采光顶与金属屋面技术规程 JGJ255-2012
4.2 性能和检测要求
4.2.1 采光顶与金属屋面的物理性能等级应根据建筑物的类别、高度、体形、功能以及建筑物所在的地理、气候和环境条件进行设计。
4.2.2 采光顶、金属屋面承载力应符合下列规定：
1 采光顶、金属屋面的所受荷载与作用应符合本规程第5.3和5.4节的相关规定。
2 在自重作用下，面板支承构件的挠度宜小于其跨距的1/500，玻璃面板挠度不超过长边的1/120。
3 采光顶与金属屋面支承构件、面板的最大相对挠度应符合表4.2.2的规定。
1 采光顶、金属屋面的所受荷载与作用应符合本规程第5.3和5.4节的相关规定。
2 在自重作用下，面板支承构件的挠度宜小于其跨距的1/500，玻璃面板挠度不超过长边的1/120。
3 采光顶与金属屋面支承构件、面板的最大相对挠度应符合表4.2.2的规定。
表4.2.2 采光顶与金属屋面支承构件、面板最大相对挠度
注：悬臂构件的跨距L可取其悬挑长度的2倍。
4.2.3 采光顶与金属屋面的抗风压、水密、气密、热工、空气声隔声和采光等性能分级应符合现行国家标准《建筑幕墙》GB/T 21086的规定。采光顶性能试验应符合现行国家标准《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T 15227的规定，金属屋面的性能试验应符合本规程附录A的规定。
4.2.4 有采暖、空气调节和通风要求的建筑物，其采光顶与金属屋面气密性能应符合《公共建筑节能设计标准》GB 50189和现行国家标准《建筑幕墙》GB/T 21086的相关规定。
4.2.5 采光顶与金属屋面的水密性能可按下列方法确定：
1 易受热带风暴和台风袭击的地区，水密性能设计取值应按下式计算，且取值不应小于200Pa：
式中：
P——水密性能设计取值(Pa)；
w0——基本风压(kN/㎡)；
μz——风压高度变化系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用，当高度小于10m时，应按10m高度处的数值采用；
μs——体型系数，应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。
2 其他地区，水密性能可按第1款计算值的75%进行设计，且取值不宜低于150Pa。
3 开启部分水密性按与固定部分相同等级采用。
4.2.6 采光顶采光设计应符合现行国家标准《建筑采光设计标准》GB/T 50033的规定，并应满足建筑设计要求。
P——水密性能设计取值(Pa)；
w0——基本风压(kN/㎡)；
μz——风压高度变化系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用，当高度小于10m时，应按10m高度处的数值采用；
μs——体型系数，应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。
2 其他地区，水密性能可按第1款计算值的75%进行设计，且取值不宜低于150Pa。
3 开启部分水密性按与固定部分相同等级采用。
4.2.6 采光顶采光设计应符合现行国家标准《建筑采光设计标准》GB/T 50033的规定，并应满足建筑设计要求。
4.2.7 采光顶与金属屋面的空气声隔声性能应符合现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB 50118的规定，并应满足建筑物的隔声设计要求。对声环境要求高的屋面宜采取构造措施，宜进行雨噪声测试，测试结果应满足设计要求。
4.2.8 采光顶、金属屋面的光伏系统各项性能和检测应符合现行行业标准《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ 203的相关规定。
4.2.9 采光顶面板不宜跨越主体结构的变形缝；当必须跨越时，应采取可靠的构造措施适应主体结构的变形。
4.2.10 沿海地区或承受较大负风压的金属屋面，应进行抗风掀检测，其性能应符合设计要求。试验应符合本规程附录B的规定。
4.2.11 采光顶与金属屋面的物理性能检测应包括抗风压性能、气密性能和水密性能，对于有建筑节能要求的建筑，尚应进行热工性能检测。
4.2.12 采光顶与金属屋面的性能检测应由国家认可的检测机构实施。检测试件的结构、材质、构造、安装施工方法应与实际工程相符。
