幕墙设计师姜军辉
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陶土板幕墙之第三章：陶土板幕墙性能
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第三章&&陶土板幕墙性能
随着建筑幕墙的设计、制造、施工技术的不断进步，建筑幕墙质量、性能不断改进与提高，同时人们对建筑幕墙的要求也越来越高。因此，做为幕墙面板材料的陶土板必须满足幕墙的性能与使用要求。
陶土板幕墙的性能包括力学性能和物理性能。陶土板幕墙的力学性能包括陶土板使用的安全与可靠性，即抗风、抗震性能。包括风压变形性能、平面变形性能、耐撞击性能、防爆性能等。陶土板幕墙的物理性能包括幕墙的使用性能与适用性能，包括雨水渗透性能、空气渗透性能、保温性能、隔声性能等。
陶土板幕墙同其它幕墙一样，性能是按等级进行区分的。其性能等级是根据建筑物所在的地理位置、气候条件、建筑物的高度、体型及周围环境进行确定的。
第一节、陶土板幕墙抗风压性能
1．风对陶土板的作用
风荷载是结构的重要设计荷载，是建筑幕墙体系的主要侧向荷载之一。通常的建筑幕墙作为建筑外围护结构，不承担建筑物的重力荷载。当风以一定的速度向前运动遇到幕墙结构阻碍时，幕墙结构就承担了风压。在顺风向，风压常分成为平均风压和脉动（交变）风压，前者使幕墙体系受到一个基本上比较稳定的风向力，后者则使幕墙结构产生风致振动。因此，风对幕墙的作用具有静力、动力双重性。风的静力作用大多是顺风向的，但是动力作用却不一定。幕墙结构在风作用下不仅会产生顺风向振动，而且往往还伴随有横风向振动和扭转振动。此外，当涡流不对称时，横风向振动会引发涡流激振现象。因此，幕墙结构的风压和风振的分析和计算，是幕墙设计的重要环节。
&图3-1&&风对陶土板幕墙的影响示意图
风的作用在幕墙陶土板表面上的分布是很不均匀的，它取决于陶土板表面的形状、立面体型和高宽比。通常在迎风面上产生的风压力，在侧风面和背风面产生风吸力。迎风面的风压力在建筑物种中部最大，侧风面和背风面的风吸力在建筑物的角区最大。同时由于建筑物内部结构的不同，在内部可能产生正风压、负风压，导致在同一时间陶土板受到的正、负复合作用。风压的作用结果可使陶土板及杆件变形，拼接接缝变大，降低幕墙的气密、水密性能；当风荷载产生的压力超过其承受能力时，可使杆件产生永久变形，陶土板遭到破坏等，甚至发生陶土板脱落等安全事故。为了围护正常的使用功能，不发生损坏，陶土板必须具有承受风荷载作用的能力，我们用抗风压性能来表示。
&&&&&&图3-2&&陶土板风荷载破坏示意图
2．风荷载的标准值计算
对于主要承重结构，风荷载的标准值的表达常用平均风压乘以风振系数的形式，即采用风振系数βz，它综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应，其中包括风速随时间、空间的变异性和结构的阻尼特性等因素。
对于围护结构，由于其刚性一般比较大，在结构效应中可不必考虑其共振分量，此时可仅在平均风压的基础上，近似考虑脉动风瞬间的增大因素，通过阵风系数βgz,来计算其风荷载。
依据《建筑结构荷载规范》（GB50009），当计算主要承重构件时，ωk可按下式计算：
ωk=βzμsμzωO&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-1)
式中&ωk——风荷载标准值
&&&&&&βz——高度z处的风振系数
&&&&&&μs——风荷载体形系数
&&&&&&μz——风压高度变化系数
ωo——基本风压
当计算围护结构时，风荷载的标准值ωk可按下式计算：
ωk=βgzμsμzωO&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-2)
式中&ωk——风荷载标准值
&&&&&&βgz——阵风系数
&&&&&&μs——风荷载体形系数
