幕墙设计中的一些问题-规范、材料、防火T116

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/T21086就属于推荐性标准表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。三、规范范的适用用范围规范总则则明确规规定“本规范”的适用用范围，，不是该该技术的的适用范范围如：JGJ133-2001JGJ133-2001石材幕墙墙只管到到100米，抗震震只管到到8度条文写的的是“本本规范的的适用范范围是…..””，不是写写“石材材幕墙的的适用范范围是…..””或者“抗抗震设防防的幕墙墙的适用用范围是是……”。规范的适适用范围围只限定定规范的的管理范范围，并并没有涉涉及幕墙墙的适用用范围，，更没有有限制幕幕墙的适适用范围围。超出规范范适用范范围的幕幕墙设计计与施工工问题承承建厂商商自行决决定和解解决。JGJ133规范编制制于1996年JGJ133规范编制制于上一一世纪的的1996~1998年代，2001年颁布执执行。它它反映的的是16年前的技技术水平平和认识识水平。。当时国内内建造的的石材幕幕墙，高高度超过过100米的很少少，经验验不多。。因此不不列入规规范的适适用范围围。100米以上的的石材幕幕墙已是是

广泛泛应用的的成熟技技术JGJ133-2001规范颁布布后，11年已经过过去，100米以上的的石材幕幕墙已经经大量建建造，积积累了丰丰富的经经验，成成为成熟熟的技术术。JGJ133规范新版版本，将将适用于于所有高高度的花花岗石幕幕墙和100米以下的的非花岗岗石幕墙墙。JGJ133新版本，，规范的的适用范范围已经经不受高高度的限限制，但但是高度度超过100米要用花花岗石面面板9度区建造造玻璃和和石材幕幕墙四、条文文的“必须、、应、宜宜、可””规范用词词必须吃饭。应按时吃饭饭。宜吃米饭、、馒头。。可吃面包、、汉堡。。1996年编制的的JGJ133-2001：（铝型材材）要用用螺栓连连接。2001年修订的的JGJ102-2003：（铝型材材）可以以用螺栓栓连接（（也可以以不用，，改用焊焊接）；；（钢型型材）可可不用螺螺栓连接接，可以以用焊接接。五、与时时俱进，，不断更更新设计标标准准规范范不不断更更新新《玻璃幕墙墙工程技技术规范范》JGJ102-2003已经执行行九年。。积累了了丰富的的工程经经验。《金属与石石材幕墙墙工程技技术规范范》JGJ133-2001已经修订订，正在在报批。。《玻璃幕墙墙工程技技术规范范》JGJ102重新修订订工作已已完成，，正在报报批。规范标准准总是轮轮流修改改，轮流流颁布，，不断更更新。不不可能大大家同时时修改，，同时颁颁布。质量验收收规范GB50210-2001目前使用用的《质量验收收规范》是2001年的版本，幕墙墙部分是是对应于于102-96和133-2001的。102-96早已作废，133-2001已修改，正送送审和报批。新的《装饰装修工程程质量验收规规范》应早日修订颁布。对应于102-2003的验收规范尚尚未出台，因因而手头上的《质量验收规范范》还在执行，会会因新老规范的差异，产产生许多矛盾盾。当2001年版本《装饰装修工程质量量验收规范》中关于幕墙验验收的规定与与102-2003的规定不同时时，要按照102-2003相应的新规定执行行.JGJ133-2001编在16年前，

