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“山竹”风灾后的建筑设计思考!

“山竹”风灾后的建筑设计思考!

作者: 骆绎缤纷 | 来源:发表于2018-09-21 10:20 被阅读0次

    台风 “山竹”带来惊心动魄的一天

    深圳大梅沙喜来登酒店的海景餐厅

    台风“山竹”已造成严重经济损失!今年第22号台风“山竹”(强台风级)于16日17时在广东台山海宴镇登陆,登陆时中心附近最大风力14级(45米/秒,相当于162公里/小时),中心最低气压955百帕。本次台风不但对房屋、树木、景观、电力、交通等造成了极大的破坏,也给建筑幕墙造成了不同程度的损坏。

    多处街道有大树被吹倒,甚至连根拔起!这不禁让人感慨:城市绿化面积过高了?为什么那么多树被吹倒?而有些又安然无恙?这其中当然存在一定运气的概率。

    但是,我作为一个建筑设计专业人士,看到的就不单单是表象了。“山竹”的风力确实很猛,但是时速是均匀的。而那些被连根拔起的绿植,除了受到强烈风力的肆虐外,还有一个非常重要的因素影响:植被的根基是否足够深?城市绿化是否存在土壤基础差、土层浅薄、种植穴小等问题,土壤厚度不足,树木根系生长受限,没有起到应有的支撑作用。骆丹认为,城市绿化是城市建设过程中不可分割的一部分,与建筑设计也有着密切的关系,植被既是建筑的景观,又是城市环境的承载者,这次“山竹”风灾袭击,让城市建设者不得不思考如何有效地进行城市绿化建设,把抗风能力等因素充分考虑进去。

    多处高层建筑的玻璃被台风损毁吹落,造成了严重的威胁。那么问题来了,玻璃幕墙为何如此脆弱?

    超强台风下影响幕墙安全的五大因素:

    ①玻璃破裂②铝塑板整体剥落③开启扇坠落④玻璃整体坠落⑤密封失效漏水

    然而要从根本上解决这些安全隐患,还得从设计的根本出发。

    1、结构设计很有必要。

    严格注意结构计算;重视结构安全等级,幕墙构件在结构计算时均需提高了安全系数,使每个构件均有足够强度余量,以应对超强台风所带来的冲击与伤害。

    各构件计算:

    A、面材:在提高安全系数的前提下,需经过严格计算确保玻璃的安全性。

    B、龙骨:主受力铝型材最小设计厚度及局部加厚设计,需满足连接构造要求。

    C、结构胶:尽量采用超高性能硅酮结构密封胶,提高幕墙的安全系数。

    D、连接节点设计必须满足构造要求,确保可靠安全。

    E、玻璃:尽量选用SGP夹胶玻璃,最大化减少的减少扩散伤害。

    2、加工前实验验证

    抗风压性能检测:在设计完成后,大规模加工前,需按1:1比例制作测试模型,并到具有检测资质的质量检测中心进行相关性能检测,只有检测合格经过验证的幕墙系统方可进入加工阶段。

    建议:适当提高基本风压

    台风“山竹”在香港造成建筑损毁及玻璃破裂

    深圳平安中心“飘浮物”系避难层堆放的铝板

    3、考虑群体建筑效应-风气流因进入夹道而加速,荷载变大。

    当建筑群,尤其是高层建筑群,房屋相互间距较近时,由于旋涡的相互干扰,房屋某些部位的局部风压会显著增大,设计时应予注意。对比较重要的高层建筑,建议在风洞试验中考虑周田建筑物的干扰因素,适当增大中空玻璃外片的承载能力。

    香港红磡海滨广场幕墙外层玻璃受损严重

    这是外衣的样式,我没走光!

    4、采用穿轴式开启扇,可很大程度防止开启扇掉落;开启位置采用多道防水胶条,尽可能减少雨水渗漏;开启扇框组角加钉,防止掉角。

    5、降低次生危害,选用夹胶玻璃。

    高层建筑未使用夹胶玻璃,一但玻璃破裂,借助风势带来严重的扩散性后果。解决办法:高层建筑采用SGP夹胶玻璃,即使玻璃意外破裂,夹层玻璃仍可以完整地保持在框架内,对室内和室外均不会造成伤害。

    山寨版SGP?为了迎战台风,大家也是很拼的!

    6、加工过程控制。

    铝型材的检测包括:型材平直度检测、型材膜厚度检测、型材色彩检测、附着度检测、光泽度检查、尺寸检测等。

    玻璃检测包括:玻璃检测、检查玻璃的外观、检测玻璃表面的平整度、检查玻璃应力,中空玻璃单元填充气体检查等。

    铝型材切割加工:铝型材切割检测

    7、组装过程控制。

    幕墙打胶主要包括:打胶检测、拉力实验、割胶测试、蝴蝶均匀性测试等。

    结构胶的兼容性主要是通过蝴蝶实验和剥离实验完成。

    8、固化工程控制。

    幕墙通过一段时间的固化后,对产品进行装配,对产品装配要进行详细的检测。

    9、包装过程控制。

    幕墙优化案例

    ①厦门中心大厦完美通过50年一遇强台风的考验。

    在设计选材方面,厦门中心大厦幕墙采用了中空双银LOW-E玻璃,这是目前市场上较少应用到的高端玻璃材料,外侧由2层玻璃夹胶构成,内侧有1层玻璃,双层镀银中空,它同时也是一种透明夹胶钢化安全玻璃,抗冲击能力与自爆率表现非常出色,破损率极低,同时采用了与传统全隐框不同的半隐框工艺,确保初始的结构设计能力超过国家规定的厦门最大的风荷载要求,荷载等级为最高A类地区设计。

    ②上海中心开装柔性玻璃幕墙整座大厦可抗15级台风。

    上海中心为外幕墙的玻璃设置了重重防护。第一道防护是使用超白玻璃,它的自爆率接近于零;第二道防护是在玻璃中加杜邦SGP结构性胶,这种胶承载力更大、耐久性更强,即使玻璃在剧烈的锤击试验下慢慢破裂,所有碎片也能牢牢附着在胶片上。像热水瓶一样,双层幕墙间的空腔可避免室内外直接进行热交换,采暖和制冷的能耗比单层幕墙降低50%左右。外幕墙采用柔性分区吊挂系统,这是世界上首次在超高层安装14万平方米柔性幕墙。

    当然,玻璃幕墙只是现代建筑外墙用材的一种,还有石材幕墙,金属幕墙(铝板、铝塑板)、人造板材幕墙(陶土板、陶瓷板)、组合面板幕墙等等。工业革命期间,钢材的产生,使得建筑用材不再单单是石材,通过钢材结构,幕墙的建筑承重材料大大减小,也加速了其他幕墙用材的研发进程。

    骆丹认为,天灾不可避免,但是人类可以通过智慧和科技将损失做到最小化,城市建设者应该吸取这次“山竹“的教训,在未来规划设计中,因地制宜,采用多种材料组合方式来增加幕建筑的牢固性,同时研发出更具抗灾能力的建筑材质和施工工艺等。

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