建筑幕墙工程技术规范概要.docx

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建筑幕墙工程技术规范概要

《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》DGJ08-56-2012（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有关企业、设计、科研、高校、管理等单位历时三年修订完成。

本规范修订的主要内容包括：

新地标在玻璃幕墙的基础上扩充为包括金属、石材、人造板材和复合板材等各种面板的幕墙应用技术；新地标在构件式、全玻璃幕墙的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予以导向性条文规定等，本文概要性地介绍新地标的主要修编技术内容和特点。

　　一、总则

　　1、适用高度

　　本规范适用于高度不大于280m的玻璃幕墙、金属幕墙，高度不大于120m的花岗岩石材幕墙，高度不大于80m的其他面板材料的幕墙工程。

　　2、设计使用年限

　　建筑幕墙设计便用年限不小于25年，其支承结构的设计使用年限宜不小于50年。

　　根据支承结构和面板分开规定幕墙设计使用年限更为科学合理，支承结构设计使用年限与主体结构设计使用年限一致或接近的规定较科学，面板根据材料性能退化或可更换性规定为25年较为合理。

　　二、材料

　　增加玻璃安全膜的技术要求。

　　增加了瓷板、陶板、玻璃纤维增强水泥（GRC）板等的性能指标。

　　增加了超薄型石材蜂窝板等的技术指标。

　　三、幕墙建筑设计

　　1、面板的面积限制

　　幕墙玻璃面板应符合以下要求：

　　1）除建筑物的底层大堂和地面高度10m以下的橱窗玻璃外，玻璃面板宜不大于。

　　2）除夹层玻璃外，钢化玻璃应不大于、半钢化玻璃应不大于，钢化玻璃应有防自爆坠落措施、半钢化玻璃应有防坠落构造措施。

　　3）除建筑物的底层大堂和地面高度10m以下的橱窗玻璃外，夹层玻璃面板应不大于。

　　玻璃部位不设护栏时：

　　1）中空玻璃的内片采用钢化玻璃，单块玻璃面积不大于，钢化玻璃厚度不小于8mm。

　　2）中空玻璃的内片采用夹层玻璃，单块玻璃面积不大于，夹层玻璃厚度不小于。

　　花岗岩单块面板的面积宜不大于，其他石材面板宜不大于。

　　新地标对板块面积做出了明确规定，限制了幕墙分格越来越大的趋势，更有利于玻璃、石材面板的安全应用。

　　2、面板种类的限制

　　人员密集且流动性大的重要公共建筑的幕墙玻璃面板应采用夹层玻璃。

临街幕墙玻璃宜采用夹层玻璃。

幕墙建筑周边宜设置安全隔离带，主要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、有顶棚的走廊等措施。

　　框支承玻璃幕墙的面板可采用夹层玻璃、钢化玻璃或半钢化玻璃。

　　幕墙所用玻璃面板可选用夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃。

　　高层建筑、重要建筑及临街建筑立面，花岗岩面板厚度应不小于30mm。

　　根据玻璃碎性材料的特点，为确保大型城市公共安全、避免“玻璃雨”危害，规定人流密集的重要公共建筑、临街建筑的玻璃幕墙使用夹胶玻璃，同时规定了消防登高面的应急击碎玻璃设置。

明确了玻璃“强而不碎、碎而不散落、散落无危害”的应用原则。

半钢化玻璃在满足以上原则时，也可以使用。

　　3、设计文件深度

　　新地标节规定幕墙文件的设计说明内容、施工图层次和内容、典型构造节点内容、结构计算内容等要点和深度。

四、幕墙性能设计

　　建筑幕墙是涉及多领域、多学科的工程，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、防火的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的规定、幕墙光反射的环境分析。

　　采用玻璃幕墙的建筑立面应选择恰当的玻墙比，并符合本规范第4章、第6章和第7章的相关规定。

　　除大堂、门厅和高度不大于24m的裙房外，建筑立面玻墙比宜不大于40%。

　　居住区或敏感目标较多的地段，建筑立面玻墙比应不大于40%。

商务区和敏感目标较少的地段，玻墙比宜不大于70%。

立面设计应符合幕墙光反射环境评价的相关规定。

　　2、第6章热工设计结合节能规范，规定了幕墙传热计算限值、计算方法。

　　建筑幕墙的透明部分和非透明部分的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的相关规定。

　　现有建筑幕墙的材料、工艺、技术完全能够达到相应建筑节能要求，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的情况出现，新地标第6章规定的方法较为科学，规范了除双层幕墙以外所有幕墙的热工设计的技术手段。

