建筑外墙设计规范范文

前言：我们精心挑选了数篇优质建筑外墙设计规范文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：既有高层住宅、节能改造、经济评价

中图分类号：TU241.8文献标识码： A 文章编号：

在高层建筑兴起后的城市发展过程中，大城市中几乎一直都存在着许多能耗高、热工性能差且舒适度偏低的高层住宅建筑，对此类建筑进行节能改造，近期可提高居住环境的舒适度，远期可延长建筑使用周期、降低能源消耗，使国家能以有限的资源维持长远的发展，利国利民。

本文以西安建筑科技大学南院8#高层住宅为对象，调研分析目前住户普遍反映在采暖季室内温度偏低情况出现的原因，结合相关计算和节能规范要求，说明该建筑节能改造的必要性。考虑不影响住户正常生活，提出一套节能改造方案，希望通过改造可以明显提高建筑室内热舒适度，达到节能65%要求。改造措施考虑适宜性及普遍推广性；同时为每户加置一套太阳能热水系统，以节省生活热水消耗的能源。最后通过对节能改造方案进行经济性评价说明其可行性。

1. 8#高层住宅楼现状

1.1 8#高层住宅楼基本概况

8#高层住宅楼位于西安市碑林区建设东路西安建筑科技大学南院家属区内，属单位集资住宅，1999年3月完成设计，2000年建成并投入使用。该建筑地上24层，地下2层（含人防和地下车库），建筑高度71.95m，标准层面积723.6m2，总建筑面积18570m2，体型系数0.25，窗墙比南向0.3、北向0.26、东/西向0.17。

1.2 8#高层住宅护结构现状分析

1.2.1 外墙现状分析

8#高层住宅外墙保温为内保温，南北向外墙内侧涂20厚保温粉刷石膏，东西向外墙和飘窗内侧贴40厚聚苯乙烯泡沫塑料板并涂25厚保温粉刷石膏，做法用料选用《陕97J01建筑用料及做法》中做法。8#楼外墙保温构造做法见图1.1。

图1.1 改造前外墙保温构造做法

改造前外墙传热系数计算值K =0.79 W/（m2•K）

1.2.2 外窗现状分析

该建筑外窗为塑钢推拉白玻窗，部分为铝合金白玻窗，另外部分住户在二次装修时安装了内窗以减少冬季热量损失。这类窗户已不能满足现行建筑节能设计规范的要求，需要更换新型窗框和新型高热阻性节能玻璃。

1.2.3 屋顶构造现状分析

根据8#楼建筑施工图资料，该建筑屋面构造做法见图1.2。

图1.2 改造前8#住宅楼屋面构造做法

改造前屋面传热系数计算值K=0.46 W/（m2•K）

综上，该住宅外墙传热系数和屋顶传热系数均高于现行民用建筑节能设计规范规定的限值，需要进行节能改造；外窗选用的材料特性不符合现行节能设计规范要求，需全部更新改造；调研发现几乎所有住户日常所需生活热水均来自电加热和燃气加热，改造时为每户加置一套太阳能热水系统，节省部分电能和燃气能。

2. 节能改造方案设计

2.1 外墙节能改造

外墙改造采用外保温，不改变原内保温构造，直接在外墙外侧进行外保温处理。改造后外墙保温构造见图2.1。

图2.1 改造后外墙保温构造做法

改造后外墙传热系数计算值K =0.36 W/（m2•K）

2.2 屋面节能改造

屋面改造选用倒置式屋面做法，在原有屋面构造上进行加置保温层处理。改造后屋面构造见图2.2。

图2.2 改造后8#住宅楼屋面构造

改造后屋面传热系数计算值K =0.27 W/（m2•K）

2.3 外窗节能改造

改造更换全部外窗，选用新型材料窗框和中空玻璃，降低外窗热损失，提高节能效率。改造选用高保温窗型（双玻一膜）塑钢窗，其综合性能指标见表2.1。

表2.1 高保温窗型（双玻一膜）塑钢窗综合性能表

通过表2.1可看出，外窗更新改造选用的新型外窗传热系数为2.3 W/（m2•K），低于现行节能规范规定限值，达到节能设计标准。

2.4 太阳能热水系统应用

根据8#楼实际情况选用承重类阳台式太阳能集热系统。该住宅楼每户都有南向阳台或飘窗，所以本次改造考虑将太阳能集热系统设置在每户南向阳台栏板上或飘窗底板与顶板之间，管线直接接入每户的卫生间和厨房，实现太阳能提供每户日常生活热水所需能源，大大减少了电能与燃气能的消耗，达到节能效果。

