幕墙设计中的一些问题：规范.材料.防火（PPT116页）

1、幕墙设计中的一些问题 (一)规范、材料、防火中国建筑科学研究院 赵西安2013 幕墙标准规范正确理解和执行标准规范一 规范标准是成熟经验的总结，不是对新技术的 展望。规范并不限制新技术的应用。二 规范分强制性和推荐性，GB和 GB/T是不同的。 条文有强制性（黑体字）和非强制性（宋体字）。 非强制性内容可协商，在合同中另行约定。三 规范的适用范围不等同于该技术的适用范围。四 条文规定有松严程度不同，不是一律执行。 必须，严禁；应，不应；宜， 不宜；可，可不。五 规范标准的从新原则：同一版本以新版为准；不 同规范中对同一事物的规定以最新规定为准。 一、实践在先，规范在后 实践在先，规范在后。 规

2、范是成熟经验的总结。 只有已经在工程中大量采用，经验丰富的技术，才能列入规范的条文。所以，很多新技术是没有列入规范的。规范并不限制新技术的应用。相反，希望大家广泛应用，总结经验，待条件成熟时，列入规范。不能以规范未包括为由，不许采用。技术在发展，超规范是必然规律，应该抱欢迎态度。 二、掌握规范的松严程度 并不是所有的标准和规范都要严格执行。 标准分为强制性标准和推荐性标准。 GB 是强制性标准，无特殊理由应当执行；GB/T 是推荐性标准，倾向要按规定执行。 因此，是否按 GB/T 的规定执行要根据实际情况自己作出决定，GB/T 的规定没有强制性。 比如, GB/T 21086 就属于推荐性标准

3、表11关于4.5m以上跨度的支承结构,绝对挠度不大于30mm的规定,不会列入工程标准实际工程中，许多玻璃幕墙支承结构的跨度远远大于4.5m，不可能满足30mm的限值。 三、规范的适用范围规范总则明确规定“本规范”的适用范围，不是该技术的适用范围如：JGJ 133-2001 JGJ 133-2001 石材幕墙只管到100米，抗震只管到8度 条文写的是“本规范的适用范围是.”，不是写“石材幕墙的适用范围是.”或者“抗震设防的幕墙的适用范围是”。 规范的适用范围只限定规范的管理范围，并没有涉及幕墙的适用范围，更没有限制幕墙的适用范围。 超出规范适用范围的幕墙设计与施工问题承建厂商自行决定和解决。JG

4、J133 规范编制于1996年 JGJ 133 规范编制于上一世纪的19961998年代，2001年颁布执行。它反映的是16年前的技术水平和认识水平。 当时国内建造的石材幕墙，高度超过100米的很少，经验不多。因此不列入规范的适用范围。100米以上的石材幕墙已是广泛应用的成熟技术 JGJ 133-2001 规范颁布后，11年已经过去，100米以上的石材幕墙已经大量建造，积累了丰富的经验，成为成熟的技术。 JGJ 133 规范新版本，将适用于所有高度的花岗石幕墙和100米以下的非花岗石幕墙。 JGJ 133 新版本，规范的适用范围已经不受高度的限制，但是高度超过100米要用花岗石面板 9度区建造

5、玻璃和石材幕墙 四、条文的 “必须、应、宜、可”规范用词 必须吃饭。 应按时吃饭。 宜吃米饭、馒头。 可吃面包、汉堡。 1996年编制的JGJ 133-2001：（铝型材）要用螺栓连接。2001年修订的JGJ 102-2003：（铝型材）可以用螺栓连接（也可以不用，改用焊接）；（钢型材）可不用螺栓连接，可以用焊接。 五、与时俱进，不断更新 设 计 标 准 规 范 不 断 更 新 玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-2003已经执行九年。积累了丰富的工程经验。 金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001已经修订，正在报批。 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102重新修订工作已完成，正在报批。 规

6、范标准总是轮流修改，轮流颁布，不断更新。不可能大家同时修改，同时颁布。 质量验收规范GB 50210-2001 目前使用的质量验收规范是2001年的版本，幕墙部分是对应于102-96和133-2001的。102-96早已作废，133-2001已修改，正送审和报批。新的装饰装修工程质量验收规范应早日修订颁布。 对应于102-2003的验收规范尚未出台，因而手头上的质量验收规范还在执行，会因新老规范的差异，产生许多矛盾。当2001年版本装饰装修工程质量验收规范中关于幕墙验收的规定与102-2003的规定不同时，要按照102-2003相应的新规定执行.JGJ 133-2001编在16年前，是针对铝合