　　3、第7章幕墙防火结合建筑防火规范，规定了幕墙防火的技术要点。

　　1）防止火焰传播、形成立体火灾是建筑消防设计第一要务。

　　建筑幕墙与各层楼板、防火分隔、实体墙面洞口边缘的间隙等，应设置防火封堵。

封堵构造在耐火时限内不应发生开裂或脱落。

　　同一块幕墙玻璃板块不应跨越建筑物土下、左右相邻的防火分区。

　　金属幕墙采用铝塑复合板时，应满足消防要求。

构造设计除符合

　　条规定外，可在每层楼板外沿部位和防火分区纵向分隔部位设置不小于的隔离带，隔离带外墙面板为不燃烧材料。

　　建筑幕墙防火的第一要务是防止火焰沿幕墙表面传播。

建筑幕墙防火隔断是涉及两方面问题：

一是外表面火焰传播、二是幕墙与不燃主体结构之间空腔的火焰传播。

从立面上来看，包括跨楼层上下火焰传播、跨水平防火分区的左右火焰传播。

　　条包括水平、垂直防火隔断。

　　条规定了非不燃的表面材料如铝塑复合板不能大面积连续应用，必须双向设置隔离区。

　　2）燃烧性能、耐火极限

　　幕墙面板材料和面板背后的填充材料应为不燃或难燃材料，并符合消防规定。

　　无窗槛墙或窗槛墙高度小于的建筑幕墙，应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于、高度不低于的不燃烧实体裙墙或防火玻璃裙墙。

