建筑幕墙设计(第五章)幕墙的物理性能.ppt

5 幕墙的物理性能,采用大面积建筑幕墙是现代建筑一大特色，但它毕竟是保温隔热的薄弱环节。冬季通过缝隙的冷风渗透及传热损失和夏季通过玻璃的太阳辐射能，往往是通过其他材料墙体的几倍，甚至几十倍。为了节能和改进环境条件，提高建筑幕墙物理性能是一项重要内容。由干建筑幕墙的物理性能对建筑功能的巨大影响，就要求幕墙对建筑物环境中的每一个因素(热应力、风荷载、气候变化、地震作用等)均有相应抵抗预计环境力量的能力，即幕墙要具备必要的物理性能。,5 幕墙的物理性能,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指出: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。,5 幕墙的物理性能,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。幕墙产品设计定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，并与性能设计值比较，检查其是否达到设计性能要求。特别要指出: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，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空气渗透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隔声设计规范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,5 幕墙的物理性能,第一节 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持正常功能，不发生任何损坏的能力。1 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 的重要环节。,5 幕墙的物理性能,第一节 风压变形性能2 风压变形性能设计值P的计算P在数值上等于风荷载标准值Wk,5 幕墙的物理性能,第二节 雨水渗漏性能-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。1 研究目的（1）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。,5 幕墙的物理性能,第二节 雨水渗漏性能-水密性能2 雨水渗漏机理（1）雨水渗漏三要素 存在缝隙或孔洞 存在雨水 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（2）雨幕原理“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“幕”的渗透如何被阻止的原理。,5 幕墙的物理性能,第二节 雨水渗漏性能-水密性能3 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分为两类 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）,可开启部分，根据分级值表按插值计算,5 幕墙的物理性能,第二节 雨水渗漏性能-水密性能,5 幕墙的物理性能,第三节 空气渗透性能-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 气的能力。1 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，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。2 幕墙缝隙渗入室内冷空气耗热量计算公式,5 幕墙的物理性能,第三节 空气渗透性能-气密性能,Q-由幕墙缝隙渗入室内冷空气耗热量Cp-空气定压比热容。取1.0 单位换算系数 取0.28L-幕墙缝隙计算长度l-基准高度（10m）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 室外空气密度 Kg/m3M-时间 h,5 幕墙的物理性能,第三节 空气渗透性能-气密性能,5 幕墙的物理性能,第三节 空气渗透性能-气密性能3 幕墙气密性能设计计算,5 幕墙的物理性能,第四节 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。1 保温性能级别幕墙保温性能级别的高低用传热系数K或传热阻R0确定传热系数：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。传热阻：R0=1/K,5 幕墙的物理性能,第四节 保温性能2 幕墙总热阻计算,5 幕墙的物理性能,第四节 保温性能2 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 da=9mm Ra=0.12 da=12mm Ra=0.14,玻璃面板 0.76花岗石板 3.49铝板 203,5 幕墙的物理性能,第五节 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 在幕墙表面产生反射 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 沿幕墙材料向别处传播 透过幕墙材料及孔隙传入室内,5 幕墙的物理性能,第五节 隔声性能2 幕墙隔声量计算（1）有效隔声量,5 幕墙的物理性能,第五节 隔声性能2 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,5 幕墙的物理性能,第五节 隔声性能2 幕墙隔声量计算,5 幕墙的物理性能,第六节 平面内变形性能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。,以相对位移量r作为分级依据 不导致构件损坏的位移量与幕墙层高之比,5 幕墙的物理性能,第六节 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 的3倍设计非抗震设计，按主体结构弹性层间位移角限值 的1倍设计,例：求南昌市一建筑（高120m，钢-混框架结构）平面内 变形性能解：南昌按抗震设防考虑,