&&&&&&μz——风压高度变化系数
ωo——基本风压
陶土板尺寸规格一般比较小，计算跨度较小，刚度较大，自振周期短，阵风的影响比较大。采用式（3-2）计算；而对于跨度较大的支撑结构，其承载面积较大，阵风的瞬间时作用相对较小，但由于跨度大，刚性小、自振周期相对较长，风致振动为主要影响因素，可通过风振系数βz加以考虑，采用式（3-1）计算。
（1）基本风压ωo
基本风压为当地比较空旷平坦的地面上，离地面10m高处统计所得的50年一遇10min年平均最大风速Vo(m/s)为标准确定的风压值。由于流体力学中的贝努利方程可知，风速为Vo的自由气流产生的单位面积上的风压力为：
&&&&&&ωo=(ρVo2)/2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-3)
式中ρ——空气密度，我国规范同一取为1.25&kg/m3&&。
得基本风压计算公式：
&&&&&&ωo=Vo2/1600&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-4)
对于基本风压的大小可参照现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009）的规定采用。需要说明的是，对于属于围护结构的铝板幕墙一般采用50年的重现期。我国主要城市基本风压《建筑结构荷载规范》（GB50009）查取。
（2）风压高度变化系数μz
在大气边界层内，风速随离地面高度而变化，平均风速沿高度的变化规律，成为平均风速梯度，也常称为风剖面，它是风的重要特性之一。由于受地表摩擦的影响，使接近地表的风速随着离地面高度的减小而降低。只有离地面300~500m以上的地方，风才不受地表地影响，能够在气压梯度作用下自由流动，从而达到所谓梯度速度，出现这种速度的高度叫梯度风高度。梯度风高度以下的近地面层也称为摩擦层。地表粗糙度不同，近地面层风速变化的快慢也不同，因此即使同一高度，不同地表的风速值也不相同。
因为风压与风速的平方成正比，因而风压沿高度的变化规律是风速的平方。设任意高度处的风压与10m高度处的风压之比为风压高度变化系数，对于任意地貌，前者用ωa来表示，后者用ωoa来表示，见式（3-5）；对于空旷平坦地区地貌，ωa改用ω，ωoa改用ωo表示，见式（3-6）。
&&&&&&μza（Z）=ωa/ωoa&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（3-5）
&&&&&&μza（Z）=ω/ωo&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（3-6）
风压沿高度的变化规律由风压高度变化系数μz确定，它的地面粗糙度等级根据工程所在地区、周边环境、建筑氛围来确定。高度变化系数μz由地面粗糙度等级和离地面高度确定。根据《建筑结构荷载规范》（GB50009）查取。
（3）风荷载体形系数μs
风荷载体形系数（μs）是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力（或吸力）与来流风的速度压的比值，它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布规律，主要与建筑物的体型和尺度有关，而与空气的动力作用无关。依据国内外的建筑试验资料和规范建议，我国《建筑结构荷载规范》（GB50009）列出了不同类型的建筑物和各类结构体型及其体形系数，但是这种体形系数主要适用于结构整体设计和分析的，对于幕墙结构分析常常采用局部风压体形系数。因此，在进行主体结构整体内力与位移计算时，对迎风面与背风面取一个平均体型系数，当验算幕墙一类围护结构的承载能力和刚度时，应按最大的体形系数来考虑。
正压区&&与一般建筑物相同，竖直幕墙外表可取1.20。