7、金建筑幕墙编制的 133规范编制于上一个世纪199699年间，当时从事幕墙工程的不是建筑公司，而是军转民的飞机制造公司，因熟悉铝合金制品而形成了幕墙这一行业。所以当时业内共识是幕墙只用铝合金型材，当时幕墙的标准名称为“铝合金建筑幕墙”、“铝合金玻璃幕墙”。1993年编制102-96规范时，建筑行业人士坚持取消了“铝合金”三个字，但对采用钢型材没有达成共识。102、133是针对铝型材编的。1990年代幕墙只用铝合金骨架称为“铝合金幕墙”所有技术文件、规范都局限于铝合金“金属与石材幕墙工程技术规范” JGJ 133-2001 该规范编制于上一个世纪(1996-1999)，当时幕墙只用铝合金结构。限

8、于当时的認识水平和技术水平，这本规范只适用于铝合金结构。 因此有些条文规定不适用于现在的幕墙工程，尤其不适用于钢结构，应另行作出新规定。 133规范的许多条文是根据铝合金型材的特点规定的，不适用于钢型材，不能直接套用。更不能以这些规定为理由，硬要把钢结构当成铝结构来做，对钢结构提出一些违反常理的、无法接受的可笑做法。钢结构的设计基本依据，应是钢结构设计规范 GB 50017。 幕墙钢结构的设计应按钢结构设计规范的原则进行。 下列条文规定不适用于钢结构5.1.2 立柱和角码,立柱和其它连接件应用螺栓连接.角码应用螺栓与预埋钢板连接.5.6.1, 5.7.1 型材壁厚宽厚比的规定.5.6.6 横梁

9、应通过螺栓与立柱连接.5.7.2 上下柱应采用芯柱连接.5.7.11 立柱应采用螺栓与角码连接,角码应采用螺栓与预埋件连接.“玻璃幕墙工程技术规范” JGJ 102-2003 该规范修正了JGJ 1332001中许多不妥当的规定，又对幕墙钢结构作出相关规定，更为合理，在技术上有了很大的进步。 1996年编制的JGJ 133-2001：（铝型材）要用螺栓连接。2001年修订的JGJ 102-2003：（铝型材）可以用螺栓连接（也可以不用，改用焊接）；（钢型材）可不用螺栓连接，可以用焊接。 设计一般规定 尺 寸 幕墙规范中的“尺寸”，除另有说明者外，都是指标准的、公称的、理论的尺寸。凡标准、规范中

10、规定有允许偏差的产品，尺寸偏差在允许范围内就是合格品，应予验收。 凡是专指实际的、实测的尺寸，规范条文会专门指明。2.5mm是“壁厚”， 不是“实测壁厚” JGJ 102-96，JGJ 102-2003，JGJ 133-2001 对铝型材的最小“壁厚”作出规定。 GB 50210-2001 对铝型材的规定抄自 102-96，但自行加上“实测”二字。从此许多工程验收产生很大的麻烦。 “壁厚”和“实测壁厚”是不同的概念，不能想加就加，想改就改。型材壁厚大量负偏差能否验收？ 北京电视中心幕墙验收时，发现大量立柱的铝型材截面实际厚度小于2.50mm，但都大于2.35mm，能否验收发生了争议。 为此专门

11、召开了专家论证会，会议一致认为：所有截面厚度均在国家标准允许偏差范围内，应予验收。负偏差很多是由于延长模具使用寿命的生产工艺要求而出现的，可以理解。 北京数字出版信息中心二期幕墙论证意见 1、铝合金型材最小壁厚应按JGJ 102-2003玻璃幕墙工程技术规范的规定执行。 2、JGJ 102-2003玻璃幕墙工程技术规范规定的型材壁厚均为公称尺寸，不是实测尺寸。铝合金型材壁厚允许偏差按GB 5237-2004铝合金型材的规定执行。针对本工程，铝合金立柱壁厚允许偏差为正负0.15mm，那铝合金立柱实测厚度不小于2.35mm则为合格产品。 3、本工程铝合金型材壁厚可按JGJ 102-2003玻璃幕墙

12、工程技术规范的有关规定进行验收 。 设 计 使 用 年 限幕墙 目前只有结构设计明确规定了设计使用年限，建筑设计没有明确规定。 幕墙属于可更换结构，结构设计使用年限取不小于25年。这里指的是幕墙的面板和直接支承面板的横梁立柱（一级结构）。 幕墙的大型支承钢结构和支承铝横梁立柱的钢结构（二级结构）的结构设计使用年限宜按主体结构考虑。 预埋件不容易更换，宜按50年考虑。 设计使用年限采光顶 目前，采光顶技术规范还在编制过程中，其设计使用年限还没有明确规定。 采光顶水平覆盖室内空间，安全问题突出，其支承结构往往是主体结构的一部分，共同工作；许多情况下其跨度很大，结构体系复杂，受力很大。因此，采光顶的