3 改造方案的经济性评价

为了明确提出的节能改造方案成果，本节对节能改造方案进行经济性评价，说明按照本研究提出的改造方案改造后的住宅有可观的年节能收益，并能在一定年限内收回节能改造投资。节能收益和节能改造投资平衡后，建筑就进入纯收益期，可在建筑全寿命周期内节约大量的费用。

3.1 节能改造措施成本计算

8#高层住宅需要进行节能改造的外墙总面积约8490m2，屋顶面积约704m2，外窗更新改造面积约5280m2，加置96套太阳能热水系统。参考市场调研产品单价，节能改造措施成本计算见表3.1。

表3.1 节能改造措施成本计算

3.2 建筑运行能耗成本计算

8#高层住宅节能改造前后年能耗成本见表3.2。

表3.2 8#高层住宅节能改造前后年能耗成本

3.3 计算投资回收期

考虑西安市家庭年平均投资收益率和我国经济与通货膨胀情况，选取折现率5%，能源价格增长率6%。列出该项目的现金流量见表3.3。

表3.3 现金流量

根据现行民用建筑设计通则，住宅建筑设计使用年限为50年。8#高层住宅建于1999年~2000年，已投入使用13年，剩余寿命周期为37年。通过以上分析，该住宅节能改造后，第18年就可以收回成本，建筑开始进入纯收益期，对住户来说每年可节约大量的费用，同时也节约了部分能源，减少了二氧化碳废弃物的排放等，可见该节能改造方案有较好的经济效益。

4 小结

本文以西安建筑科技大学南院家属区8#高层住宅建筑为对象，针对该建筑目前存在的问题，采取适宜的技术对该建筑进行节能改造方案设计，改造方案以《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26-2010）为主要依据。最后通过对该方案进行经济性评价说明了该方案的现实可行性。

参考文献

[1]杨昌鸣．建筑资源的再利用策略—既存建筑更新、修复技术及其材料的再利用[M]．北京：中国计划出版社，2010：404

[2] 马校飞 潘玉勤 南艳丽．寒冷地区既有居住建筑围护结构节能改造技术研究[C]．中国建筑业协会建筑节能专业委员会．2008年年会论文集

第2篇

【关键词】：建筑地下室外墙；结构设计

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

引言

随着城市建设的发展，地下空间的开发利用日益受到重视，多数建筑均建有地下室。地下室的结构设计是否合理正确，直接影响工程造价和结构的安全。

本文通过对建筑地下室外墙荷载分析与确定，阐述设计过程中的注意事项。

1.地下室外墙结构设计

在工程实践中, 地下室外墙所承受荷载有：结构自重，地面堆载及活载、侧向土压力、地下水压力等，对人防地下室还存在水平人防等效静载。由于地下室埋在土内，一般可认为地震力和风荷载对地下室结构的影响很小，外墙上竖向荷载对结构安全有利且不起控制作用。因此目前在地下室外墙设计时,往往近似只考虑水平荷载的作用,而不考虑风荷载、地震和竖向荷载的作用，已能够满足工程设计的需要。

1.1地下室外墙上的荷载及其组合

由于建筑物的整体作用，地下室外墙一般不会发生变形和位移,土侧压力可按静止土压力计算。在工程设计中静止土压力系 数k。可取0.5~0.55,如考虑基坑支护桩的作用，静止土压力系数还对根据支护桩的实际情况进行折减。

当为普通地下室时,外墙上荷载为地面活载引起的侧压力与水压力、土侧压力的组合，当为人防地下室计算战时工况时，其荷载为人防等效静载与水压力、土侧压力的组合。

1.2普通地下室外墙计算简图及荷载计算简图

当建筑的地下室外墙有较大尺寸框架柱,或有垂直于外墙的钢筋混凝土墙与之相交,外墙设计按双向板计算比较合理,对建筑外墙框架柱还需考虑外墙水平荷载对柱的作用力,其它的情况应按单向板计算，这样才能符合工程实际情况。

单向板计算简图为：将地下室底板作为嵌固端,地下室各层楼板作为支点,根据地下室层数,取lm宽的外墙按竖向单跨板或多跨连续板计算,外墙计算简图见图1，外墙水平荷载简图见图2。