4.2.13 采光顶与金属屋面性能检测过程中，由于非设计原因致使某项性能未能达到设计要求时，可进行适当修补和改进后重新进行检测；由于设计或材料原因致使某项性能未能达到设计要求时，应停止本次检测，在对设计或材料进行更改后另行检测。在检测报告中应注明修补或更改的内容。
条文说明
4.2.1 建筑物的物理性能和建筑物的功能、重要性等有关，采光顶、金属屋面的性能应根据建筑物的高度、体形、建筑物所在的地理、气候、环境等条件以及建筑物的使用功能要求进行设计。如沿海或经常有台风地区，采光顶、金属屋面的抗风压性能和水密性能要求高些，而风沙较大地区则要求采光顶、金属屋面的抗风压性能和气密性能高些，对于严寒、寒冷地区和炎热地区则要求采光顶、金属屋面的保温、隔热性能良好。
4.2.2 单根构件的挠度控制是正常使用状态下的功能要求，不涉及结构的安全，加之所采用的风荷载又是50年一遇的最大值，发生的机会较少，所以不宜控制过严，避免由于挠度控制要求而使材料用量增加太多。隐框玻璃板的副框，一般采用金属件多点连接在支承梁上；明框玻璃板与支承梁间有弹性嵌缝条或密封胶。因此支承梁变形后对玻璃的支承状况改变不大。试验表明，支承梁挠度达到跨度1/180时，玻璃的工作仍是正常的。因此，对铝型材的挠度控制值定为1/180。钢型材强度较高，其挠度控制则可以稍严一些。
铝合金面板挠度限值与现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB50429取值一致，钢面板挠度限值与现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018取值一致。
简支矩形和点支承矩形玻璃面板的挠度限值与现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102基本一致。简支三角形和点支承三角形的挠度限值是在近些年工程经验和实验室检测的基础上总结提出的结果。
本规程仅对相对挠度提出指标要求，对绝对挠度量未进行规定。
4.2.3 在现行国家标准《建筑幕墙》GB/T21086中对采光顶与金属屋面水密、气密、热工、空气声隔声等性能要求及分级有规定，但针对金属屋面的检测没有给出明确的规定，因此金属屋面的性能试验应按照本规程附录A的规定执行。附录A中的方法结合我国的实际情况，按照现行国家标准《建筑幕墙》GB/T21086的分级要求，主要采用《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T 15227的试验方法和试验步骤进行编制。本方法还参考了美国标准《室外金属屋面板系统气密性检测标准方法》ASTME 1680-95（2003版）、《均匀静压下室外金属屋面板系统水密性检测标准方法》ASTM E 1646-95（2003版）和《均匀静压下薄金属屋面板系统和边板系统结构性检测标准方法》ASTM E 1592-01等先进标准。在美国标准《室外金属屋面板系统气密性检测标准方法》ASTME1680中规定，淋水量为3.4L/（㎡·min），是不变的定值，在国家标准《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227中，规定沿海地区为4L/（㎡·min），其他地区为3L/（㎡·min）。可见美国标准和我国标准规定的淋水量数值差别不大，因此本条继续沿用GB/T15227关于淋水量数值的规定。
4.2.4 气密性直接影响采光顶与金属屋面的热工性能，因此在有采暖、空气调节和通风要求的建筑物中，应对气密性提出要求，应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189和《建筑幕墙》GB/T21086的相关规定。试验表明，金属屋面普遍存在气密性较差的问题，与国外的构造相比，在气密设计上存在差距。
4.2.5 水密性关系到采光顶、金属屋面的使用功能和寿命。水密性要求与建筑物的重要性、使用功能以及所在地的气候条件有关。本条的规定与《建筑幕墙》GB/T 21086-2007、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003略有差别。本条公式中的系数1000为“kN/㎡”和“Pa”的换算系数。
