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【泰诺风】姜晓伟：YS437标准讲解

来源:中国门窗＆配套材料网收集整理 　作者:* 　日期:2009-12-23
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关键词：建筑 门窗 隔热材料 YS437标准 讲解


泰诺风（保泰）隔热材料有限公司总工程师姜晓伟作技术演讲

【注：文字根据现场录音整理，如有错误，敬请指正】


　　各位尊敬的专家，各位不辞辛苦远道而落的行业同仁们，大家下午好！非常荣幸有这么一个机会站在这儿和各位专家、和各位同仁一起分享幕墙设计的明天。我今天想要跟大家交流的题目是一个标准，这个标准是一个修正的标准，并不是一个全新的标准，可能很多人对这个标准有一些陌生，可能是近一段时间来它的指导意义不是抬枪，有些落后了我们专家组在扬州开了一个会议，已经报批了，就等着发放了。我们主要交流这个标准主要的含义是我们的设计，设计的标准和标准的关系是非常密切的。


　　第一个方面，看一下设计，既然我们是设计师大会，来的人大部分是幕墙设计师，我跟大家相比是一个外行，我作为一个外行人的角度来讲，我看一下我看幕墙设计应该注意什么，他像什么方向去走，现在有哪些问题。首先看一下作为设计来说，他是一项工作，是一项工作就存在一定的工作原则。一般常规来说有哪几个原则呢？这里我分享一下首要的原则。


　　从设计的流派来说，幕墙设计是属于典型的精美主义设计，它诞生在二次世界大战之后，一个标志性人物密斯•凡•德罗，他的最主要的设计理念和设计手法就是两个东西，第一个是非常漂亮的一种金属光泽他利用了起来，第二是非常透明纯洁的玻璃，大家注意看用这两个东西不就是咱们现在坐在这里所有的设计师最常应用的两件东西，这就是一个幕墙的雏形，以密斯•凡•德罗带动了一批人在这个幕墙行业的发展，而且在十年时间之内迅速占据了整个建筑世界设计的潮流最前沿，后来为什么有所消退呢？主要是因为受到经济危机的影响，能源危机的影响，因为他浪费，不节能，受到了广大的批判和非常强烈的质疑。


　　从设计的流派来说，幕墙设计是属于典型的精美主义设计，它诞生在二次大战之后，一个标志性人物，密斯•凡•德罗（音）他第一是具有非常漂亮的金属光泽，第二是非常透明纯洁的玻璃，用这两个东西不就是咱们现在坐在这里所有的设计师这就是一个幕墙的雏形，以密斯•凡•德罗代表了整个幕墙设计的发展，而且在占据了世界设计的最前沿。后来为什么有所衰退呢？主要是受到经济危机的影响，能源危机的影响，因为他浪费，不节能，受到了广大的批判。


　　左上角的图片非常熟悉（PPT），尤其是3、4年前戴高乐机场的坍塌事件，随着一次次深入调查，最后调查专家组得出了一个权威性的报告，是因为初步设计的他的偶然性安全系数就不合格，设计偏小，导致了后期这个水泥平顶和刚架之间发生了承载力不足，发生了坍塌。至于设计上对于安全性的考虑没有进行完全按照规范来进行设计，对于这种标准规范的忽视所吃下的恶果。自从我知道设计戴高乐机场保罗•安德鲁也是咱们国家大剧院的主设计师之后，我在北京上班，我每次上班下班的时候路过国家大剧院总有一种冲动想伸出头去看一看这个大剧院是不是安全、是否还安全健在，特别地担忧。


　　右下脚这个建筑物是密斯•凡•德罗他的一个代表著作，也是一个具有跨时代的一个建筑物，这是指在建筑师上尤其是幕墙建筑是上他是一个图书馆的一层克朗楼，他首次采用了全玻璃代替墙，这种建筑中，所以说他的创意是非常大胆的，被载入了幕墙发展史的史册，但是实际上这基本上也就是一个历史记忆。当时这个大学的图书馆这层楼没人去，学生非常不愿意上去。没有人愿意在充满阳光晒得要命，当时的空调可能普及不是太完善的地方进行学习，学不进去，冬天太冷夏天太热。所以说他的实用性设计发生了错位，这并不是说大的设计有误，只是说他选用了错误的材料，现在就非常好解决了，加百叶窗等等，但是当时材料没有满足的时候他贸然选用了这样的设计，这是实用性设计的错误。这两张图片充分说明了设计的时候不考虑规范性和实用性一定有可怕后果的出现。