是针针对铝合金建建筑幕墙编制制的133规范编制于上上一个世纪1996~99年间，当时从从事幕墙工程程的不是建筑筑公司，而是是军转民的飞飞机制造公司司，因熟悉铝铝合金制品而而形成了幕墙墙这一行业。。所以当时业业内共识是幕幕墙只用铝合合金型材，当当时幕墙的标标准名称为““铝合金建筑筑幕墙”、““铝合金玻璃璃幕墙”。1993年编制102-96规范时，建筑筑行业人士坚坚持取消了““铝合金”三三个字，但对对采用钢型材材没有达成共共识。102、133是针对铝型材材编的。1990年代幕墙只用用铝合金骨架架

称为“铝铝合金幕墙””所有技术文件件、规范都局局限于铝合金金“金属与石材幕幕墙工程技术术规范”JGJ133--2001该规范编制于于上一个世纪纪(1996--1999)，当时幕墙只只用铝合金结结构。限于当时的認認识水平和技技术水平，这这本规范只适用用于铝合金结结构。因此有些条文文规定不适用用于现在的幕墙工程，尤尤其不适用于于钢结构，应应另行作出新规规定。133规范的许多条条文是根据铝铝合金型材的的特点规定的的，不适用于于钢型材，不不能直接套用用。更不能以以这些规定为为理由，硬要要把钢结构当当成铝结构来来做，对钢结结构提出一些些违反常理的的、无法接受受的可笑做法法。钢结构的的设计基本依依据，应是《钢结构设计规规范》GB50017。幕幕墙钢结构构的设计应按按《钢结构设计规规范》的原则进行。。下列条文规定定不适用于钢钢结构5.1.2立柱和角码,立柱和其它连连接件应用螺螺栓连接.角码应用螺栓栓与预埋钢板板连接.5.6.1,5.7.1型材壁厚宽厚厚比的规定.5.6.6横梁应通过螺螺栓与立柱连连接.5.7.2上下柱应采用用芯柱连接.5.7.11立柱应采用螺螺栓与角码连连接,角码应采用螺螺栓与预埋件件连接.“玻璃幕墙工程程技术规范”JGJ102--2003该规范修正了了JGJ133—2001中许多不妥当的的规定，又对对幕墙钢结构作出相关规规定，更为合合理，在技术上有了很大大的进步。1996年编制的JGJ133-2001：（铝型材）要要用螺栓连接接。2001年修订的JGJ102-2003：（铝型材）可可以用螺栓连连接（也可以以不用，改用用焊接）；（（钢型材）可可不用螺栓连连接，可以用用焊接。设计一般规定定尺寸幕墙规范中的的“尺寸”，，除另有说明明者外，都是是指标准的、、公称的、理理论的尺寸。。凡标准、规规范中规定有有允许偏差的的产品，尺寸寸偏差在允许许范围内就是是合格品，应应予验收。凡是专指实际际的、实测的的尺寸，规范范条文会专门门指明。2.5mm是“壁厚”，，不不是““实测壁厚””JGJ102-96，JGJ102-2003，JGJ133-2001对铝型材的最最小“壁厚””作出规定。。GB50210-2001对铝型材的规规定抄自102-96，但自行加上上“实测”二二字。从此许许多工程验收收产生很大的的麻烦。“壁厚”和““实测壁厚””是不同的概概念，不能想想加就加，想想改就改。型材壁厚大量量负偏差能否否验收？北京电视中心心幕墙验收时时，发现大量量立柱的铝型型材截面实际际厚度小于2.50mm，但都大于2.35mm，能否验收发发生了争议。。为此专门召开开了专家论证证会，会议一一致认为：所所有截面厚度度均在国家标标准允许偏差差范围内，应应予验收。负负偏差很多是是由于延长模模具使用寿命命的生产工艺艺要求而出现现的，可以理理解。北京数字出版版信息中心二二期幕墙论证证意见1、铝合金型材材最小壁厚应应按JGJ102-2003《玻璃幕墙工程程技术规范》的规定执行。。