墙内填充材料的燃烧性能应满足消防要求。

　　紧靠建筑物内防火分隔墙两侧的玻璃幕墙之间应设置水平距离不小于、耐火极限不低于的实体墙或防火玻璃墙。

　　幕墙层间构造是防火设计重点，此部分在实际工程应用中问题仍然不少。

防火墙两侧的幕墙防火在实际工程应用中较为忽视、问题也不少。

　　3）逃生救援

　　消防登高立面不宜采用大面积的玻璃幕墙。

当采用时，应在建筑高度100m范围内设置应急击碎玻璃，并符合以下规定：

　　A、设置应急击碎玻璃每层不少于2块，间距不大于20m。

　　B、每块应急击碎的玻璃宽度不小于，高度不小于,并应设置明显的警示标志。

应急击碎玻璃应采用普通玻璃，不得采用夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃。

　　C、应急击碎玻璃不宜布置在建筑物直通室外的出入口上方。

确需布置时，应设置宽度不小于的防护挑檐。

　　以上技术要点紧贴建筑防火“防火隔断、燃烧性能和耐火极限、逃生措施、救援措施”四个要点，并结合建筑幕墙的特点、较为系统完善。

但在建筑防火隔断方面仍应进一步明确和加强、并指导幕墙工程防火实践应用，有关技术观点笔者在《建筑保温工程火灾事故思考》论文中有详细表述。

　　4）双层幕墙防火

　　新地标节规定了双层幕墙的防火技术要点，此部分也需进一步工程实践、研究验证，但总体原则也是围绕着“防火隔断、燃烧性能和耐火极限、逃生措施、救援措施”四个要点。

　　4、幕墙防雷

　　1）避雷要求。

　　幕墙建筑应按建筑物的防雷分类采取防直击雷、侧击雷、雷电感应以及等电位连接措施。

建筑主体设计应明确主体建筑的防雷分类。

幕墙建筑的防雷系统设计由幕墙设计与主体设计共同完成。

　　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，并满足表的要求。

幕墙金属框架可按100m2划分网格,网格角点与防雷系统连接，形成电气贯通。

2）增加了单元式幕墙、幕墙光伏系统的避雷技术要求。

　　单元式幕墙防雷构造：

　　A、有隔热构造的幕墙型材应对其内外侧金属材料采用金属导体连接，每一单元板块的连接不少于一处，宜采用等电位金属材料连接成良好的电气通路。

　　B、幕墙单元板块插口拼装连接和与主体结构连接处应按本规范条规定形成防雷电气通路。

对幕墙横、竖两方向单元板块之间橡胶接缝连接处，应采用等电位金属材料跨接，形成良好的电气通路。

　　幕墙光伏系统的连接、安装规定：

　　A、应采取防直击雷和侧击雷的措施。

　　B、幕墙光伏系统宜采用共用接地方式。

　　C、光伏控制器的信号设备端口应安装信号电涌保护器。

　　D、并网逆变器的电源端口应安装电源电涌保护器。

　　幕墙水密性能的设计也应单独表述，根据雨水渗漏原因、主要影响因素，针对构件式幕墙、单元式幕墙等的特点，系统性地编制幕墙防水设计原则，规定幕墙打胶系统、压腔系统、开缝系统等防水技术要点，并满足正常使用极限状态下的水密要求。

气密设计也是一样，但较为简单。

　　五、结构设计基本规定

　　新地标条规定了幕墙结构设计的基准期为50年。

　　1、风洞试验

　　建筑高度较高、体型不规则或风环境复杂的幕墙结构，按本规范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的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、比较和判断。

　　2、与主体结构连接

　　由锚板和对称配置的锚固钢筋所组成的受力预埋件，应按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102或《混凝土结构设计规范》GB50010的规定设计。

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的规定设计。

　　幕墙结构与主体结构采用后置埋件连接时，应根据其受力情况，合理布置锚栓埋件，保证其连接可靠，并符合下列规定：

　　1）后置埋件用锚栓可选用自扩底锚栓、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的规定。

　　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。

锚栓直径不小于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不大于其极限承载力的50%，并进行承载力现场试验，必要时进行极限拉拔试验。

　　5）就位后需焊接作业的后置埋件应使用机械扩底锚栓，或化学锚栓与机械锚栓交叉布置。

化学锚栓超过半数的后置埋件，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的计算要求。

　　在垂直于幕墙平面的风荷载和地震作用下，四点支承玻璃面板的应力和角度：

　　1）可采用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过玻璃边缘强度设计值，跨中最大应力设计值应不超过玻璃中部强度设计值。

　　2、新地标明确规定了石材面板的许用、限用支承方式。

　　面板可用短槽、通槽、背栓等方式支承。

板块的连接和支承，不应采用钢销、T形连接件和角形倾斜连接件。

　　新地标根据近年石材面板的应用问题，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式。

　　3、新地标增加了背栓的计算要求。

　　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、石材蜂窝板的技术要求。

　　七、幕墙开启窗

　　开启扇面积不应大于。

　　新地标限制了幕墙开启窗越来越大的趋势，更有利于开启窗的安全应用。

　　开启窗也是幕墙重要技术要点和难点之一，新地标单独一章规定了开启窗一般规定、构造和采光天窗的技术要求。

笔者认为对于幕墙开启窗的结构安全如窗扇固定、洞口使用安全、结构计算等仍可进一步细化，对于开启窗的水密、气密等关键性能仍可进一步细化。

八、幕墙构造和设计

　　1、构件式幕墙

　　隔热型材中的隔热体不应承受或传递荷载。

应采用可靠的连接构造，将隔热体外的荷载传至隔热体内侧的受力构件上。

　　立柱与主体结构的连接件应有足够的承载力。

铝合金连接件材料厚度应不小于8mm，钢连接件材料厚度应不小于6mm。

每一连接处的螺栓应不少于2个，螺栓直径不小于10mm。

采用焊接时，应标注焊接要求。

　　构件式幕墙是最为成熟的技术，新地标规定了断热条不得永久受力、且外侧型材不计入截面特性计算。

新地标条增加了钢铝组合截面的设计计算。

条增加了转角或突变处立柱，考虑最不利荷载和作用的组合，对立柱截面最小抵抗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，主要技术要点包括：

