中南幕墙刘怀玉:从强台风“山竹”影响看高层外围护结构选材
“粤港澳大湾区”规划纲领的公布,一石激起千层浪。作为继“一带一路”、“京津冀”、“长江经济带”之后,第四个区域经济发展的国家级战略。根据规划,粤港澳大湾区将建成世界新兴产业、先进制造业和现代服务业基地,建设世界级城市群。在比肩世界级城市群的战略定位下,房地产市场又将如何演变?大湾区内的城市、产业将迎来怎样的发展机遇?
3月24日,由中国房地产业协会指导,中国房地产采购平台(优采)主办,时代中国协办,以”新科技新产城新势能”为主题的聚焦粤港澳大湾区·百强优采供应链合作大会在广州南沙大酒店隆重举办,来自时代中国、保利发展控股集团、雅居乐集团、中洲控股、路劲地产集团、碧桂园、万科、招商蛇口、和昌、龙湖、华侨城、金科、雪松、敏捷、实地、福晟、建华置地等60余位房企采购经理人与产业链优秀供应商代表共500余人齐聚一堂,围绕新产城的建造在产业链上下游展开一场产业链“新”与“兴”的对话,并参访时代地产的转型之作,探讨新时代大湾区发展新模式、新科技、新产品。
会上,浙江中南幕墙科技股份有限公司技术总监刘怀玉发表了题为《从强台风“山竹”影响看高层外围护结构选材》的演讲。
浙江中南幕墙科技股份有限公司技术总监刘怀玉
以下是演讲实录:
刘怀玉:大家下午好!在去年“山竹”来了之后,很多业主召集过业内专家和工程师研究过,高层怎么抵挡“山竹”减少损失。大家有一个共识,“山竹”台风是不可抗拒的自然灾害。因此大家会疑问以后这种台风会不会越来越多,我们的高层幕墙怎么办?大家还敢不敢做,敢不敢建造?
首先,台风对高层建筑的影响,第一是安全,第二是漏水。
我们先讲安全。通过“山竹”对高层幕墙的表现来看,其实“山竹”对幕墙门窗最大的破坏是板块的掉落,这是发生现象最多的。但目前幕墙和门窗还没有龙骨被吹断的现象。
国家规范《建筑结构荷载规范》(GB 50009)和广东地标《建筑结构荷载规范》(DBJ-101-2014)已经把体型系数由0.2提高到0.3,提高了50%,这是最基本施行的特征规范。《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068,这是安全系数,可靠度问题。只要严格按照这几个规范施行我们的结构改建,基本上没有问题的,这是把关的坠落问题。
粤港澳经济区有一个特点是建筑集群或者城市群的出现,高楼越来越高,两楼之间对风荷载的影响也是很大。如果说高层越来越多,比较复杂的异形体型要对每个部位进行恰如其当的设计。
从立面来讲,破坏最大的地方是墙角的位置。由于两个楼之间的相互影响,风的系数进一步提高,使得边部的破坏越来越大,这是我们说的狭管效应。
我们做设计的时候,除了对当时这个楼既有建筑的体型进行判断,还要判断在今后规划当中,虽然现在只是一个楼,可能过10年、20年以后周围的环境是怎么样,怎么能保证我当时选材的计算是科学的、安全的、合理的。我们在进行高层设计的时候,一定要了解以后的规划怎么样,进行模拟依据,确保我们的计算在几十年以后还是科学合理的。
还有一种情况是相互影响。有一块玻璃碎掉之后,砸到另外的玻璃会形成破坏,这是前期在设计计算的时候首先考虑到。
关于玻璃面板的选择。玻璃易碎,首先是玻璃自爆,原因是钢化玻璃本身的自爆、玻璃厚度、尺寸大小、硬接触、方向性其他的影响。
那玻璃自爆怎么解决?没有台风的时候,玻璃有时候莫名其妙地爆裂,在台风的作用下爆裂进一步提高。首先要均质处理,第二是夹胶,第三是超白玻璃,第四是半钢化玻璃。在香港、澳门或者欧洲国家,半钢化玻璃用得比较多,自爆率几乎没有,价格跟钢化玻璃差不多,以后的应用可能逐渐宽泛。