13、面板和直接支承面板的柃条可按25年考虑，柃条以下的支承结构设计使用年限宜与主体结构相同。 抗震设计的三个水准 多遇地震小震，结构弹性，计算内力和位移；结构完好； 设防地震中震，结构弹塑性，位移达到弹性位移的三倍，结构轻微破损，修理后继续可用； 罕遇地震大震，结构进入塑性，位移可达1/1001/50，只要求结构不倒塌，已经无法再使用。 平面内变形试验要求一、在弹性位移限值内，试件建筑功能保持完好无损。二、到弹性位移的三倍时，面板、面板与铝框之间的结构胶、面板构件与横梁立柱的连接件基本完好，个别的、局部的破损可以更换或修复，修理后可以继续进行试验。三、大震位移（1/100或1/50）下，支承结构不

14、能破断、飞散、倒塌，幕墙不能坠落。这阶段试验不能在试验箱进行，只能在结构试验室施加重力或油压荷载，直到幕墙试件破坏。结构胶设计按第一阶段进行 结构胶作为结构构件之一，其承载力设计和变形能力设计（即胶缝宽度和厚度计算）应按第一阶段进行。 计算胶缝宽度时，考虑风荷载和多遇地震。 计算胶缝厚度时，按弹性位移限值考虑。 幕墙经受了地震的考验按规范设计施工的幕墙，经受了2008年5月12日汶川大地震和2010年4月14日玉树地震的考验。只要主体结构不倒，幕墙就保持完好或仅有轻微损伤。 汶川地震和玉树地震中建筑幕墙的出色表现，充分说明：按现行规范进行设计、施工的幕墙，完全可以满足抗震要求。2011.2.2

15、2 新西兰地震 这次地震中，砖木结构的住宅、商店大量倒塌，多层公共建筑严重破坏，电视台CTV倒塌后埋了200余人。 高层建筑震害较轻。 建筑幕墙表现出色。 风荷载的取值应特别注意 荷载规范只给出了一般情况下的取值。幕墙形状复杂和邻近有其他建筑时，局部可能出现较大风力，设计时要特别注意。关于挠度控制的问题 GB/T 21086 第6.1.1.2 规定了支承结构的挠度不大于20（30）毫米，对于大跨度结构是不适用的。所以JGJ 102 和JGJ 133 规范不会列入。 GB/T 21086 是推荐性标准， 因此，是否按 GB/T 的规定执行要根据实际情况自己作出决定，GB/T 的规定没有强制性。

16、GB/T 21086 属于推荐性标准表11关于4.5m以上跨度的支承结构,绝对挠度不大于30mm的规定,不会列入工程标准实际工程中，许多玻璃幕墙支承结构的跨度远远大于4.5m，不可能满足30mm的限值。T3航站楼立柱最高达到40m，30mm相当于L/1330，这要求是不太合理的。 T3 幕墙桁架柱高达40米 挠度不可能小于30毫米铝型材3.6m以上，钢型材5m以上，挠度很容易超过20mm限值，只好规定4.5m以上时放宽至30mm。那20m、30m、50m跨度时又怎么办？ “鸟巢”屋面跨度300m，自重作用下计算挠度185mm，卸载实测挠度178mm，相当于跨度的1/1700，刚度非常大，难道也

17、要控制30mm？结构设计不采用绝对挠度控制 结构和构件的跨度相差悬殊，有些构件的跨度可能不到1米，有些可长达几十米、几百米。不能用一个数值控制。 虽然可以按跨度分几个档次分别作出规定，这实际上不就是用相对挠度控制吗？幕墙支承结构的挠度采用相对值控制是合理的 幕墙防火设计十件事 1.层 间 防 火 多层建筑每层是一个防火分区，为防止火灾从一个防火分区向另一个分区蔓延，层间必须防火分隔。 层间分隔由两部分组成： 1 800毫米高的不燃烧墙体； 2 层间隔烟充填。层间防火带可以避免火从下一楼层向上一楼层蔓延 防 火 要 求 层间防火 上下楼层之间要有0.8米高的不燃烧墙体,防止火从下层窜到上层. 实