2、JGJ102-2003《玻璃幕墙工程程技术规范》规定的型材壁壁厚均为公称称尺寸，不是是实测尺寸。。铝合金型材材壁厚允许偏偏差按GB5237-2004《铝合金型材》的规定执行。。针对本工程程，铝合金立立柱壁厚允许许偏差为正负负0.15mm，那铝合金立立柱实测厚度度不小于2.35mm则为合格产品品。3、本工程铝合合金型材壁厚厚可按JGJ102-2003《玻璃幕墙工程程技术规范》的有关规定进进行验收。。设计使用用年限限—幕墙目前只有结构构设计明确规规定了设计使使用年限，建筑设计计没有明确规规定。幕墙属于可更更换结构，结结构设计使用用年限取不小于25年。这里指的的是幕墙的面面板和直接支承面板的的横梁立柱（（一级结构））。幕墙的大型支支承钢结构和和支承铝横梁梁立柱的钢结构（二二级结构）的的结构设计使使用年限宜按主体结构构考虑。预埋件不容易易更换，宜按按50年考虑。设计使用年限限—采光顶目前，采光顶顶技术规范还还在编制过程程中，其设计计使用年限还还没有明确规规定。采光顶水平覆覆盖室内空间间，安全问题题突出，其支支承结构往往往是主体结构构的一部分，，共同工作；；许多情况下下其跨度很大大，结构体系系复杂，受力力很大。因此此，采光顶的的面板和直接接支承面板的的柃条可按25年考虑，柃条条以下的支承承结构设计使使用年限宜与与主体结构相相同。抗震设计的三三个水准多遇地震—小震，结构弹弹性，计算内内力和位移；；结构完好；；设防地震—中震，结构弹弹塑性，位移移达到弹性位位移的三倍，，结构轻微破破损，修理后后继续可用；；罕遇地震—大震，结构进进入塑性，位位移可达1/100~1/50，只要求结构构不倒塌，已已经无法再使使用。平面内变形试试验要求一、在弹性位位移限值内，，试件建筑功功能保持完好好无损。二、到弹性位位移的三倍时时，面板、面面板与铝框之之间的结构胶胶、面板构件件与横梁立柱柱的连接件基基本完好，个个别的、局部部的破损可以以更换或修复复，修理后可可以继续进行行试验。三、大震位移移（1/100或1/50）下，支承结结构不能破断断、飞散、倒倒塌，幕墙不不能坠落。这这阶段试验不不能在试验箱箱进行，只能能在结构试验验室施加重力力或油压荷载载，直到幕墙墙试件破坏。。结构胶设计按按第一阶段进进行结构胶作为结结构构件之一一，其承载力力设计和变形形能力设计（（即胶缝宽度度和厚度计算算）应按第一一阶段进行。。计算胶缝宽度度时，考虑风风荷载和多遇遇地震。计算胶缝厚度度时，按弹性性位移限值考考虑。幕墙经受了地地震的考验按规范设计施施工的幕墙，，经受了2008年5月12日汶川大地震震和2010年4月14日玉树地震的的考验。只要要主体结构不不倒，幕墙就就保持完好或或仅有轻微损损伤。汶川地震和玉玉树地震中建建筑幕墙的出出色表现，充充分说明：按按现行规范进进行设计、施施工的幕墙，，完全可以满满足抗震要求求。2011.2.22新西兰地震这次地震中，，砖木结构的的住宅、商店店大量倒塌，，多层公共建建筑严重破坏坏，电视台CTV倒塌后埋了200余人。高层建筑震害害较轻。建筑幕墙表现现出色。风荷载的取值值应特别注意意荷载规范只给给出了一般情情况下的取值值。幕墙形状状复杂和邻近近有其他建筑筑时，局部可可能出现较大大风力，设计计时要特别注注意。关于挠度控制制的问题GB/T21086第6.1.1.2规定了支承结结构的挠度不不大于20（30）毫米，对于于大跨度结构构是不适用的的。所以JGJ102和JGJ133规范不会列入入。