建筑幕墻設計
風荷載是
玻璃幕墻設計諸
荷載(作用)中最重要的一項。它的取值直接影響玻璃幕墻的安全，尤其是體型復雜的高層
建筑玻璃幕墻的設計風荷載更要慎重采用。
《
玻璃幕墻工程技術規范》
JGJ102-2003指出，“經驗表明，玻璃幕墻的設計主要取決于風荷載作用，對于體型復雜的幕墻工程或房屋高度較高（比如超過200m）的幕墻工程，應確保風荷載作用下的
可靠性”，“一般情況下，對幕墻起控制作用的是風荷載。幕墻
面板本身必須具有足夠的
承載能力，避免在風荷載作用下破碎。我國沿海地區經常受臺風的襲擊，設計中應考慮有足夠的抗風能力�！�
鑒于設計風荷載對玻璃幕墻設計的重要性，在臺風過后，不少地區對臺風給玻璃幕墻的影響進行了調查和分析，也有不少學者對玻璃幕墻進行了
風洞試驗和風力測試分析，提出了很多論文和報告，這些論文和報告對完善玻璃幕墻設計風荷載起極大作用，但也有些問題需要進一步探討，現提出以下幾個問題和全國同行們討論。
一．玻璃幕墻設計風荷載計算中，基本風壓是取50年一遇的基本風壓，還是要提高到取100年的基本風壓值
GB50009指出：“對于
圍護結構，其重要性與
主體結構相比要低些，仍可取50年一遇的基本風壓。”
現在有些地方建設部
門，以廈門9914號臺風、浙江2005年云娜臺風的瞬時風速為由，提出要改取100年一遇的基本風壓。這是由于當地新聞單位誤導的結果，廈門9914號臺風陣風風速46米/秒，按廈門1958年~1961年221次風過程統計分析，瞬時風速為10分鐘平均風速的1.45倍，按此折算10分鐘平均風速為31.72米/秒（按全世界平均值1.5倍折算10分鐘平均風速為30.67米/秒），為11級風（風速28.5~32.6米/秒），不是14級風（風的等級表只有0~12級，12級為風速＞32.6米/秒，沒有14級風），按廈門基本風壓0.80kN/m2折算風速為35.78米/秒，即廈門9914號臺風遠未達到廈門50年一遇的基本風壓；2005年云娜臺風，溫州陣風風速36.9米/秒（按全世界平均值1.5倍折算10分鐘平均風速為24.6米/秒），為10級風（風速24.5~28.4米/秒）未達到其50年一遇的基本風壓0.60 kN/m2（折算基本風速31米/秒）；下大陳陣風風速58.7米/秒（按全世界平均值1.5倍折算10分鐘平均風速為39.13米/秒），為12級風（風速≥32.6米/秒）但未達到其50年一遇的基本風壓1.4kN/m2 （折算基本風速47.33米/秒）。說明玻璃幕墻設計風荷載取50年一遇的基本
風壓計算是可行的。
二．怎樣評價風洞試驗報告
《
玻璃幕墻工程技術規范》
JG102-2003規定：“玻璃幕墻的風荷載
標準值可按風洞試驗結果確定；玻璃幕墻高度大于200m或體型、風荷載環境復雜時，宜進行風洞試驗確定風荷載�！�
有的論文提出：“風洞試驗值比規范更精確”。“ 風洞試驗之所以精確，因為它真正模擬表現出了風對于不同建筑物的影響”。上�！痢痢林行摹坝蓢H著名風工程專家×××主持×××邊界層風洞試驗室完成的風洞實驗。其實驗數據翔實，方法可靠，結論合理�！边@些論點值得商榷。
我們要認識到，風洞不能自動創造某建筑物所在地點的風環境，并得出建筑物表面各處風荷載。建筑物所在地區的風速是通過風速儀等儀器長期觀測紀錄、并經數理統計分析得出的；對風剖面還要用高桅塔或高空氣球來測得不同高度風速后進行數理分析、回歸成公式來表述。因此不是風洞創造預定的風環境，而是人根據長期觀測資料的分析結果確定風環境有關參數，風洞試驗時在風洞中摸擬大風邊界層流場，風洞中摸擬的風環境與再現的預計風環境近似程度完全取決于人對風環境有關參數的理解和運用。如果風環境參數選擇不當，則模擬的風環境與預定情況大相徑庭。同時還要指出風洞試驗的結果主要是體型系數—來流風壓與建筑表面實際（壓）吸力的比值，也有的風洞試驗可在風洞中的各高度調整風速來測得不同高度的壓力系數(即體型系數與風壓高度變化系數近似乘積)，各處的風荷載是將測點的壓力系數乘以風洞對應點風速換算成實際風環境中風速計算出來的風壓，即風荷載是計算值，而不是直接從風洞試驗中得到，在計算中采用的風環境計算參數取值直接影響風荷載計算結果。
