| 词条 | 玻璃幕墙 |
| 释义 | § 简介 玻璃幕墙是当代的一种新型墙体形式，指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。 玻璃幕墙与传统的建筑围护结构相比，有不少优点：如能较好地体现艺术效果，立体感突出；墙体自重轻，从而降低主体结构和工程造价；材料单一，施工方便，工期短，维护维修比较方便；能较好地适应旧建筑外墙更新的要求。 在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑，如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。香港中国银行大厦、北京长城饭店和上海联谊大厦也相继采用。 [1] § 发展历史 1917年，在美国旧金山建造的一栋名为哈里德大厦的建筑物，首次采用了玻璃幕墙 玻璃幕墙源于现代建筑理论中自由立面的构想。 第一次世界大战后，大规模重建的需求，使标准化、工业化的各类建筑，成为政府与建筑师推崇的形式。建筑设计师用大面积的连续横向开窗，替代了原来旧式建筑厚重的外墙和各式窄窗，解放了建筑的立面，使得室外景观以前所未有的视角引入到室内空间，不再受制于传统立面设计的束缚。 大规模的玻璃幕墙应用，是在第二次世界大战后的大型办公建筑中。以密斯为代表的建筑师们崇尚简洁、标准化、工业化，用极其简单的建筑语汇、全新的钢结构和玻璃材料、细致而理性的节点设计、精准的工业化标准件，打造出了如西格拉姆大厦等一批玻璃幕墙为外立面的公共建筑。玻璃幕墙短时间内被大量应用，很快便超过了实际功能的需要，变成一种将工业崇拜符号化的建筑语言。 [2] 玻璃幕墙建筑因其标准化、工业化以及不同于传统建筑的美学呈现，迎合了中国快速城市化的需要，从而得到了大力的发展。中国从1984年最早引入玻璃幕墙到成为全球最大的市场，仅用了不到20年时间。到21世纪初，中国已有玻璃幕墙两亿平方米，占全世界85％，成为世界第一玻璃幕墙出产和使用大国。 随着玻璃幕墙成为一种符号化的建筑语言，也渐渐走到被滥用的边缘。不考虑窗间墙、楼板、以及景观朝向的玻璃幕墙，成为多数建筑的装饰手段。玻璃幕墙诞生之初追求实用反对装饰，却最终沦为纯装饰。21世纪初，这种墙体形式向着低成本、高普及的方向转变。由于标准不严、质量不高，加之维护不力，随着使用年限的增长，玻璃幕墙的隐患也开始逐渐显露出来，玻璃爆裂伤人事件屡屡发生。能源危机在一定程度上加速了这一过程，对于大多数地处亚热带地区和暖温带地区的城市，大面积的玻璃幕墙暴露出其光污染和高耗能的一面。[3][4] § 特点 玻璃幕墙在白天可以减少室内的人工照明 优点 与其他墙体材料比较，玻璃幕墙有其显着的优点——自重轻。一般情况下，玻璃幕墙自重只有50kg/m2左右，仅为砖墙的1/12~1/10、混凝土预制板墙面的1/7，利于高层建筑减轻墙体重量，既降低了基础和主体结构的造价，又提高了主体结构的可靠性和安全性。 玻璃具有其他材料不可比拟的独特性——透明性，自然光通过玻璃射入到室内，使室内光线充足，创造出明亮的环境，在白天可不需要或减少室内人工照明，达到节能的目的。 一般情况下，吸热玻璃吸收红外线后，减少20%~30%太阳能的入射量，降低进入室内的热能，具有保温隔热性。采用节能效果优异的新型镀膜玻璃--低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃）可以使将近70%的太阳能可见光和近红外光透过，有利于自然光采光，节省照明费用，对远红外光具有很低的辐射性。来自室内、室外的高温物体的热辐射很难通过玻璃辐射过去，可以阻断室内的热量辐射交换，具有良好的保温性能。另外，隔热断桥铝型材、中空玻璃和高质量配件的使用，也为玻璃幕墙的保温性能提供了可靠的保障。 局限性 当然，玻璃幕墙也有一定的局限性。 其一是大面积使用幕墙玻璃，特别是大面积地使用镀膜玻璃产品时，在阳光的照耀下，镀膜玻璃从不同的角度反射出的光使行人、司机、居民眩目，从而形成严重的光污染。 其二是安全性。自从玻璃幕墙开发利用至今，已有几十年了，玻璃特别是中空玻璃的质量保证期只有20年，一些城市特别是大中型城市，如北京和上海等是最早大面积使用中空玻璃幕墙的城市。大量的幕墙玻璃超期服役，如果将其更换掉，往往造成人力、物力等资源浪费，但是如果不换掉其潜在的风险系数将不断增加。 其三是降低噪音的局限性。幕墙玻璃在设计当中，有时也会利用单片钢化玻璃，如8毫米、10毫米、12毫米钢化玻璃，但是这些玻璃在降低噪音方面没有起到其应有的作用，而现在大规模使用中空玻璃特别是真空玻璃，将大大降低噪音，也有利于节约能源和环境保护。 