负压区&&由于风荷载在建筑物表面分不是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大，根据风洞试验和国内外有关资料，在上述区域吸力系数可取-2.0，其余幕墙可考虑-1.0。
对于陶土板幕墙而言，由于有的建筑物实际存在的孔洞、缝隙，以及通风要求，室内可能存在正、负不同的气压，规范取为±0.2。
（4）风振系数βz
参考国内外规范及我国抗风工程设计理论研究和实践情况，当结构基本自振周期T≥0.25S时，以及高度H&30m且H/B&1.5的高柔房屋，由风引起的振动比较明显，因而随着结构自振周期的增长，风振也随着增强，因此在设计中应考虑风振的影响。
对于房屋结构，仅考虑第一振型，采用风振系数βz来计量风振的影响，建筑结构在Z高度处的风振系数βz可按下式计算：
&&&&βz=1+(ξυψz）/μz&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（3-7）
式中ξ——脉动增大系数
&&&&υ——脉动影响系数
&&&&ψz——振型系数
&&&&μz——风压高度变化系数
（5）阵风系数βgz
阵风系数是瞬时风压峰值与10min平均风压（基本风压ωo）的比值，取决于场地粗糙度类别和建筑物高度。计算围护结构的风荷载，考虑瞬间风压的阵风风压作用，依据《建筑荷载规范》（GB50009），阵风系数βgz由离地面高度Z和地面粗糙度类别决定。
3．幕墙的抗风压性能分级
抗风压性能是指幕墙处于风向封闭状态，幕墙在风压（风荷载标准值）作用下，变形不超过允许值且不发生结构损坏（如裂缝、面板破损、局部屈服、五金件松动、粘接失效等）的能力。和幕墙抗风压有关的气候参数主要为风速值和相应的风压值。对于陶土板幕墙这种外围护构件，既需要考虑长期使用过程中，保证其在平均风荷载作用下正常功能不受影响，又要注意到在阵风袭击下不受损坏，保证安全。
（1）面法线挠度与分级指标
在建筑幕墙的抗风压试验中，试件受力构件或面板表面上任意一点沿面法线方向的线位移量，称为面法线位移（frontal&&displacement）。试件受力构件或面板表面上某一点沿面法线方向的线位移量的最大值，称为面法线挠度。试验中，面法线挠度和两端测点间距L的比值，就称为相对面法线挠度，主要构件在正常使用极限状态时的相对面法线挠度的限值称为允许挠度（f0）。目前建筑幕墙试验方法是按照实验通过f0/2.5所对应的风荷载来确定P1值，然后换算到P3=2.5P1来进行幕墙抗风压性能分级。陶土板幕墙一般都是有框支撑形式，其允许挠度见表3-1。&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&表3-1&&陶土板挠度变形允许值
允许相对挠度
允许绝对挠度
最大挠度发生部位
钢立柱、横梁
铝合金立柱、横梁
L=横梁间距，参考玻璃面板
建筑幕墙平面内变形性能分级
层间变位值
1/300≤γ＜1/200
1/200≤γ＜1/150
1/150≤γ＜1/100
在线形结构假设的前提下，结构的挠度和荷载就存在一一对应关系，建筑幕墙的抗风压试验正是利用挠度所对应的荷载来进行幕墙抗风压性能分级的。但是必须注意到，工程检测和定级检测所采用的最大风压值是不一样的。在定级检测中，P3对应着幕墙结构变形的挠度f0，这个P3也同样对应着幕墙抗风压性能得分级指标；而在工程检测中，则采用风荷载标准值ωk作为衡量标准，要求“在风荷载标准值作用下对应的相对面法线挠度小于或等于允许挠度f0”。由此可见以下几点。
1、&工程检测的P3必定满足P3≥ωk，ωk为风荷载标准值。
2、&安全检测挠度f必须满足f0&≥f，才认为幕墙产品符合安全检测要求。
3、&定级检测的P3对应于f0&，&f0&是由幕墙的形式。材料来决定的，而由于不同幕墙支撑结构设计差异，通过检测f0/2.5来推算P3所得到的值又会产生差异，因此P3的值对于不同工程采用的幕墙都不一样的；而安全检测采用P3（区别于前面的P3）就是风荷载标准值ωk，是与幕墙的材料及形式无关的，仅由幕墙所在建筑的地域、地貌及幕墙在建筑上的相对位置而定。