上�！痢痢林行娘L洞試驗報告中“×××對上海風環境進行研究后，在其風洞試驗報告所選用的梯度風風壓為1.5KPa。這與按規范GB50009中上海地區50年回歸期基本風壓0.55 KPa，并經風壓風速轉換后利用規范公式7.6.2-2推導的結果比較，×××的梯度風風壓結論介于地粗面糙度A類B類之間，而不是通常認為的陸家嘴地區為地粗面糙度C類。”上海地區基本風壓0.55 KPa是根據上海氣象臺歷年（50年以上）來的最大風速記錄，經統計分析確定的（規范對梯度風高度分別規定為hT
a=300m、hT
b=350m、hT
c=400m、hT
d=450m）。上述風洞試驗報告所選用的梯度風風壓為1.5KPa，沒有說明梯度風高度取多高，梯度風風速用什么方法（儀器），經過多少（幾十）年、取得多少（幾十、幾百、幾千、幾萬-----）個樣本，用什么方法得出的。怎樣得出比規范更精確的結論的。
在大氣邊界層內，風速隨離地面高度而增大。在大量觀測資料積累的基礎上，基于相似理論得出的近地層的風速廓線(剖面) 近似符合指數規律，盡管這種方法具有思路清析、概念明確、易于操作的特點，但從對若干個有100m以上的
超高層建筑地區不同高度最大風速記錄統計分析，100m以上風速廓線(剖面)并不符合指數規律，而是呈拋物線或多項式曲線分布。風洞試驗時一種方法是取全
斷面同一流場速度（流場速度的不
均勻性小于2%），試驗的結果主要是體型系數（來流風壓與建筑表面實際（壓）吸力的比值），用此體型系數乘以風壓高度變化系數和用風洞對應點風速換算成實際風環境中風速計算的風壓的結果即為設計風荷載（陣風還考慮
陣風系數）。另一種方法是風洞試驗時，在風洞中試驗區前設擋板、百頁、擱柵、濾網等使試驗區風洞剖面上、下各點風速不同，并使風洞風剖面符合規定的指數規律，試驗的結果測得不同高度的壓力系數(即體型系數與風壓高度變化系數近似乘積)，測點的壓力系數乘以風洞對應點風速換算成實際風環境中風速計算出來的風壓，得出風荷載值，但是風剖面取不同指數值，會得出不同結果。例如上海中銀（浦東國際金融）大廈風洞試驗，同濟大學取α=0.16（
基準點取為350 m、基準點風壓3.8 KPa），得230m處風荷載為7KPa，上海建筑科學研究院取α=0.18（基準點取為230 m、基準點風壓1.65KPa），得230m處風荷載為7.49KPa，如果將上海建筑科學研究院取α=0.18用算換公式C=（230/10）0.16×（230/10）0.18=0.939，7.49×0.939=7.03≈7.00KPa。上海×××中心‘風洞試驗報告’報告的“風洞試驗值與按規范公式計算結果不同，按規范公式計算風壓隨樓層高度而升高，在400米處，即規范的（C類）梯度風高度趨于平穩。但風洞試驗顯示風壓在260米處達到最大，然后開始隨高度上升平穩下降”（也有部分風洞試驗報告有類似報告）。不過上述‘風洞試驗報告’未說明風洞試驗區風洞風剖面指數α取值（按C類還是介于地粗面糙度A類B類之間）。風洞試驗值與按規范公式計算結果不同，形成這種差異的原因還不能確定，是來流風速對
高層建筑的效應就是這樣，還是風洞中風環境（有風洞壁約束）與自然界風環境（自由流通）的差異形成的，誰更精確要用實踐是檢驗真理的唯一標準來評價，即在進行過風洞試驗的建筑上每隔一定高度，同時設風速儀和風
壓板，測出某一高度大氣流場風速和同一高度建筑上風壓值，積累觀測資料得出更精確的結論。
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