GB/T21086是推荐性标准准，因因此，是否按按GB/T的规定执行要要根据实际情情况自己作出出决定，GB/T的规定没有强强制性。GB/T21086属于推荐性标标准表11关于4.5m以上跨度的支支承结构,绝对挠度不大大于30mm的规定,不会列入工程程标准实际工程中，，许多玻璃幕幕墙支承结构构的跨度远远远大于4.5m，不可能满足足30mm的限值。T3航站楼立柱最最高达到40m，30mm相当于L/1330，这要求是不不太合理的。。T3幕墙桁架柱高高达40米挠度不可能小小于30毫米铝型材3.6m以上，钢型材材5m以上，挠度很很容易超过20mm限值，只好规规定4.5m以上时放宽至至30mm。那20m、30m、50m跨度时又怎么么办？“鸟巢”屋面面跨度300m，自重作用下下计算挠度185mm，卸载实测挠挠度178mm，相当于跨度度的1/1700，刚度非常大大，难道也要要控制30mm？结构设计不采采用绝对挠度度控制结构和构件的的跨度相差悬悬殊，有些构构件的跨度可可能不到1米，有些可长长达几十米、、几百米。不不能用一个数数值控制。虽然可以按跨跨度分几个档档次分别作出出规定，这实实际上不就是是用相对挠度度控制吗？幕墙支承结构构的挠度采用用相对值控制制是合理的幕墙防火设计计十件事1.层间防火火多层建筑每层层是一个防火火分区，为防防止火灾从一一个防火分区区向另一个分分区蔓延，层层间必须防火火分隔。层间分隔由两两部分组成：：1800毫米高的不燃燃烧墙体；2层间隔烟充填填。层间防火带可可以避免火从从下一楼层向向上一楼层蔓蔓延防火要求求层间防火上下楼层之间间要有0.8米高的不燃烧墙体,防止火从下层层窜到上层.实体墙,位于楼板边缘缘的混凝土梁梁板和有防火层的钢钢梁,防火材料组成成的防火墙,单片防火玻璃璃等可计入这这0.8米的高度.由防火材料组组成的防火墙墙可以计入高高度位于楼楼面边边缘的的混凝凝土梁梁和防防火钢钢梁高高度(包括混混凝土土楼板板高度度)可计入入不敷出出钢梁高高度小小于800mm，用不不燃烧烧材料料补足足高度度福州中中央金金座大大厦258米混凝土土梁离离得太太远竖竖向保保温层层应改改为防防火墙墙保保温温棉改改为防防火棉棉左：层层间未未设800毫米高高不燃燃烧墙墙体，，应加加右：用用防火火棉组组成不不燃烧烧墙体体，符符合要要求。。立柱加加装夹夹胶防防火玻玻璃层间800mm不燃烧烧墙体体截位于防防火墙墙左右右两侧侧的防防火带带,能防止止火从从一个个防火火单元元窜入入邻近近的防防火单单元.2.防火隔隔断左左右的的处理理同一楼楼层面面积过过大,应用防防火隔隔断分为若若干防防火分分区.在防火火隔断断两侧侧左右各各1.0米宽度度内应应设不不燃烧烧墙体体.实体墙墙,防火材材料构构成的的不燃燃烧墙墙体,单片防防火玻玻璃等等可计计入这这1.0米.横向防防火：：按照照防火火分区区示意意图所所要求求，在在两个个相邻邻防火火分区区间设设置防防火玻玻璃幕幕墙铝板、、石板板后面面应设设实体体墙，，或者者用防防火板板加防防火岩岩棉的的防火火墙3.层间间隔隔烟烟为防止止下层层的烟烟雾窜窜入上上层,在楼层层间位置幕幕墙与与楼面面结构构之间间要作作防烟烟封堵堵.防烟封封堵要要求密密实,不透烟烟,可用岩岩棉,防火板板,单片防防火玻玻璃等等,只要达达到不不透烟烟的目的的就可可以了了.最常用用的做做法是是100毫米厚的的防火火岩棉棉,用金属属板或或防火火板承承托.防烟封封堵可可做一一道或或两道道,位置不不限.