外窗抗风压性能技术

（一）、有关标准
   1、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
   2、《全国民用建筑工程设计技术措施》
   3、  河北05系列《常用门窗》05J4-1
   4、《建筑外窗抗风压性能等级及检测方法》GBT7106-2002
   5、《建筑玻璃应用技术规范》JGJ113-2003
   （二）、外窗抗风压性能分级
   外窗抗风压性能等级应通过计算来确定。根据建筑物所在地域的基本风压和相关系数计算风荷载标准值，然后依据有关规则确定外窗的抗风压等级。对于广泛采用的PVC塑料窗则根据抗风压等级的下限值（也叫风压强度），给出塑料窗内衬型钢的小惯性矩。铝合金窗则依据当地的基本风压，采用查表法来确定型材断面。 
   一、作用在外窗上的风荷载标准值应按下列公式计算：
   Wk＝βgzμsμzwo
   式中：Wk——作用在外窗上的风荷载标准值；
   βgz——高度Z处的阵风系数；
   μs——风荷载体型系数； 
   μz——风压高度变化系数；
   wo——基本风压（KNm2）
   上式中的基本风压值和三个系数应在《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中查表取值。
   βgz应查表7.5.1。但根据《全国民用建筑工程设计技术措施》和河北《05系列建筑标准设计图集》05J4-1，阵风系数取5。
   μs查表7.3.1第30项，根据住宅体型选大值。比如凹槽内窗户取+0.9。
   μz查表7.2.1，按以下6种情况分别计算： 
   Wo查附表D.4，保定市n=50时取0.40（KN㎡）
   代入上式计算，风荷载标准值如下： 
   根据《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》（GBT7106-2002）第4.1条，建筑外窗抗风压性能分级指标“采用定级检测压力差为分级指标”，用P3表示；又根据4.2条，“P3值与工程的风荷载标准值Wk相对比，应大于或等于Wk”。参照05J4-1，计算的风荷载标准值Wk作为抗风压性能分级P3-的下限值，确定保定市外窗抗风压性能分级如下： 
   二、塑料外窗同铝合金窗、木窗和钢窗相比较，框料型材强度较低，容易弯曲变形，抗风压性能较差。为了增加塑料窗的强度和刚度，在其窗框料和扇框料中插入“[”型衬钢，可大幅度提高其抗风压能力，使塑料窗不但具有传热系数小，耐弱酸碱，无需油漆等优点，而且还具有较强的刚度和强度，广泛用于不同层数的住宅中。由此可见，设计塑料窗时，根据建筑物外窗抗风压性能分级，确定相匹配的衬钢惯性矩是满足塑料外窗抗风压要求的关键指标。为了确定塑料外窗的抗风压性能，可以采用查表法。  
   设计人员根据05J4-1《常用门窗》标准图附录一（152~155页）《塑料窗抗风压增强型钢惯性矩I选用表》中的立面简图，开启形式，洞口尺寸和风压强度查取衬钢惯性矩数值，标注在门窗表中。施工单位应根据设计要求，在生产厂家提供的各种衬钢性能资料中查取惯性矩I数值，使其选用的衬钢惯性矩不小于设计数值，即满足抗风压要求。比如在保定郊区一幢18层住宅楼，抗风压性能等级为5级，风压强度为3000Pa；立面简图为上亮下推拉塑料窗，洞口1500×1500，中空玻璃，查155页表四得：扇梃衬钢I为0.989，横中梃衬钢I为7.751。 
   三、铝合金外窗抗风压性能较好，容易满足要求，
   可采用查表法或查图法确定采用“××系列”
   铝合金型材。
   1、查表法：05J4-1附录二（156～157页）所列方法，不用计算风荷载标准值，以建筑物所在地域的基本风压W0为依据，结合洞口尺寸，窗扇开启形式，查表确定采用“××系列”铝合金型材。比如，已知保定地区的基本风压 0.40KN㎡，平开窗，大洞口尺寸2100×1500，查表2选用50系列铝合金窗；如果已知采用50系列，则大洞口尺寸为2100×1800。 