4、&对于定级试验中定级指标的确定，通常有以下两种方法。
（1）试验通过f0/2.5所对应的风荷载来确定P1值，然后换算到P3=2.5P1来进行幕墙抗风压性能分级，这种做法的前提是结构线性的假设，这也是规范规定的方法。
（2）通过试验使幕墙构件挠度达到f0，直接测定P3值。
对于柔性支撑点铝陶土板幕墙，建议采用最后一种方法，否则由于结构非线性性能的影响，通过前一种方法得到的定级结果将高于幕墙的实际抗风压性能。
（2）抗风压性能分级
抗风压性能分级值见表3-2
表&3-2&&抗风压性能分级
按GB/T&的规定，风压变形性能分9级，如下表：
分级指标值
1.0≤P3＜1.5
1.5≤P3＜2.0
2.0≤P3＜2.5
2.5≤P3＜3.0
3.0≤P3＜3.5
3.5≤P3＜4.0
4.0≤P3＜4.5
4.5＞P3≥5.0
注1：9级时需同时标注P3的测试值。如：属9级（5.5kPa）。
&&&注2：分级指标P3为正、负风压测试值绝对值的较小值。
第二节&&&&陶土板幕墙抗震性能
地震作用是指幕墙在地震的作用下，产生的地震效应。幕墙的抗震设计要求在设防烈度地震作用下经修理后幕墙应仍可以使用；在罕遇地震作用下，幕墙骨架不得脱落。
1．水平地震作用
在玻璃、金属与石材幕墙相应设计时，包括相关规范要求仅考虑的是垂直于幕墙平面分布的水平地震作用和平行于幕墙平面的集中水平地震作用。陶土板幕墙设计时也要考虑水平地震作用，分析水平地震作用对陶土板幕墙位移的影响，以便做好幕墙的设计与计算。
图3-3&&水平地震作用陶土板位移示意图
（1）垂直于幕墙平面分布的水平地震作用标准值qEAk可按下式计算：
&&&&&&&&&&qEAk=βE×αmax×GAK&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-8)
其中:&qEak——垂直于幕墙平面分布的水平地震作用标准值
&&&&&&&&&&βE——动力放大系数,按&5.0&取定
αmax——水平地震影响系数最大值，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定，6度抗震设防设计时可取0.04；7度抗震设防设计时可取0.08；8度抗震设防设计时可取0.16。
GAK&——单位面积的幕墙构件的重量，包括板材和框架的系统构造重量&&&&
（2）平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值PEk可按下式计算：
&&&&&&&&&&PEk=βE×αmax×GK&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-9)
其中:&PEk——平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值
&&&&&&&&&&βE——动力放大系数,按&5.0&取定
αmax——水平地震影响系数最大值，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定，6度抗震设防设计时可取0.04；7度抗震设防设计时可取0.08；8度抗震设防设计时可取0.16。
GK&——幕墙构件的重量，包括板材和框架的系统构造重量。&
（3）垂直于幕墙平面分布的水平地震作用设计值qE=1.3×qEk
（4）平行于幕墙平面的集中水平地震作用设计值PE=1.3×PEk
2．竖直地震作用
由于玻璃幕墙与铝板幕墙采用的是四边简支固定，板材板块夹在框架槽内或螺栓、螺钉连接，石材采用钢销、T型挂件卡槽固定，使板块即使竖直上下方向受力，也不会轻易造成板块脱落。陶土板的安装方式考虑单元板块的安装、更换维护方便，采用上下钩挂连接形式比较多，与石材的ES铝合金挂件、背栓连接固定一样，当陶土板受到竖直向上外力大于其本身重量与挂件摩擦力时，板块会脱离钩挂槽，可能使陶土板板块脱落，造成破坏。