常用做做法是是岩棉棉加防防火钢钢板层迭迭迭防火棉棉不到到位，，聚苯苯保温温板烧烧后会会出现现大开开口防烟层层应直直通，，连到到铝型型材防烟封封堵每层两两道隔隔烟层层不封封闭，，形同同虚设设。火火一烧烧就开开口料实体墙墙上的的防烟烟封堵堵铝板幕幕墙或或石材材幕墙墙后面面如为为实体体墙,可以不不每层层做层层间防防烟封封堵,但门窗窗洞口口周边要要做防防烟封封堵.通常用用100毫米厚厚的防火岩岩棉.洞口封封堵的的目的的是防防止幕幕墙后后面的烟烟通过过洞口口周边边的空空隙窜窜入室室内.但是公公安部部通知知规定定层间间防烟烟和洞洞口防防烟都要要做，，只能能按照照执行行。实体墙墙上可可以每每层分分别设设置隔隔烟层层也也可以以只封封堵门门窗洞洞口周周边采取保保护防防火棉棉的措措施防水湿湿防垃圾圾防污染染实体墙墙面不不设层层间防防烟封封堵时时，门门窗洞洞口边边缘应应加封封堵洞口边边不加加封堵堵，烟烟会窜窜入室室内石材幕幕墙后后面实实体墙墙可以以不作作层间间隔隔烟烟层,但要填填塞洞洞口周周边不能把把层间间800mm全堵死死用防火岩岩棉做做层间间防烟烟封堵堵，可可以只只做一一道，，也可可以在在楼面面梁上上下各各做一一道。。每道道的厚厚度为为100mm.岩棉要要充填填密实实，不不能透透烟。。充填密密实，，不是是把板板后面面的空空间全全部填填满。。而是是在100mm的厚度度（高高度））范围围内不不留空空隙，，不透透烟。。如果果把板板后空空间全全堵死死，没没有了了空气气层，，容易易结露露，降降低保保温性性能。。如果果前面面是玻玻璃板板，阳阳光下下特别别容易易积聚聚热量量，使使玻璃璃破裂裂。玻璃后面面的保温温层要通通风玻璃与保保温层之之间至少少要有50mm的距离。。上方和和背面要要开通风风小孔。。要防止止阳光下下温度太太高4.火灾频发发,选用耐耐火材料料很重要要最近，幕幕墙工地地和已建建成的幕幕墙工程程火灾频频发，已已引起大大家的严严重关切切。其中中，最容容易引发发火灾的的材料是是：保温材料料铝铝塑板板当前，保保温材料料能否达达到A2级是个大大问题。。聚苯板碰碰火就着着，火焰焰大，黑黑烟浓。。它还像像火药引引子，迅迅速将火火焰蔓延延、扩大大，上下下左右立立体延烧烧。用作作保温，，施工时时要严加加看管，，慎之又又慎。黑芯铝塑板遇火迅速速燃烧，，不宜用用于外幕幕墙。应应采用白白芯的复合铝板板。5.划分保温温层分区区公共建筑筑的金属属屋面或或金属幕幕墙往往往面积很很大，保保温层又又连续满满铺。如如果采用用挤塑板板这样可可能引火火的材料料，一旦旦着火，，将迅速速扩大火火灾范围围，“星星星之火火，可以以燎原。。”不可可不防。。

建议议大面积积保温层层应采用用钢板、、防火板板或防火火岩棉划划分成1000~2000平米的分分区；高高层建筑筑应隔几几层划分分一个防防火分区区。大面积保保温层要要划分保温层的的防火隔隔离带6.堵塞有危危险的竖向孔道道TVCC的凹凸造造型形成成通风管管道，为为挤塑板板燃燃烧提供供源源不不断的氧氧气，扩扩大火灾灾石材装饰饰柱形成成242米高的““烟囱””火灾时，，“烟囱囱”（红红色部分分）源源源不断提提供氧气气“烟囱””应每隔隔5~10层切断一一次有可能促促使火灾灾蔓延、、能在火火灾燃烧烧中提供供空气的的竖向空空间，要要采用防防火材料料予以适适当分隔隔，变为为较小的的空间。。7.玻璃防火火墙当单层面面积大于于2000m2时，应采采用防火火墙将楼楼层平面面划分为为2000m2以下的防防火分区区。如需需要透明明的隔断断，可采采用玻璃璃防火墙墙。玻璃防火火墙应采采用单片片防火