   2、查图法。05J4-1附录三（158～161页）铝合金抗风压图中，用两条特定的风荷载标准值曲线来确定“××系列”铝合金窗的大洞口尺寸。为了方便查图，根据前面风荷载标准值计算的数值分析，在保定地区，多层采用  Wk=2KN㎡曲线，高层采用Wk=3.5KN㎡曲线。
   比如6层住宅，窗采用上亮下平开扇，高1500，查502系列Wk=2KNm2曲线，洞口大宽度为1700；如采用上亮下推拉窗，高1500，查702系列Wk=3.5KN㎡曲线，洞口大宽度为2100。 
   四、玻璃面积控制。外窗立面形式设计时，每块玻璃面积的大小，受当地基本风压和建筑风荷载标准值的限制，不能随意加大。设计时应知道玻璃的大许用面积。下边介绍两种查表法：
   1、根据计算的风荷载标准值，加大10%，查《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ113-2003）附录A《常用玻璃品种的大许用面积》表取值。比如风荷载标准值为3.00KN㎡时，采用四边支承5厚普通浮法玻璃，查表A.0.1得大许用面积为1.20㎡；如采用四边支承5+5中空玻璃，查表A.0.3,大许用面积为1.81㎡。此法适用于各种不同材料窗框的玻璃面积控制。 
   2、对于铝合金窗的玻璃面积大允许值，查05J4-1附录四《铝合金窗的玻璃面积大允许值》表取值。比如，已知保定基本风压0.40KN㎡，某高层住宅50米，建在郊区（B类地区），采用6厚玻璃，查表得大玻璃面积1.18m2。因采用平开扇，乘以0.8系数，得0.944 m2。也就是说每块玻璃的面积不能超过0.9 m2。 
   (三)、外窗抗风压性能等级计            算举例
   某小区8#住宅楼，位于保定市北郊城乡结合部（B类地区），高18层50米，计算外窗风荷载标准值并确定抗风压性能等级。
   一、作用在外窗上的风荷载标准值计算公式如下：Wk＝βgzμsμzwo
   式中：βgz——阵风系数取5 
   μs——风荷载体型系数取0.9； 
   μz——风压高度变化系数取1.67；
   wo——基本风压取0.40（KNm2）
   代入上式：Wk＝5×0.9×1.67×0.40=3.00（KNm2） 
   二、根据抗风压性能等级P3“应大于或等级Wk”的原则或“高层建筑玻璃风荷载标准值宜按计算值加大10%采用”的规定；
   外窗风荷载标准值采用：3.30KNm2；
   外窗抗风压性能等级为：5级。 
   （四）、外窗设计说明
   1、外窗（包括开向阳台的门窗）采用PVC塑料窗，普通浮法玻璃。7层及以上外窗为推拉窗或内平开窗。
   2、玻璃采用中空玻璃，组合厚度不小于20mm（5+10+5），推荐厚度为23mm（6+12+5）。玻璃大尺寸应根据风荷载标准值确定。
   3、封闭阳台采用单框单玻塑料推拉窗，玻璃厚度多层5mm，高层6mm，玻璃大尺寸应根据风荷载标准值确定。 
   4、窗框与洞口墙体之间缝隙统一为20mm。窗框与墙体用金属件柔性连接，缝隙填塞聚苯板。窗框与装修面层之间缝隙用建筑密封膏密封。
   5、外窗抗风压性能等级多层不应低于3 级，高层不应低于5级，超过50米的建筑抗风压性能等级应计算确定。框料中的衬钢惯性矩必须满足抗风压要求。
   6、外窗气密性能等级多层不应低于3级，高层不应低于4级。 
   7、外窗水密性能等级不应低于3级。
   8、外窗隔声性能等级不应低于3级。采用中空玻璃窗时，隔声量不低于30dB，满足隔声要求。
   9、外窗保温性能等级不应低于7级。采用单框中空玻璃塑料窗时，传热系数为2.7w（m2·k），满足保温要求。
   10、外窗满足自然采光要求，卧室、起居室、厨房的窗地面积比不小于17。
   11、外窗满足自然通风要求，每套住宅的通风开口面积不小于地面面积的5%。