解决方案 专家认为，针对幕墙玻璃的光污染，不同的城市应采取不同的解决方案，有的城市控制幕墙玻璃使用百分比，有的特殊地带严禁使用玻璃幕墙。与此同时，人们改革玻璃生产工艺，控制热反射玻璃的可见光反射率使之呈下降趋势。国际上的共识是控制可见光反射率在20%以内，玻璃便不会产生光污染，可见光的透过率也显着提高，实现了双赢。 提高幕墙玻璃的保温性能。降低能源消耗的有效方法是：大面积用中空幕墙玻璃，特别是真空幕墙玻璃，不仅改善了玻璃保温状态，明显降低了费用支出，而且大大降低噪音，减少声音的污染。 现代化高层建筑的玻璃幕墙还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量，当室外温度为－10℃时，单层玻璃窗前的温度为－2℃，而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在夏天，双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。 [1] § 分类 框支承玻璃幕墙 1. 明框玻璃幕墙 明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架，玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。 2. 隐框玻璃幕墙 隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种，半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐，也可以是竖明横隐。隐框玻璃幕墙的构造特点是：玻璃在铝框外侧，用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。 点式玻璃幕墙 按照支承结构的不同方式，点式玻璃幕墙在形式上可分为以下几种： 1、金属支承结构点式玻璃幕墙 它是用金属材料做支承结构体系，通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面，十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实，“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。 2、全玻璃结构点式玻璃幕墙 通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构（玻璃肋）与面玻璃连成整体，成为建筑围护结构。施工简便造价低，玻璃面和肋构成开阔的视野，使人赏心悦目，建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。 3、拉杆（索）结构点式玻璃幕墙 采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度，使构件均为受拉杆件，因此，施工时要加以预应力，这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。 § 构造 明框玻璃幕墙 支承体系 支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。因此，它是主要受力构件，一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料，如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆（索）等。 金属连接件 金属连接件包括固定件（俗称爪座和爪子）和扣件。固定件通常用不锈普通钢铸造而成，而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属相容性，爪座必须采用与支承体系相同的材质，或使用机械固定。 金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力，而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差，同时还有减震措施以提高抗震能力，因此设计时考虑的因素是多方面的。 金属连接件还产生显著的装饰效果，因此它除满足功能上的要求之外，还要有优美的造型设计和精细的加工制造，起“画龙点睛”的作用。 