如何被阻止的原理。原理。第7页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第二节第二节 雨水渗漏性能雨水渗漏性能-水密性能水密性能3 幕墙水密性能设计计算幕墙水密性能设计计算由于不同地区降水量不同，把幕墙的水密性能设计区域由于不同地区降水量不同，把幕墙的水密性能设计区域分为两类分为两类 受热带风暴和台风袭击地区（南方沿海地区）受热带风暴和台风袭击地区（南方沿海地区）不受热带风暴和台风袭击地区不受热带风暴和台风袭击地区受热带风暴和台风袭击地区（固定部分）受热带风暴和台风袭击地区（固定部分）不受热带风暴和台风袭击地区（固定部分）不受
9、热带风暴和台风袭击地区（固定部分）可开启部分，根据分级值表按插值计算可开启部分，根据分级值表按插值计算第8页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第二节第二节 雨水渗漏性能雨水渗漏性能-水密性能水密性能第9页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第三节第三节 空气渗透性能空气渗透性能-气密性能气密性能 在风压作用下，其开启部分为关闭状态时，幕墙透过空在风压作用下，其开启部分为关闭状态时，幕墙透过空 气的能力。气的能力。1 研究目的研究目的 从幕墙缝隙渗入室内的空气量对建筑节能与隔声有较大影响，从幕墙缝隙渗入室内的空气量对建筑节
10、能与隔声有较大影响，一般由缝隙渗入室内的冷空气耗热量达到采暖耗热一般由缝隙渗入室内的冷空气耗热量达到采暖耗热20%-40%，所以研究气密性很重要。，所以研究气密性很重要。2 幕墙缝隙渗入室内冷空气耗热量计算公式幕墙缝隙渗入室内冷空气耗热量计算公式第10页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第三节第三节 空气渗透性能空气渗透性能-气密性能气密性能Q-由幕墙缝隙渗入室内冷空气耗热量由幕墙缝隙渗入室内冷空气耗热量Cp-空气定压比热容。取空气定压比热容。取1.0 单位换算系数单位换算系数 取取0.28L-幕墙缝隙计算长度幕墙缝隙计算长度l -基准高度（基准高度（10
11、m）风压单独作用下，单位时间通过每米幕墙缝隙空气量）风压单独作用下，单位时间通过每米幕墙缝隙空气量 采暖室内、外计算温度采暖室内、外计算温度 室外空气密度室外空气密度 Kg/m3M-时间时间 h第11页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第三节第三节 空气渗透性能空气渗透性能-气密性能气密性能 第12页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第三节第三节 空气渗透性能空气渗透性能-气密性能气密性能3 幕墙气密性能设计计算幕墙气密性能设计计算 第13页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第四节
12、第四节 保温性能保温性能保温性能系指在幕墙两侧存在空气温度差的条件下，幕保温性能系指在幕墙两侧存在空气温度差的条件下，幕墙阻抗从高温一侧向低温一侧传热的能力。墙阻抗从高温一侧向低温一侧传热的能力。不包括从缝隙中渗透空气的传热和太阳辐射传热。不包括从缝隙中渗透空气的传热和太阳辐射传热。1 保温性能级别保温性能级别幕墙保温性能级别的高低用传热系数幕墙保温性能级别的高低用传热系数K或传热阻或传热阻R0确定确定传热系数传热系数：在稳定传热条件下，幕墙两侧空气温度差为：在稳定传热条件下，幕墙两侧空气温度差为 1，单位时间通过单位面积的传热量。，单位时间通过单位面积的传热量。传热阻传热阻：R0=1/K 第
13、14页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第四节第四节 保温性能保温性能2 幕墙总热阻计算幕墙总热阻计算 第15页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第四节第四节 保温性能保温性能2 幕墙总热阻计算幕墙总热阻计算 空气层热阻，对中空玻璃而言，单层玻璃不考虑空气层热阻，对中空玻璃而言，单层玻璃不考虑 da=9mm Ra=0.12 da=12mm Ra=0.14 玻璃面板玻璃面板 0.76花岗石板花岗石板 3.49铝板铝板 203 第16页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第五节第五节 隔
14、声性能隔声性能通过空气传到幕墙外表面的噪声，经幕墙反射、吸收及通过空气传到幕墙外表面的噪声，经幕墙反射、吸收及其他能量转化后的减少量。其他能量转化后的减少量。1 噪声通过空气传递到幕墙外表面产生的效应噪声通过空气传递到幕墙外表面产生的效应 在幕墙表面产生反射在幕墙表面产生反射 被幕墙材料吸收转化为其他能量被幕墙材料吸收转化为其他能量 激发幕墙材料振动，通过幕墙将振动辐射到室内激发幕墙材料振动，通过幕墙将振动辐射到室内 沿幕墙材料向别处传播沿幕墙材料向别处传播 透过幕墙材料及孔隙传入室内透过幕墙材料及孔隙传入室内第17页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第五
15、节第五节 隔声性能隔声性能2 幕墙隔声量计算幕墙隔声量计算（1）有效隔声量）有效隔声量第18页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第五节第五节 隔声性能隔声性能2 幕墙隔声量计算幕墙隔声量计算（2）对各种玻璃的隔声量，采用经验公式计算）对各种玻璃的隔声量，采用经验公式计算第19页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第五节第五节 隔声性能隔声性能2 幕墙隔声量计算幕墙隔声量计算第20页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第六节第六节 平面内变形性能平面内变形性能在地震及大风作用下，建筑物各
16、层之间产生相对位移在地震及大风作用下，建筑物各层之间产生相对位移时，幕墙沟件就会产生水平的强制位移，幕墙平面内变时，幕墙沟件就会产生水平的强制位移，幕墙平面内变形性能，表征幕墙全部构造在建筑物层问变位，强制幕形性能，表征幕墙全部构造在建筑物层问变位，强制幕墙变形后应保持的性能。墙变形后应保持的性能。以相对位移量以相对位移量r作为分级依据作为分级依据 不导致构件损坏的位移量与幕墙层高之比不导致构件损坏的位移量与幕墙层高之比第21页，共22页，编辑于2022年，星期六 5 幕墙的物理性能幕墙的物理性能 第六节第六节 平面内变形性能平面内变形性能抗震设计，按主体结构弹性层间位移角限值抗震设计，按主体结构弹性层间位移角限值 的的3倍设计倍设计非抗震设计，按主体结构弹性层间位移角限值非抗震设计，按主体结构弹性层间位移角限值 的的1倍设计倍设计例：求南昌市一建筑（高例：求南昌市一建筑（高120m，钢，钢-混框架结构）平面内混框架结构）平面内 变形性能变形性能解：南昌按抗震设防考虑解：南昌按抗震设防考虑第22页，共22页，编辑于2022年，星期六