　　刚才我强调了两个设计的基本理念，一个是规范性一个是实用性，其实并不是我说的，是自古以来流传下来的，在国外的建筑设计理念上有一个关健词是“功能性”，就是我们常说的实用性原则，返璞归真。这也是为什么我们经常看到外国很多的名胜古迹的一些小镇，他们的建筑不管是楼房还是平房都和自然融合得那么紧密和自然，他讲究一个和谐性，我国的建筑设计理念在古代的时候就有这个理念的思潮了，完全可以指导后期乃至现代发达国家的发展。“大音希声”和“大美无形”就是讲究建筑的融合。当年周总理给我们新中国建筑定位了，经济性、实用性、美观性，为什么？那时候穷。第一要考虑经济性，尽量要少花钱，最好是不花钱能办事。后来随着中央对于这些建筑设计的规范不断地推出，发现他没有那么穷了，光考虑一个经济性是不行的，后来考虑到比实用提到了前面，所以中央对建筑设计的理念一直保持了三原则实用性变成第一的，第二是经济性，第三是美观性。现在对于我国实际存在的尤其是幕墙设计人员来说他的理念跟这个其实是正好矛盾的，第一个是什么？美观性，我们可以用两个字来代表目前的幕墙设计人员尤其是外国来的不负责责任的幕墙设计师，在中国想要留下足迹的想法“奇特”，他每天都在想怎么把这个东西做得再奇特一点，你设计一个船型的还是宇宙飞船型的，争取让大家都看到我都看不到你，这其实就相当于给一个人买衣服，这陷入一个误区，给人买完一个衣服希望穿上奇装异服一眼能够看到他，但是他是否真正能够适合这种衣服呢？没有人关心。所以这是建筑设计理念的一个偏差，实际上他在实用性原则永远是第一位的。


　　这是近一段时间以来我们所有的中国民众看得有一些麻木的伤心的图片，汶川大地震，这个图片来源于中国建筑科学院，这个地震发生以后派去调查地震坍塌原因的研究员到现场拍摄的，后来回到院里作了一个分析报告，讲得非常好。他强调了一个设计规范性，这个上面设了一个挑梁，这个挑梁的设计是一个很高的要求吗？所有的设计当中，不管说是国家标准还是地区设计，不可否认这个挑梁是非常基础的设计，但是非常可惜的是我们四川512大地震倒塌了2万多间房屋，但是70-80%都没有设计挑梁，我们这种混凝土结构发展了这么多年，对建筑的标准化贯彻得不够彻底，对于我们我们做幕墙设计的人员限制就更多了。现在的隔热幕墙比较大的趋势，有很多人在设计的时候遇到这样的问题，隔热设计的门窗形成骨架材料跟我原来不一样，到最后怎么办？我索性不算了，我不用了行不行？不行，不是我说不行，是党说不行。今年开始的时候温家宝总理在部署今年工作的时候就用大量的篇幅强调建筑的节能，自总理以下包括我们的部长的讲话，各级、各地的检测部门纷纷出台相关的标准政策抬高检测的门槛，所以说我相信在座的各位设计师对于自己面临的这种设计的挑战也是不言而喻的。这从政府要求的角度来讲，从自己的警觉性角度来说，说我是不是应该思考一下对于节能门窗也好、普通门窗也好、普通幕墙也好、节能幕墙也好等等，对于他质量的设计是不是应该有什么想法呢？有很多人非常大意麻痹的一点，主要是因为自己设计的东西没出事，我设计这么多的门窗和幕墙现在都好好挂着没有掉下来，那是因为没有到时候，到时候就掉下来了。比如说经济比较发达的地区，比如香港或者是深圳，往前推3到4年时间，有兴趣的搜索一下，这个外窗掉落的伤人事件是非常常见的，还有一些幕墙的面板比他好像少一些。后来两地纷纷出台政策，专门治理来维修这个条例。所以我们不要等到真出事的哪一天，从现在就要考虑实用性的原则来进行正确的认识，这也就是为什么今天想跟大家讲的一个标准的原因，简单介绍一下这个行业的标准YS437-2000，名字是《铝合金型材界面几何参数算法和计算机程序要求》，这个名字上我们可以看到他可以分两部分，第一是对于我们铝合金型材先看截面他的所有的参数作一个定义，把惯性矩定义为一个I或者是I1，把面积定为A或者是a，等等把这些参数定义完了第一部分算结束，第二部分内容是计算机算法的内容，因为现在的计算机时代，没有人总用原理、用参数进行手算了，要编程序。编程序的时候不可能编出多少个程序适合不同的厂商，但是我可以定出一个原则来，比如说这个界面是要友好简便，和其他的计算和绘图软件相互融合，这样把原则定出来，你愿意用什么程序就用什么程序，你愿意用什么语言就用什么语言，这是当时的YS437-2000标准主要的内容，后来为什么使用得少了呢？在近5-6年的时间内，隔热型材发展得异常迅猛，有很多人也在算，也非常想算，这个隔热型材的强度，他是算惯性矩的，把几何参数编进去就知道惯性矩了，有很多人找资料，看看他的到底怎么算，拿YS437没有，YS437-2000年根本没有提及隔热型材的部分，因为2000年的时候隔热型材的使用太少了，刚刚引用进来，所以它的修订势在必行，而且已经完成了。众多的这些型材生产厂商对于有一些规范性的设计指导文件是非常渴望的，现在存在一个“稀里糊涂设计法”，有很多的设计人员在计算其隔热型材的惯性距的时候一般分两种情况，第一种情况假设没这回事，假设就是一体的，按照正常的普通来算，这样比较好，还简单。但是你种下了隐患，你按100算不一定能够达到100，有可能是80，有可能是60。第二种，比如说我设计一个政府办公楼，或者是地标性设计，这个他自己心里也有点发怵，没有底。这个东西他确实跟单体的东西比如说融材和其他的几种材料都不一样，我不能这么冒险了，我想一个办法吧，我找一个折衷的系数比如是100如果非常重要我乘一个中间数，如果不重要我乘一个0.8，如果再不重要我就用这个数了，这样非常大的隐患，这个强度不一定达到使用的要求。