图3-4&&竖直地震作用陶土板脱落示意图
对于建筑幕墙来说，形成竖直向上的外力是很多的，有竖直地震作用、龙卷风、消防高压水柱、外力的撞击挤压等，其中竖直地震作用是影响破坏最大的。
　　由于幕墙连接方式在不断更新，竖向地震动对幕墙的影响已经开始研究，但是目前还没有普遍重视，在幕墙设计时，大部分挂钩式幕墙在没有上下限位的情况下，没有考虑幕墙的竖直地震作用影响，其原因有三：&
　　一、从强震观测的纪录上看，竖向地震动的峰值普遍小于水平地震动峰值，一般为水平地震动峰值的1/2~2/3，所以水平地震动更重要。&
二、幕墙体系一般具有较强地抗竖向荷载的能力（如面板在平行于面板方向的刚度很大，并有足够的竖向抗力！），而抗水平作用在体系实现上比较困难，这就使得水平地震作用更具威胁性。&
三、陶土板面板自重较大，一般的竖直地震作用，印象中很难造成面板的脱落。
　　但是，据地震资料记载，实际观测到的竖向地震动峰值也有超过1g的，况且当前的构造体系较之过去有很大不同，主要是陶土板竖直方向形成自由体系已很普遍。这样竖向地震动对陶土板幕墙的影响似乎并不再是无足轻重了。&
　　在理论上，竖向地震作用下的幕墙反应分析同水平地震反应分析方法没有区别，如果在计算时，竖直地震作用设计值要小于陶土板的重量值，这样，即使真的发生地震时，竖直地震作用对陶土板脱落影响也是有限的，如果计算时竖直地震作用设计值大于陶土板的重量值，那么就要在幕墙单元板块的上下位置设置限位防脱落装置了。
幕墙竖直集中地震作用标准值SEk可按下式计算：
&&&&&&&&&SEk=βE×αmax×GK&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-10)
其中:SEk——竖直集中地震作用标准值
&&&&&&&&&&βE——动力放大系数,按&5.0&取定
αmax——水平地震影响系数最大值，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定，6度抗震设防设计时可取0.04；7度抗震设防设计时可取0.08；8度抗震设防设计时可取0.16。
GK&——幕墙构件的重量，包括板材和框架的系统构造重量。&
竖直集中水平地震作用标准值SE=1.3×SEk
地震是一件可怕的事情，也是无法实测与详细计算的外力作用。对于新型建筑幕墙设计来说，要从地震的经验教训中总结完整的资料，进行详细分析或者通过有限元计算，并抗震性能试验检验，抗震设防检验样品不允许出现破坏形象。只有这样，才可以使建筑幕墙真正的在地震作用时起到抗震作用，最起码不会因设防因素造成幕墙脱落而加大地震的危害。
陶土板幕墙雨水渗漏性能
幕墙水密性能系指在风雨同时作用下，幕墙渗透过雨水的能力。和幕墙水密性能有关的气候条件因素主要指暴风雨时的风速和降雨强度。水密性能一直是建筑幕墙设计的重要问题。将不完全统计，在实验室中有许多幕墙样品需经过修复才能通过试验。在实际工程中，也同样存在同样的问题。
自然界中，风雨交加的天气状况时有所见，尤其在我国沿海城市，台风更是常见的天气状况，雨水通过幕墙的孔逢渗入室内，会侵染房间内部装修和室内陈设物件，不仅影响室内正常活动并且是居民在心理上形成不能满足建筑基本要求的不舒适和不安全感。雨水流入内部钢骨架，会加速锈蚀钢材，将是其使用寿命。雨水流入幕墙型材内，如不能及时排除，将会腐蚀型材，冬季结冰胀裂型材。影响其正常使用。因此，幕墙水密性能是十分重要的，近年来，高层、大面积幕墙越来越到，对水密性能要求也越来越高。
1.雨水渗漏机理
（1）雨水渗漏的主要原因
幕墙发生雨水渗漏的三个要素：一是存在缝隙或空洞；二是存在雨水；三是在幕墙缝隙或空洞的两侧存在压力差。我们要防止雨水渗漏必须使上述三个要素不同时存在。所以幕墙缝隙的几何形状、尺寸和暴露状况，雨量的大小，幕墙的内外压力差都直接影响幕墙的水密性能的好坏。