1.3防空地下室外墙计算简图及荷载计算简图

1.3.1平时荷载作用

平时荷载作用下的外墙计算与普通地下室的外墙计算相同。

1.3.2战时荷载作用

战时荷载作用的外墙计算简图同普通地下室的外墙计算简图 (图1)。但外墙荷载增加了核武器爆炸产生人防等效静荷载作用,见图3。

根据人防规范,土侧压力荷载分项系数和水浮力产生的侧压力荷载分项系数均取1.2。人防等效静荷载分项系数取1.0。分别计算土压力、水压力、人防等效荷载作用产生的弯矩，然后将同一截面的弯矩叠加进行截面配筋设计。

战时荷载计算土压力、水压力、人防等效荷载产生的弯矩需要注意:①材料强度设计值应取动荷载作用下的材料强度设计值;②由于外墙近似按受弯钢筋混凝土构件设计,所以不必按人防规范第4.10.5条规定将混凝土轴心抗压动力强度设计值乘以折减系数0.8。

人防地下室外墙应分别按平时和战时工况的要求，进行二种使用状态组合设计，

外墙结构的最终配筋取平时和战时荷载作用计算结果的较大值。

2.地下室外墙的裂缝宽度验算

混凝土结构的裂缝分为荷载裂缝和非荷载裂缝。根据规范规定,结构不仅要满足承载能力极限的要求,同时也要满足正常使用极限的要求,为保证结构正常使用，应对其构件的裂缝宽度进行限制。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) [2] (简称混凝土规范)及《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008) [4] (简称防水规范)规定,地下室外墙的裂缝宽度限值为0.2mm。对于普通地下室，应对其正常使用极限状态下的裂缝宽度进行验算。

防空地下室在人防荷载作用下, 根据人防规范第4.1.6条规定对其结构变形、裂缝可不进行验算。所以对防空地下室只需考虑平时荷载作用下的裂缝宽度验算，计算方法与普通地下室的相同。

3.地下室外墙的构造

3.1地下室外墙的构造规定

地下室外墙构造应同时满足混凝土规范及防水规范的要求，外墙厚度不宜小于250mm; 防水规范规定迎水面纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于50mm，混凝土强度等级不应小于C15;最小配筋率应满足混凝土规范和人防规范的要求。地下室外墙的水平钢筋配置在外侧，竖向钢筋配置在内侧。为了更有效的防止地下室混凝土墙体裂，混凝土强度等级不宜取得太高，在混凝土中可掺入抗裂膨胀剂。

4.结束语

根据设计实践，地下室外墙是地下室结构的重要构件。在设计时,根据外墙不同的条件选取合理的计算简图，区分普通地下室与人防地下室外墙设计方法上的不同，从材料、施工、设计等多方面采取措施控制裂缝。只有这样才能保证地下室外墙结构设计的安全可靠，经济合理。

参考文献

GB50009-2012建筑结构荷载规范[S},北京:中国建筑工业出版社,2012

GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2010

第3篇

关键词：高层建筑；防侧击雷；滚球法；GB50057-2010

中图分类号： TU208 文献标识码： A

1 绪言

随着国内经济的飞速增长，各地高层建筑日益增多，高层建筑采取合适的侧击雷防护也显得尤为重要和迫切。下文将对《建筑物防雷设计规范》的现行版本GB50057-2010在建筑物的侧击雷防护方面进行较为详细的分析。

2 GB50057-2010关于防侧击的规定及其与其他相关规范的异同

对于第一类防雷建筑物的侧击雷防护，相比GB50057-94（2000年版），GB50057-2010在4.2.4条中增加了“当建筑物高度超过30m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂面外”的要求。此外，GB50057-2010在本条第7款沿用了GB50057-94（2000年版）第3.2.4条第七款的内容：“当建筑物高于30m时，尚应采取下列防侧击的措施：1）应从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平接闪带并应与引下线相连。2）30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物应与防雷装置连接。”