　　我介绍一下这个标准修订版和2000版原来这个版本之间的最大的区别。第一是规范了，第二是新增加了隔热型材的部分，如果这个标准推行以后对大家的指导意义是非常强的。在介绍这个标准具体的算法的时候之前请允许我给大家放一个小小的视频，我相信今天来的绝大多数是做这种幕墙门窗设计的结构设置人员和工程师之类的，也有一部分我们的老总抱着好学的态度来到这里，或者是其他的纯粹的建筑方案师和幕墙方师，这一部分的工程师可能对于隔热型材基本性能和加工工艺不是特别了解，我有一个很短的片子给大家放一下，加强大家的理解。


　　（PPT）这是一扇窗，这是一个普通窗，它的一个缺点导热性特别高，对于现在的节能来说他显然是达不到的。一分为二穿过一个不良导体就可以做成一个隔热型材，刚才是40度现在是14度，差异非常大。这是模拟等温线，大家可以看到它的隔热效果，然后看一下他的加工工艺，看他是怎么加工的，这是第一步滚齿的过程，这一步有一点类似于我们装假牙的时候第一步先磨牙，第二步穿条往上套牙，然后按下去加固，就是滚压的过程，最后上颜色。这是做强度检测的时候，往两个方面推他，两个相反的方向推他。


　　看了这个生动的视频演示，我相信大家对这个隔热型材有了一个直观性的认识，至少知道它是什么东西了，知道它什么东西不是我们的目的，我们的目的是要学会掌握它和计算它。怎么样学会掌握和计算它，把它从生动的视频当中拿出来回到平面上，上升到一个理论的高度，所有的科学都是这样的，从现实提出理论，理论在现实中运用，就是这么一个程序。现在我们把它提取出来，现在看一下。刚才大家看到的这个理论性的平台，以这个门窗为例，他是分为三部分，上面一层，中间一层，下面一层。其中上下或者是内外层都是铝合金型材，中间穿的是这种隔热条材料。因为他是两种不同的材料经过工艺复合而成的，所以跟一种材料受力的状态很明显是有很大的差异的，一般来说他受力的时候出现三种状态，第一种假设说这两种材料结合得非常好，而且这两种材料本身的性能又非常优良的时候，我们普通话来讲就是结合得相当结实，我怎么动它都不怕，怎么动它都不动。这我们认为它是刚性连接。刚性连接好算，两种材料进行叠加就可以算了，算惯性矩，他们的惯间距肯定特别大，因为他们连接得非常良好。下面这个图说我的隔热条和铝型材非常不整齐，又碰到加工人员手艺也不怎么好，所以基本上丧失了强度，稍微加一些力就处于剪切失效的状态了，这种情况下实际使用起来非常麻烦，但是算起来非常简单，惯性矩两个一加累加就可以了。现实的使用情况中第一种和第二种情况都不是最常见的，最常见的他己不是结合得非常结实，也不是一碰就散，有一些强度，没有那么高。比如说刚性结合强度最好的时候可以达到100，他一般就是在100以下乘以一个系数，这个系数是多少呢？是0.9还是0.8呢？这个系数跟谁有关呢？怎么计算呢？找出一个公式来，我们YS437—2008如何来计算隔热型材的公式，这个公式不完全一样，他是用步骤的累计法来计算的（解说公式）也就是说我们这个有效惯性矩决定于小c值，我们在YS437里面给它起了一个名字叫做组合弹性值，就是刚才大家看到这个短片立面他们结合的程度，大家看到这个短片，这个条穿到两个型材立面，他们结合得好与不好他们成就的高低就是c来成就的，这个c值是多少呢？我是怎么得到的呢？实践是检验真理的唯一标准。我们来做实验，c值就是实验得到的。