（2）雨幕原理
雨幕原理是建筑风水设计的一个原理，它假定墙体外表面为一层“幕”，研究如何阻止雨水或雪融水透过这层幕的机理的一门学问。它的研究范围包括缝隙或空洞影响，重力作用、毛细作用、表面张力的影响、风运动能的影响、压力差的作用等。经过多年的研究完善，开发出合理的解决方案，达到成功阻止水渗漏的目的。
图3-5&&陶土板幕墙雨幕示意图
2.等压原理应用
因压力差引起的雨水渗漏，在以上五种渗漏中是最严重的，当室外压力大于室内压力时，雨水就会寻找缝隙或孔洞进入室内，当雨水达到一定程度时，就会产生“虹吸现象”，使雨水溢出进入室内，发生渗漏。解决的办法是减少室内外压力差，通常设计等压腔或导压孔来解决。
图3-6&&陶土板幕墙等压原理图
表3-3是雨水渗漏的原因及其对策。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
表&3-3&雨水渗漏原因与对策
3.幕墙水密性能分级
幕墙在风雨同时作用下应保持不渗漏。以雨水不进入幕墙内表面的临界压力差P为水密性能的分级值，见表3-4。幕墙雨水渗漏试验的林水量4L/(min·㎡)。
表&3-4&水密性能的分级值
根据GB/T&规定，水密性能按下表分级。
500≤ΔP＜700
700≤ΔP＜1000
1000≤ΔP＜1500
1500≤ΔP＜2000
可开启部位
250≤ΔP＜350
350≤ΔP＜500
500≤ΔP＜700
700≤ΔP＜1000
注：5级时需同时标注固定部分和开启部分ΔP的测试值。
第四节&&&&幕墙的气密性能
幕墙气密性能系指在风压作用下，幕墙（无开启或有开启扇开启扇处于关闭状态）整体阻止空气渗透的能力。和幕墙空气渗透性能有关的气候参数主要为室外风速和温度，影响幕墙气密性能检测的气候因素主要是室内气压和温度。
图3-7&&开放式陶土板幕墙气密性能示意图&&&&&&&&&3-8&&封闭式陶土板幕墙气密性能示意图
从幕墙缝隙渗入室内的空气量对建筑节能与隔音都有较大的影响，据统计，由缝隙渗入室内的冷空气的耗热量达到全部采暖耗热量的20%~40%，不可不重视幕墙的气密性能。按照由幕墙缝隙渗入室内冷空气的耗热量的计算公式：
&&&&Q=αcpLl(tn-twn)ρwnm&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（3-11）
式中Q——由幕墙缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，W。
&&&&α——单位换算系数，对于法定计量单位，α=0.28，对于非法定计量单位，α=1.0。
&&&&&cp——空气定压比热容，kJ/（kg·0C）。
&&&&&L——在基准高度（10m）风压的单独作用下，通过每米幕墙缝隙进入室内的空气量，m3/(m·h)。
&&&&&l——幕墙缝隙的计算长度，m。
&&&&&tn——采暖室内计算温度，0C
&&&&&twn——采暖室外计算温度，0C
&&&&&ρwn——采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3。
当Q为负值时，表示室外为热空气，室内是冷空气（热季天气）。由幕墙缝隙渗入室内的热空气的耗热量。
在《建筑幕墙空气渗透性能检测方法》（GB/T15226）中，则均以标准状态下单位逢长的空气渗透量作为幕墙固定部分和开启部分气密性能的分级指标。并与GB/T15225的空气渗透性能分级的可开启部分和固定部分相对应。见表3-5。
表&3-5&幕墙气密性能的分级值
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
根据GB/T&规定，建筑幕墙气密性能设计指标一般规定如下：
建筑层数、高度
气密性能分级
气密性能指标小于
开启部分qL（m3/m·h）
