玻璃采光顶性能要求及其试验方法探讨
1 引言
随着玻璃在屋面的应用，建筑玻璃采光顶的应用越来越广泛，形式也越来越多样化。
玻璃采光顶在我国虽然大量应用，而且幕墙行业内也在大量生产玻璃采光顶，但一直以来，我国对玻璃采光顶却并没有制定相应的标准。
2004年，建设部产品标准计划中已经将玻璃采光顶产品标准的编制列入计划。
这本标准的编制将对玻璃采光顶的生产和质量管理提供依据。
采光顶在很多方面与玻璃幕墙有着相似之处，但也有许多不同的地方。
首先，采光顶的形式是复杂的。
按照其大小分，既有屋面一小部分的类似天窗的采光顶，又有占据大部分屋面甚至全部屋面的采光顶。
按照其外形分，既有较为平坦的造型，也有非常外凸的造型。
按照其作用分，既有单纯用来采光的，也有采光、装饰、通风等多功能于一体的。
其次，采光顶的结构也非常多种多样。
有与屋面结构甚至是与主体结构溶为一体的，也有仅仅附于主体结构之上的小型独立结构。
结构形式的不同会使得其受力分析和性能要求也大为不同。
采光顶与玻璃幕墙最大的不同在于其朝向天空。
这一朝向使得其与玻璃幕墙相比承受的太阳辐射大大增强，承受的雨水荷载大大增加，承受撞击的可能性更大，受到集中荷载的频率也会提高，从而有更多的性能要素要考虑。
从使用环境和功能要求出发，我们是可以知道其性能要求的。
2 玻璃采光顶的性能分类
采光顶的性能要求与玻璃幕墙的性能要求有很多共同点。
1）两者均首先需要满足抗风压的性能要求；
2）两者均有水密性能的要求；
3）都有气密性能要求
4）都有采光要求；
5）都有保温、隔热、隔声要求；
6）都有防雷、防火要求；
7）防结露要求；
8）抗撞击要求；
9）抗震要求。
但是，采光顶还应该有如下的进一步要求：
1）防温度应力；
2）防噪声要求；
3）更高的防结露要求；
4）更高的防冲击（撞击）要求；
5）排水功能；
6）集中荷载承受能力；
7）承受雪荷载；
8）承受冰雹冲击
针对这些要求，我们可以将其进行分类。
1）结构性能
这一性能包含了如下几个方面：
a) 抗风
b) 局部集中荷载
c) 雨荷载
d) 雪荷载
e) 温度应力
f) 主体结构位移
g) 寒冷地区防脆断设计
2）密封性能
a) 气密性
b) 水密性
3）节能要求
a) 气密性
b) 保温性能
c) 遮阳系数
d) 防结露设计
e) 采光系数
4）安全性
a) 防火
b) 防雷
c) 抗冲击
d) 抗震
e) 防冰雹
5）功能要求
a) 防噪声
b) 隔声
c) 排水设计
3 玻璃采光顶的性能要求
3.1 结构性能
结构性能是采光顶最为重要的性能。
在结构性能方面，采光顶会承受较为均匀分布的荷载，如重力荷载、风荷载、地震荷载、雪荷载等。
采光顶也可能会承受不均匀的荷载，如集中荷载、雨水荷载、温度应力等。
其实风荷载
也会很不均匀，尤其对于大型的采光顶和较为外突的采光顶。
一般采光顶的风荷载可以按照《建筑结构荷载规范》GB50009中规定的屋面围护结构取值。
但对于比较特殊的、大型的、造型复杂的采光顶，则应进行比较详细的抗风分析，或者进行风洞试验。
对于大型（或是作为主体结构）的采光屋面，其结构应该按照主体结构进行结构抗风计算，而玻璃面板及其连接部位则应该按照围护结构进行计算。
对于局部集中荷载，《建筑玻璃应用技术规程》中有取值方法。
雨荷载的取值则要按照给排水的有关设计要求，分析屋面的排水情况，考虑积水的可能深度，然后进行取值计算。
《建筑结构荷载规范》GB50009第4.3.1条规定：房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载，应按下表采用。
屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合。
注：1、不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用；对不同结构应按有关设计规范的规定，将标准值作0.2kN/㎡的增减。
2、上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用。
3、对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应采取构造措施加以防止；必要时，应按积水的可能深度确定屋面活荷载。
4、屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。
第4.5.1条规定：设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、雨篷和预制小梁时，施工或检修集中荷载（人和小工具的自重）应取1.0kN，并应在最不利位置处进行验算。
注：1、对于轻型构件或较宽构件，当施工荷载超过上述荷载时，应按实际情况验算，或采用加垫板、支撑等临时设施承受。
2、当计算挑檐、雨篷承载力时，应沿板宽每隔1.0m取一个集中荷载；在验算挑檐、
雨篷倾覆时，应沿板宽每隔2.5～3.0m取一个集中荷载。
雪荷载可以按照《建筑结构荷载规范》GB50009中规定的取值。
6.1.1条规定：屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：
6.2.2条规定：设计建筑结构及屋面的承重构件时，可按下列规定采用积雪的分布情况：
1、屋面板和檩条按积雪不均匀分布的最不利情况采用；
2、屋架和拱壳可分别按积雪全跨均匀分布情况、不均匀分布的情况和半跨的均匀分布的情况采用；
3、框架和柱可按积雪全跨的均匀分布情况采用。
温度应力和主体结构位移则比较复杂，必须对整个屋面体系进行分析，从而计算可能的荷载。
对于寒冷地区，一定要进行寒冷地区防脆断设计。
这一设计可以按照《钢结构设计规范》GB50017-2003中第8.7节提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求进行设计。