　　我分别在高温、低温和常温的状态下做他的抗拉和剪切实验，然后得出实验数据，套入公式（见公式），我的L是实验长度，我取一个标准实验长度，他只跟谁有关？只跟他发生变形的时候变形的距离以及他加的力有关。比如我加了100牛顿的力发生了0.1毫米的变形这个C怎么算？100÷0.1出来了。如果再往回一带这个C，IEF是不是能够算出来？这个作用也就出来了。


　　 他有两个作用，第一个作用有你安全的保障性，本来能够达到80的，不要把他当做100来使用，因为这要存在安全隐患。第二达到100也不要用80来使用，这样的话你就浪费材料了。如果他本身惯间距非常好，比如他能够达到100，如果80使用的话你就要增加了，本来3毫米就可以了，你用6毫米，这个多花多少钱？所以科学化的设计很重要。什么情况影响到c值呢？也就是对这个有效惯间距影响非常大呢？大家看一下刚才的短片有没有一个联想，我看完以后马上有一个想法，噢，原来这个东西是这个意思，我懂了，我以前见过，生活里头见过。大家基本上都是外地来的，都是白领，我们白领一般出差的时候基本配置是一个拉杆包和电脑包，我们在过年回家的时候赶火车，看到我们的农民工兄弟他们也有回家的基本配置，是一根绳两麻袋，这个绳往两边麻袋一系一半一搭走人了，扛着值钱或不值钱的行李往家赶，这能够决定农民工能够把这两袋东西安全拿回家让媳妇高兴，这个取决于谁？绳子。绳子有两方面的性能决定了他是不是能够平安到达家，第一是绳子本身的强度，我相信他能够找到军用绑腿的话绝对不会用鞋带。第二你用军用绑腿打扣打得不好，打一个蝴蝶结，一般是打猪蹄扣，这个结合方式不好也扛不回家。反过来推到我们隔热型材上，他的最关键因素就是隔热条。隔热条自身的强度要高，否则减轻性能很丧失，造成了整个型材不会脱列，但是此时造成了型材的变形，比如说外部型材往下搭，内部型材固定不动，这个时候出现了裂缝。在上面或者是下面出现了缝隙，一旦出现缝隙的话还谈什么这种门窗的水密性和渗透性能呢？根本达不到了。所以在使用上即使没有安全的考虑，在使用上也会有很大的影响。


　　我们做过这种隔热型材设计的，对于隔热条的宽度对其强度的影响也有疑虑，我实际上对客户的回访中也经常遇到这样的一种情况。一般来说，如果都是I型的直条，宽度越大到一定的程度不一定隔热型小，大家要用实际的方法计算，而不用猜测。这是影响C值的这么几个因素。


　　最后给大家看一个界面，这是我们公司技术部和IT部合作开发的针对于刚才的计算公式开发的一个应用型的程序，属于傻瓜型的界面，非常清晰。往立面添加的数据起两个名，铝型材和复合型材，把惯性矩等等填一些，在右下角做的一些实验的小C值，然后一计算，1.5还是2.5米的型材，不管多长的型材都会得出一条曲线来了，你按照横坐标一找这个关系就找到了。给大家介绍一下这个界面为什么没有推广开来呢？我当时去标准委员会去汇报的时候使用的一个汇报软件，这也是为什么现在手里没有拿到YS437—2008，这有一个最重要的原因是因为根据广大用户的要求，我们采访了很多的用户，大家一致认为我们应该把这个软件做到大家用的软件的嵌入上的，比如说一些常用的软件可以使用，这是我们几家单位正在进行的事情，当这个软件成熟的时候也是这个标准全面大量铺开的时候。


　　我把YS437—2008的软件和标准算法作了一个介绍，如果对这个软件感兴趣的话，欢迎大家给我发邮件，或者是打电话，我非常乐意提供给大家来索要资料或者是提出探讨都可以。到这儿，我对这个标准的介绍也就到这里了，希望能对大家有所帮助。最后祝愿大家参加本次会议收获满满，祝愿本次会议圆满成功。谢谢大家！


　　电话：010-65907177

　　电邮：jasonjiang@technoform-china.com

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