幕墙整体qA（m3/m2·h）
夏热冬暖地区
10层及以上
开启部气密性能分级指标qL应符合下表的要求：
分级指标值
qL/[m3/（m·h）]
4.0≥qL＞2.5
2.5≥qL＞1.5
1.5≥qL＞0.5
建筑幕墙整体（含开启部分）气密性能分级指标qA应符合下表的要求：
分级指标值
QA/[m3/（m2·h）]
4.0≥qA＞2.0
2.0≥qA＞1.2
1.2≥qA＞0.5
目前，幕墙气密、水密、抗风压性能检测中，则采用qA[10Pa作用压力差下试件单位面积空气渗透量值，m3/(㎡·h)]、q1[10Pa作用压力差下试件单位开启逢长空气渗透量值，m3/(m·h)]作为分级指标，故此幕墙的气密性能要求，以10Pa作用压力差下试件单位开启逢长空气渗透量值和整体幕墙试件（含开启部分）单位面积空气渗透量作为分级指标。
第五节&&&&陶土板幕墙保温性能
建筑节能标准中确定的建筑节能目标是在确保室内一定温度环境下，降低采暖与空调能耗。这需要从两方面入手，一方面要提高建筑围护结构的热工性能，另一方面使用高效率的空调取暖设备和系统。我国地域广阔，南北气候差异很大，北方以采暖为主，南方以空调降温为主，中部地区既冬季采暖，又要在夏季降温。对于围护结构的幕墙、幕墙的热工要求也不一样。北方地区以保温为主，衡量玻璃幕墙的主要热工性能指标传热系数；南方地区保温很重要，衡量玻璃幕墙的主要热工性能指标遮阳系数。但是，不管地域存在怎样的差别，对于陶土板幕墙来说，与玻璃幕墙热工性能要求不同，陶土板幕墙为不透明幕墙，其主要指标是传热系数，不考虑遮阳系数。
1．陶土板幕墙热工性能系数
（1）导热系数（λ）
在稳态的条件下，幕墙内外两侧温差为1&oC，单位时间（1&h）里流过单位面积（1&㎡）、单位厚度（1&m）的垂直与均质单一材料表面的热量。
假设材料是均质的，导热系数不受材料厚度以及尺寸（此尺寸为建筑结构中的常用值）的影响。计算公式如下：
&&&λ=q/[A(t1-t2)L]&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-12)
（2）导温系数（C）
&&在稳态的条件下，幕墙内外两侧温差为10&oC，单位时间（1&h）里流过单位表面积（1&㎡）的热量。计算公式如下：
&&&C=q/[A(t1-t2)]&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-13)
3、表面换热系数（h）
在稳态条件下，由于围护结构表面和周围空气之间的温差，在两者之间的热量交换情况。其定义：当围护结构和周围空气之间温差为10&oC时，由于辐射、传热、对流的作用，单位时间内流过围护结构单位表面热量。下标hⅠ和hⅡ分别表示室内外表面换热系数。计算公式如下：
室内表面换热系数&&&hⅠ=&q/[A(t1-tⅠ)]&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-14)
室外表面换热系数&&&hⅡ=&q/[A(t2-tⅡ)]&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-15)
（4）传热系数（K）
在稳态的条件下，围护结构（幕墙）内外两侧温差为1&oC，单位时间里流过围护结构单位表面的热量。
计算公式如下：
&&&&K=&q/[A(tⅠ-tⅡ)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-16)
K指总的传热系数，它利用导热系数和表面换热系数计算如下：&
&&&&1/K=1/&hⅠ+1/&hⅡ+1/C&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-17)
（5）传热阻（RO）
表征围护结构（包括两侧表面空气边界层）阻抗传热能力的物理量，为传热系数的倒数。
&&&&&&&&&图3-9&&开放式陶土板幕墙保温性能示意图