玻璃的配置选用,从安全度是由低到高来排列,第一是内、外片均质处理,第二是内、外片超白原片,第三是内单片钢化均质处理,第四是内单片钢化超白。
在设计的时候,除了选材,位置也要进行综合的考虑。去年微信发得比较多的是大面积的玻璃遭受破坏的图。我们从这些看出来,开放式的建筑受风的影响更大,我们以后建筑、施工、设计都要注意这个问题。
关于支撑结构的选择。我们知道铝合金门窗幕墙支撑结构是铝合金,精度、加工都比较方便,但是设计师考虑用钢结构的方式进行支撑,一是因为可以降低成本,二是增加支撑感应的刚度和强度,但是我们要考虑沿海地区防腐蚀和耐火的问题。满足这些条件,达到预期的效果,这是我们重点的方向。
今天主题是讲选材,还有一个选型。玻璃幕墙有几种形式:全明框、全隐框、半隐宽。
全明框是物理机械连接,现在很多地方规划甚至国家的建设部发了文件,人比较密集的重要区域不能运用全隐框玻璃幕墙。
隐框幕墙是由结构胶来黏结,这是化学原理。我们从计算角度来讲最好是用物理的机械连接,这两个结合起来才是最好的。隐框幕墙虽然效果是隐的,但这里面有一个压构件进行连接。我们把这个系统引入到中国来,作为建筑师来讲这两个点不好看,效果不好。我们现在想想,这个楼200、300米高你能看到这个点?我们真正建造出来是看不到的,但安全性有极大的提高,这是最后一道防火线,所以隐框幕墙是大力推选的。
关于五金配件的选择。五金的选择不是五金的交易问题,现在我们五金配件已经超过了欧美国家,我们幕墙门窗把这综合之后给厂家去配。五金配的时候不仅要考虑本身,还有风载的重量等都要综合考虑。
关于五金配件的计算,每个点的受点力,一定要结合起来才能完成完整的计算。我们到底是配什么锁,包括窗的形式,因为受力方式不一样,所以开窗的形式不一样,每个窗要考虑这方面的影响,尽量避免以后玻璃掉落的情况。每个配点怎么去配要列出来,先计算再测试后监督。我们从产品、设计、选材到最终落地,最终交给我们的业主是完整的完成产品。
关于开启窗的选择。其实对于外开窗来讲,粤港澳大湾区气候条件是夏热冬冷地区,深圳的开窗面积是10%,北方5%就够了。开窗面积大了,势必面积就要多,量多了安全隐患就多了。这时候选好的五金、门窗品牌是很重要的,包括窗的大小也是要考虑的。高层外开窗,往外开我们有一个限制,根据计算,外开窗有一个安全性,还有一个舒适性,1.65米身材,开的角度是多少?这是要注意的一点,我们日常生活中的安全要去考虑。
关于防人体坠落的问题。门窗本身是开启美好生活的一扇窗户,我们要从根本上解决掉,一个是全开,一个是半开,全开是实现完全通风,半开是只有75毫米,小孩完全掉不下来。还有一个安全防护按钮,你交付后教成年人怎么使用才可以打开。安全防护上我们要加强。
关于门窗洞口连接的问题。国家的要求间距不大于500毫米,广东是不大于400毫米就可以了。所以说我们在这个地方有计算,特别是强台风地区,高层越来越高,我们的间距到底要多少?这要经过计算才可以得出来。
关于引入系统设计体系。系统门窗大家比较了解,从本质上讲系统门窗和门窗没有区别,都是窗。区别在哪?系统门窗的理念是集成,设计相应的构造、开启方式及产品的性能指标,并经过检测达到预设的目标。检测达到我们的目标,然后推向市场,这样的东西是集成的东西。我们讲的铝合金门窗和幕墙,铝合金五金的配置要有很高的要求,工艺、材质,怎么装,要保证我们的产品是完整的体系。我们做了系统的概念要逐渐引入到更大的范围。国家在提倡标准化,标准化装配式,标准的铝合金就是标准化的产品。
刚才讲的选材内容只是从前端的设计角度去选材,真正的产品落地要经过采购、加工、施工、售后、维护等方面才能形成完整的产品。
大家有兴趣可以进一步交流,谢谢大家!