18、体墙,位于楼板边缘的混凝土梁板和有防火层的钢梁,防火材料组成的防火墙,单片防火玻璃等可计入这0.8米的高度.由防火材料组成的防火墙可以计入高度 位于楼面边缘的混凝土梁和防火钢梁高度(包括混凝土楼板高度)可计入不敷出钢梁高度小于800mm，用不燃烧材料补足高度福州中央金座大厦258米 混凝土梁离得太远 竖向 保温层应改为防火墙 保温棉改为防火棉 左：层间未设800毫米高不燃烧墙体，应加右：用防火棉组成不燃烧墙体，符合要求。立柱加装夹胶防火玻璃层间800mm不燃烧墙体截 位于防火墙左右两侧的防火带,能防止火从一个防火单元窜入邻近的防火单元. 2.防火隔断左右的处理 同一楼层面积过大,应用防火隔断分

19、为若干防火分区.在防火隔断两侧左右各1.0米宽度内应设不燃烧墙体. 实体墙,防火材料构成的不燃烧墙体,单片防火玻璃等可计入这1.0米.横向防火：按照防火分区示意图所要求，在两个相邻防火分区间设置防火玻璃幕墙铝板、石板后面应设实体墙，或者用防火板加防火岩棉的防火墙 3.层 间 隔 烟 为防止下层的烟雾窜入上层,在楼层间位置幕墙与楼面结构之间要作防烟封堵. 防烟封堵要求密实,不透烟,可用岩棉,防火板,单片防火玻璃等,只要达到不透烟的目的就可以了.最常用的做法是100毫米厚的防火岩棉,用金属板或防火板承托. 防烟封堵可做一道或两道,位置不限.常用做法是岩棉加防火钢板层迭迭防火棉不到位，聚苯保温板烧后

20、会出现大开口防烟层应直通，连到铝型材防烟封堵每层两道隔烟层不封闭，形同虚设。火一烧就开口料实体墙上的防烟封堵 铝板幕墙或石材幕墙后面如为实体墙,可以不每层做层间防烟封堵,但门窗洞口周边要做防烟封堵.通常用100毫米厚的防火岩棉.洞口封堵的目的是防止幕墙后面的烟通过洞口周边的空隙窜入室内. 但是公安部通知规定层间防烟和洞口防烟都要做，只能按照执行。实体墙上可以每层分别设置隔烟层也可以只封堵门窗洞口周边采取保护防火棉的措施防水湿防垃圾防污染实体墙面不设层间防烟封堵时，门窗洞口边缘应加封堵洞口边不加封堵，烟会窜入室内石材幕墙后面实体墙可以不作层间 隔烟层,但要填塞洞口周边不能把层间800mm全堵死

21、用防火岩棉做层间防烟封堵，可以只做一道，也可以在楼面梁上下各做一道。每道的厚度为100mm.岩棉要充填密实，不能透烟。充填密实，不是把板后面的空间全部填满。而是在100mm的厚度（高度）范围内不留空隙，不透烟。如果把板后空间全堵死，没有了空气层，容易结露，降低保温性能。如果前面是玻璃板，阳光下特别容易积聚热量，使玻璃破裂。玻璃后面的保温层要通风玻璃与保温层之间至少要有50mm的距离。上方和背面要开通风小孔。要防止阳光下温度太高4.火灾频发, 选用耐火材料很重要 最近，幕墙工地和已建成的幕墙工程火灾频发，已引起大家的严重关切。其中，最容易引发火灾的材料是： 保温材料 铝塑板 当前，保温材料能否达

22、到A2级是个大问题。 聚苯板碰火就着，火焰大，黑烟浓。它还像火药引子，迅速将火焰蔓延、扩大，上下左右立体延烧。用作保温，施工时要严加看管，慎之又慎。 黑芯铝塑板遇火迅速燃烧，不宜用于外幕墙。应采用白芯的复合铝板。 5.划分保温层分区 公共建筑的金属屋面或金属幕墙往往面积很大，保温层又连续满铺。如果采用挤塑板这样可能引火的材料，一旦着火，将迅速扩大火灾范围，“星星之火，可以燎原。”不可不防。建议大面积保温层应采用钢板、防火板或防火岩棉划分成10002000平米的分区；高层建筑应隔几层划分一个防火分区。 大面积保温层要划分保温层的防火隔离带 6. 堵塞有危险的 竖向孔道TVCC的凹凸造型形成通风管道，为挤塑 板燃烧提供源源不断的氧气，扩大火灾石材装饰柱形成242米高的“烟囱”火灾时，“烟囱”（红色部分）源源不断提供氧气“烟囱”应每隔 510 层切断一次 有可能促使火灾蔓延、能在火灾燃烧中提供空气的竖向空间，要采用