2．幕墙热工性能分级
保温性能系指在幕墙两侧存在空气温差的条件下，幕墙阻抗从高温一侧向另一侧传热的能力。不包括从缝隙中渗透空气的传热和太阳辐射传热。幕墙保温性能用传热系数K表示见表3-6。见表3-6。也可用传热阻RO表示。见表3-7
表&3-6&幕墙保温传热系数
以传热系数K进行分级，其分级指标应符合下表规定。
分级指标值K/[W/（m2·k）]
5.0＞K≥4.0
4.0＞K≥3.0
3.0＞K≥2.5
2.5＞K≥2.0
2.0＞K≥1.5
1.5＞K≥1.0
注：8级时需同时标注K的测试值。
表&3-7&幕墙保温传热阻
分级指标值R0（㎡·K/W）
0.2＜K≤0.25
0.25＜K≤0.33
0.33＜K≤0.4
0.4＜K≤0.5
0.5＜K≤0.66
0.66＜K≤1.0
注：8级时需同时标注K的测试值。
其实，经过有实体墙的保温系统设置的陶土板幕墙，热工性能均可达到Ⅰ级。这个分级指标主要指玻璃幕墙与门窗，当陶土板幕墙与玻璃幕墙、玻璃门窗交界、封边时，参考此分级。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&图3-10&&幕墙热工试验台
第六节&&&&陶土板幕墙隔声性能
1．幕墙的隔声性能定义
&隔声性能是指通过空气传到幕墙外表面的噪声，经过幕墙反射、吸收、及其它能量转化的减少量。噪声通过空气传到幕墙外表面产生各种效应，一部分声能在幕墙表面产生反射；一部分声能被材料吸收转化其它能量；一部分声能透过幕墙材料及孔隙传入室内；一部分声能投射幕墙上激发幕墙材料振动，并将这种振动向室内空气中辐射；一部分声能沿着幕墙构件以固体媒体形式传播。这样可以看出声能通过幕墙反射、吸收、和其它形式的能量转化，传到室内时有一定程度的减少，这种减少量值称为有效隔声量。
图3-11&&陶土板幕墙隔声性能示意图
有效隔声量计算公式如下：
&&&&R有效=Lp-N=Lp-La&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3-18)
式中Lp——声源噪声级，dB
&&&&La——容许噪声标准&&容许噪声评价数或A声级分贝值，后者记dB(A)
（1）计权隔声量
将测得的构件空气声隔声频率特性曲线与《建筑隔声评价标准》（GBJ121）规定的空气声隔声参考曲线按照规定的方法相比较而得出的单值评价量，用RW表示，单位dB，取整数。
（2）扩散体
建筑空间内可使声音扩散的物体。通常做成尺度和声波波长相当的散射物悬挂于空中，或在墙壁、顶棚上做凹凸起伏的表面。
2．幕墙隔声性能要求
以工业和交通噪声为主要部分而造成的环境噪声污染，会破坏人们的生活环境，危害人们身体健康，影响人们从事正常的工作和生活活动。所以国家对每个人活动环境规定了容许噪声标准。
《民用建筑噪声设计规范》（GBJ118）规定室内允许噪声级别。见表3-8。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
表&3-8&允许噪声级别
单位&dB(A)
卧室、书房
病房、医护室
听力测试室
多用途大厅
餐厅、宴会厅
3．幕墙隔声性能分级
幕墙的隔声性能以其对空气计权隔声量RW作为分级指标值，它是将已测得的构件空气声隔声频率特性曲线与规定的参考曲线进行比较而推导出构件的计权隔声量，建筑幕墙（窗）隔声性能分级见表3-9。
&&&&&&&&&&表&3-9&建筑幕墙噪声分级
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
以空气计权隔声量Rw进行分级，其分级指标应符合下表规定：单位dB
分级指标值
25≤Rw＜30
30≤Rw＜35
35≤Rw＜40
40≤Rw＜45
注：5级时需同时标注Rw的测试值。
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