对第二类防雷建筑物而言，GB50057-2010在4.3.1条中也增加了“当建筑物高度超过45m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂面外”的规定。与第一类防雷建筑物不同的是，GB50057-2010在规定侧击雷防护的4.3.9条中引用了IEC62305-3:2010 Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structure and life hazard的相关内容并做了本地化修改，从而与GB50057-94（2000年版）的第3.3.10条有了较大的区别。本条第1款规定：“对水平突出外墙的物体，当滚球半径45m球体丛屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时，应采取相应的防雷措施”。第2款又规定：“高于60m的建筑物，其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击，防侧击应符合下列规定：1）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，应按屋顶上的保护措施处理。2）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。3）外部金属物，当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时，可利用其作为接闪器，还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。4）符合本规范第4.3.5条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架，当作为引下线或与引下线连接时，均可利用其作为接闪器。”第3款 的内容“外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端，应与防雷装置等电位连接”，与GB50057-94（2000年版）第3.3.10条第四款大致相同。GB50057-2010删去了GB50057-94（2000年版）第3.3.10条前三款的内容。而国家建筑标准设计图集02D501-2《等电位联结安装》第43页和44页依据其中第三款“应将45m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。”对金属门窗的等电位联结的具体做法做了规定：外墙外侧的栏杆、门窗等较大的金属物通过材料规格合适的连接导体与上、下圈梁或柱内的预埋件作等电位联结。

至于第三类防雷建筑，GB50057-2010在4.4.1条及4.4.8条中，将滚球半径由45m改为60m，其余内容基本与4.3.1条及4.3.9条相同。

3 以图示法来分析GB50057-2010防侧击的规定

图1 空旷地区某孤立高层建筑侧击雷防护的滚球法示意图

图1所示即为一个简单的范例。图中左侧建筑为第二类防雷建筑物，高度120m。依据GB GB50057-2010的说明，半径为45m的球体从空中沿接闪器A外侧下降，会接触到B处，故该处应设相应的接闪器；但不会接触到C、D处，故该两处无需设接闪器。然而，因B、C、D处均位于滚球半径以上，根据滚球法的原理，B处设置如图示的接闪器后，只能降低该接闪器附近的建筑结构遭雷击的可能性，并不能完全保护B处露台的外墙面，更不能保护C处与D处。因而，B、C、D处在任何时候都存在遭受雷电侧击的可能性。而若根据废止的GB50057-94（2000年版）第3.3.10条第三款的要求，按图集02D501-2的做法将45m以上的金属门窗与上、下圈梁或柱内的预埋件作等电位联结，将会降低侧击雷的危害。另外，位于45m到60m之间的G处，若按照4.3.9条第1款的规定，半径为45m的球体从空中沿接闪器A外侧下降，接触到B处后继续下降，将会接触G处，故该处应设相应的接闪器；但若根据4.3.9条第2款及其第1项、第2项的规定，因此处高度低于60m且在建筑物上部其高度的20%（96m）以下，并未要求布置接闪器以防侧击。此时，针对该建筑的情况，45m以上的突出外墙的物体，在未处于已设置于其他突出物上的接闪器保护范围内时，均需采取合适的措施以防侧击。

图2距离较近的两座高层建筑侧击雷防护的滚球法示意图

图2即为另一个简单范例。图中左右两侧各有一座高120m的相似建筑，均为第二类防雷建筑物，两建筑间隔为60m，建筑顶部周边均已敷设接闪带。根据4.3.9条第1款的规定，半径为45m的球体从空中沿接闪器A外侧下降，不会接触到B处，故该处无需设接闪器；而若按照4.3.9条第2款及其第1项、第2项的规定，因此处位于建筑物上部占其高度的20%并超过60m的部位，故应防侧击，并应将各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，按屋顶上的保护措施处理；布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。此时，B处究竟应不应该设置接闪器以防侧击呢？从滚球法来判断，B处位于两座建筑构成的直击雷保护范围内，但笔者认为B处宜设置接闪器。目前国内外通行的防雷技术规范普遍采用相对科学的滚球法，而滚球法的滚球半径是根据雷电流的大小人为规定的。这就存在一个绕击问题，即比所规定的雷电流小的电流仍有可能穿越接闪器的保护范围而击在物体上的可能性。B处设置接闪器后，能更大程度的保护B处的露台及下方的C、D等处。至于C、D等处需不需要装设接闪器，则应综合平衡损害的容忍值和防雷投入的经济性而定。

4 结束语

《建筑物防雷设计规范》现行版本GB50057-2010在建筑物防侧击雷的规定中引用了IEC62305-3:2010《雷电防护.第3部分:建筑物的物理损害和生命危险》的条文，这体现了国家鼓励采用国际标准和国外先进标准的原则。然而，由于现行标准的配套图集尚未编制完成，项目具体情况的多样性和国外标准可能存在的局限性，对高层建筑的侧击雷防护，应该本着具体问题具体分析的原则，采用作图等方法进行处理，得出科学合理的结论。

参考文献

[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

[2] 国家建筑标准设计图集02D501-2《等电位联结安装》