山东
本文对风力和抗风压性能界定、风速和风压换算、风力等级和抗风压性能级别对应关系进行解读。
一、问题的提出
建工行业里许多标准将建筑门窗幕墙抗风压性能定为9级以上，那么门窗抗风压性能9级究竟意味着什么，是否有必要这么高？
某些门窗企业常宣称产品可抗9级风、12级台风等，却忽视国家标准规定的门窗抗风压性能等级。9级风、12级台风真的比门窗抗风压性能9级高吗？
本文对风力和抗风压性能界定、风速和风压换算、风力等级和抗风压性能级别对应关系进行解读。
二、风力如何确定？
我们先来看看风力如何界定。国家标准GB/T 28591-2012《风力等级》中将风力分为0到17级共18个等级，见下表。
可以看出，风力等级以风速区分，不同风速对应不同风力等级，9级风对应风速为20.8 ~24.4 m/s。
国家标准GB/T 19021-2006《热带气旋等级》界定了台风、强台风和超强台风，见下表。
可以看出，台风、强台风和超强台风的风力等级为12级以上，风速大于32.7 m/s。
三、抗风压性能如何界定？
再来看看国家标准中门窗抗风压性能如何界定。
国家标准GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》中给出了门窗抗风压性能分级，见下表。
可见，门窗抗风压性能分级以定级检测压力P3来确定，最低为1级1.0kPa，9级时P3≥5.0 kPa。
风力以风速来表征，抗风压性能以风压来衡量，风力等级和抗风压性能关系就转换成风速和风压的关系，那么问题来了，风速和风压如何换算呢？
四、风速和风压如何换算？
风压是风力作用下垂直于风向平面上所受压强，单位是Pa，即N/m2。
低速流动空气可作为不可压缩流体看待，此时风压和风速关系可由伯努利方程得到：
式中：w0——风压，Pa；
r——空气容重，kg/m3；
v——风速，m/s；
g——重力加速度，m/s2。其中，重力加速度g和空气容重r因地理位置而变化，在标准大气压101.325 kPa，常温15℃时干空气容重为0.012018 kN/m3，纬度45°处海平面上重力加速度为9.8 m/s2，可得公式：
该值称为风压系数。因此风压与风速关系为公式：
GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》也对风压计算公式进行了解释：
20世纪60年代前，国内的风速记录大多数根据风压板的观测结果，刻度所反映的风速，实际上是统一根据标准的空气密度= 1.25 kg/m3按上述公式反算而得，因此在按该风速确定风压时，可统一按公式w0 =v02/ 1600计算。
五、风力和抗风压性能如何对应？
根据风压-风速换算关系，可得风力等级对应风压和抗风压性能等级，见下表。
可以看出，风力13级时风压约相当于抗风压性能1级，而风力9级时风压约相当于抗风压性能1级时1/3。
同样，根据风压-风速换算关系，可得门窗抗风压性能等级对应风速和风力等级，见下表。
可以看出，抗风压性能1级时约相当于风力14/15级，2级时约相当于风力15/16级，3级以上约相当于风力17级。
可以计算出常用动风压检测时对应压力：气密检测时100 Pa，风速12.6 m/s，相当于风力6级；水密检测时500 Pa，风速28.3 m/s，相当于风力10级；强度检测时3.5 kPa，对应风速75 m/s，相当于风力17级。
六、结论
在制订相关标准时，门窗抗风压性能等级建议按照GB 50009《建筑结构荷载规范》计算即可，不建议给出确定级别，尤其不应随意提高抗风压性能等级。
门窗抗风压性能1级已约相当于13级台风风力，因此抗风力9级、10级和12级比抗风压性能9级高的说法是对门窗抗风压性能的严重误解。
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