　　单元式幕墙的插接接缝设计。

　　单元式幕墙的对接接缝设计。

　　采用插接式组合构件设计时立柱的荷载分配。

　　明框单元板块的隔热条。

　　新地标认为单元式幕墙技术已基本成熟，无论是等压腔设计、结构计算、制作和安装，新地标较系统地总结了双层幕墙的工程实践。

对接接缝的单元式幕墙近年也出现应用，此类幕墙日本应用较多。

仍应进一步细化适用范围、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种新型的、在国内尚不完全成熟的技术，仅编制导向性的主要技术要求。

　　1）适应性

　　双层幕墙的构造形式应按建筑性质、等级、使用功能、地理环境和气候条件等因素确定，并与空调系统相协调。

双层幕墙使用前应做适应性判断，地理环境和气候条件、空调系统协调性、造价和性能比是重要的考虑指标。

　　2）风荷载取值

　　双层幕墙风荷载标准值除应符合本规范节的规定外，尚应符合以下风荷载分配原则：

　　A、内通风双层幕墙的外层幕墙应承受全部风荷载值，内层幕墙应承受不小于/m2风荷载值及外力冲击荷载值。

　　B、外通风双层幕墙的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取用，且应不小于m2。

　　新地标仅对外通风、内通风两类双层幕墙的构造提出了要求。

对双层幕墙的通风量、热工设计提出了导向性规定。

但国内目前通风双层幕墙的成功案例极少，双层幕墙的通风、热工设计仍是技术难点，行业内应进一步加强研究和验证，双层幕墙的防火、隔声等也需进一步技术积累。

4、全玻璃幕墙

　　5、点支承玻璃幕墙

　　点支承幕墙玻璃单片厚度应不小于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）。

　　索杆桁架结构在永久荷载控制的组合效应作用下，拉索（杆）不应受压而退出工作在可变荷载控制的组合效应作用下，拉索（杆）可退出工作，但结构体系仍应能维持稳定的平衡状态。

　　单层平面挠度限值取其短跨支承点距离的1/50。

单拉索挠度限值取其支承点距离的1/50。

新地标对点支承结构中成熟的钢架系统、规定按钢结构规范计算。

对于索杆系统、单层索网的支承结构提出了导向性规定，有关受力模型、假定和边界条件的计算方法仍应加强研究和验证。

　　6、采光顶棚和金属屋面

　　除了立面幕墙基本要求外，增加了相关屋面上人荷载、雪荷载、排水设计等针对的技术要求。

　　九、检验与检测

　　1、检测范围

　　高度大于等于24m或总面积大于等于300m2的建筑幕墙，必须检测其样品的物理性能。

其余可采用2年内同一企业同类幕墙的型式试验报告代替物理性能检测，但型式试验样品必须能代表该幕墙，其性能指标不得低于该幕墙的性能指标。

　　2、安全性能检测评估适用范围

　　建筑幕墙有下列情况之一的，应进行安全性能检测评估：

　　1）未按建筑幕墙规范设计、施工和验收。

　　2）工程技术资料、质量证明资料不齐全。

　　3）停建的建筑幕墙工程复工前。

　　4）遭遇地震、火灾，或强风袭击发生幕墙损坏。

　　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估要求。

　　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、水密性能的要求，并通过物理性能试验予以验证。

也就是说，在标准风荷载、1倍的主体结构弹性层间位移的作用下，建筑幕墙的水密、气密性能不应降低。

　　检测顺序，幕墙样品安装于测试箱体。

采光顶棚和金属屋面的安装，应使样品倾角与实际工程一致。

样品与箱体之间应密封处理，按照气密性检测→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）→重复气密性检测→重复水密性检测→平面内变形性能检测（1倍的主体结构弹性层间位移角控制值）→重复气密性检测→重复水密性检测→抗风压性能检测（最大试验压力为倍风荷载标准值）→平面内变形性能检测（3倍的主体结构弹性层间位移角控制值）的顺序检测。

　　复杂、重要的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，以及新增的双层幕墙、单元式、点支承、光伏等幕墙，增加了加工制作、安装施工、工程验收的相关技术规定。

　　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、工艺的应用予以明确规定;对于尚未完全成熟的产品、技术、工艺的应用予以导向性规定，为其进一步发展留为空间。