根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定，屋面所受风压会比建筑幕墙小许多，并且背风面为负压区。例如，封闭式双坡屋面，与水平面夹角不大于15°时迎风屋面μs＝-0.6，背风屋面μs＝-0.5，而对于落地双坡屋面，迎风屋面μs＝0.1，背风屋面μs＝-0.5，这样水密性指标值（绝对值）要比幕墙取μs＝1.2小很多。由于屋面在正风压和负风压下均会发生雨水渗漏，但正风压可能更不利一些。正是因为这些原因，使得屋面水密性指标的确定变得相当复杂，尤其对于复杂曲面、波浪形屋面这一指标将无法准确确定。
美国标准《均匀静压下室外金属屋面板系统水密性检测标准方法》ASTM E 1646-95（2003版）规定：对与水平面夹角不大于30°的屋面，其水密性测试压力差为137Pa，对于与水平面夹角大于30°的屋面按屋面设计风压的20％确定压力差值，并不得超过575Pa。经过综合分析并参考ASTM E1646的相关规定，本规程规定采光顶、金属屋面的水密性能指标至少达到150Pa，易受热带风暴和台风袭击的地区，水密性能指标不应小于200Pa。
在沿海受热带风暴和台风袭击的地区，大风多同时伴有大雨。而其他地区刮大风时很少下雨，下雨时风又不是最大。所以本规程提出其他地区可按本条公式计算值的75％进行设计。由于采光顶、金属屋面面积大，一旦漏雨后不易处理。
采光顶、金属屋面设计时，透光部分开启窗的水密性等级与其他部分的要求相同。
热带风暴和台风多发地区，是指《建筑气候区划标准》GB 50178-1993中的ⅢA和IVA地区。
4.2.7 采光顶与金属屋面的隔声性能应根据建筑的使用功能和环境条件进行设计。不同功能的建筑所允许的噪声等级可根据现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB50118的规定确定。聚碳酸酯属轻质材料，在雨水撞击情况下，会产生较大的噪声，因此对声环境要求较高的建筑须经过雨噪声测试，满足设计要求后方可采用。清华大学对中国国家游泳馆进行过雨噪声的测试，较好地解决了声环境的设计问题。
4.2.9 采光顶为外围护结构，不分担主体结构所受荷载与作用。当其面板跨越主体结构的伸缩缝、沉降缝及抗震缝等变形缝时，容易出现破坏、漏水等现象，因此尽量避免跨越主体结构变形缝。如必须跨越时，应在采光顶上采取构造措施，以适应主体结构的变形，避免发生不必要的破坏或渗漏。
4.2.10 金属屋面风掀破坏比较常见，为验证金属屋面的设计，本规程引入抗风掀试验方法。中国建筑科学研究院已经采用本方法对多项金属屋面工程实施了检验，效果比较好。由于我国在抗风掀试验方面的研究比较少，因此本规程附录B主要参考美国标准《Tests for Uplift Resistance of Roof Assemblies》UL580-2006进行制定。
4.2.10 金属屋面风掀破坏比较常见，为验证金属屋面的设计，本规程引入抗风掀试验方法。中国建筑科学研究院已经采用本方法对多项金属屋面工程实施了检验，效果比较好。由于我国在抗风掀试验方面的研究比较少，因此本规程附录B主要参考美国标准《Tests for Uplift Resistance of Roof Assemblies》UL580-2006进行制定。
4.2.11 抗风压性能、气密性能和水密性能是采光顶与金属屋面的物理性能的重要指标，需要通过检测进行验证，因此应进行检测。对于有建筑节能要求的建筑，尚应进行热工性能检测。
4.2.12 按照规定，采光顶与金属屋面性能的检测应该由经过国家实验室认可委员会认可的检测机构实施。由于性能检测是工程设计验证性检测，因此检测试件的结构、材质、构造、安装工艺等均应与实际工程相符。但考虑到在有些情况下，由于试件尺度太大，或者有些安装方法在试验室没有办法实现，试件不能完全符合实际情况，此时应由建设单位、建筑设计人员、监理人员和行业有关专家共同确定。
4.2.13 采光顶与金属屋面性能检测中，由于非设计原因如安装施工的缺陷，使某项性能未达到规定要求的情况时有发生。这些缺陷通过改进施工安装工艺是有可能弥补的，故允许对安装施工工艺进行改进，修补缺陷后重新检测，以节省人力、物力。在设计或材料缺陷造成采光顶与金属屋面性能达不到要求时，应修改设计或更换材料，重新制作试件，另行检测。检测报告中说明有关修补或更改的内容。
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