玻璃 作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等，并经钢化制成颜色透明板状玻璃，它可吸收红外线，减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。 玻璃幕墙使用强度较高的钢化玻璃（钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3-5倍，抗弯强度是浮法玻璃的2-5倍），钢化玻璃另一个重要特性是使用安全，在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块（俗称“玻璃雨”），不易伤人。 当地处北方的建筑物或对保温隔热有较高要求的建筑物，往往采用中空玻璃，它是在两片玻璃之间有一干燥的空气层或惰性气体层，中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的传热系数K值为0.8w/（m2.K），而空气的K值为0.03w/（m2.K），惰性气体就更低了。另外，中空玻璃防结露和隔音性能都比较好。由于热传导系数较小，考虑到换到节能的需要，现在中空玻璃也广泛应用于南方广大地区。 在人流比较大或采光顶这类对安全性能要求高的场合，往往选用夹胶玻璃，即在两层玻璃之间夹入聚乙烯醇缩丁醛（PVB）胶片，使碎片会与PVB胶片粘在一起，避免玻璃掉落而造成人员伤害或财产损失。 密封材料 玻璃与玻璃之间采用耐候硅酮胶密封，玻璃与金属结构之间采用结构硅酮胶粘结。建筑点式玻璃技术中密封胶只起密封作用，不必进行强度计算。在使用前必须进行胶与接触材料的相容性试验，性能检测合格，并且在有效期内使用，严格遵守操作规程，以确保施工质量。 § 安全隐患 1971年建成的60层高的波士顿汉考克大厦，它的外围护全部采用镀膜玻璃幕墙，其简洁美丽的造型，轰动了整个欧美市场。但也因不断爆裂的玻璃而焦头烂额。 影响健康 临街大楼用作装饰的玻璃幕墙，就像一面大镜子，在日光较强时，其反射系数高达90%。它所反射的太阳光容易使身处其中的人们产生近视、疲劳、偏头疼、心动过速等疾患。对于驾驶员而言，更是容易头晕目眩、视觉错乱，以致引发以外交通事故。夏天，玻璃幕墙将阳光反射到居民室内，可使室温比一般民宅升高4-6℃，容易导致家用电器加剧老化。 火灾隐患 有些玻璃幕墙本身就潜伏着火灾隐患，尤其是那种凹形建筑物，其玻璃幕墙客观上形成一面巨型聚光镜。在深圳，曾经有一辆轿车停在某商厦附近，由于该商厦玻璃幕墙的聚焦作用，该车的车门橡胶密封条竟被烤化；在德国柏林还曾发生过因玻璃幕墙聚焦而引起火灾的发生。 放射性污染 有一些玻璃幕墙（如茶色的）含有一定的金属钴成分，其本身就是放射性元素，在阳光照射下更容易使人受到放射性污染，严重时会破坏人体的造血功能，引发癌症和其它疾病。有关人士指出，由于光污染不能通过分解、转化、稀释来消除，因此只能加强预防。[5] 钢化玻璃自爆 幕墙钢化玻璃自爆是在无外力的作用下发生破裂，这是钢化玻璃的固有特性，大部分厂家产品的自爆率在3‰左右。钢化玻璃自爆的根本原因是因为玻璃中含有硫化镍及其他颗粒杂质，在玻璃被太阳照射，温度发生改变后，会产生膨胀，从而导致玻璃自爆。钢化玻璃的单片面积越大、结构越厚，自爆可能性越大。由于硫化镍在玻璃生产中不能完全杜绝，玻璃自爆被著名建筑师福斯特称为"玻璃幕墙的癌症"。钢化玻璃用在低层建筑上通常没有多大问题，但如果建筑高度达到5层，钢化玻璃自爆后的玻璃雨就会对人体造成伤害，如果建筑超过25层，玻璃碎片甚至可以击穿人的头盖骨。 在欧美等国，虽然没有法规禁止钢化玻璃的使用，但是业内却自觉形成规则：不用钢化玻璃。因为钢化玻璃尽管美观廉价（更为安全的夹丝玻璃价格约是钢化玻璃的两倍），但破碎后会导致碎片到处飞散。在玻璃幕墙应用广泛的日本，钢化玻璃只有在比较偏远的地区才能看到，在人群密集的闹市区，日本使用的还是夹丝玻璃或夹层玻璃，与钢化玻璃相比，夹层玻璃和低铁超白玻璃的安全性要高得多。夹层玻璃即使发生自爆，玻璃碎片仍可由夹层中的PVB膜维持成片状，不会洒落地面伤害行人。而低铁超白玻璃则不会自爆。日本没有硬性规定，但一切基于建筑物的安全功能要求进行设计、施工，是建设方基于对整个安全的责任。 § 限制使用 欧美 欧美一些国家早在20世纪80年代末，就开始限制在建筑物外部装修使用玻璃幕墙，不少发达国家或地区甚至明文限制使用釉面砖和马赛克装饰外墙。在发现玻璃幕墙存在的诸多安全隐患和不够环保之后，美国出台《节约能源法》对玻璃玻璃使用提出限制；德国禁止使用大面积玻璃幕墙。发达国家转而寻找新型玻璃和技术，其中充氩双层低铁Low-e玻璃、变色玻璃窗因可调节室内温度而开始被使用，而铝合金框架和玻璃的结合也让玻璃幕墙变得更加安全。 中国 1996年建设部颁发的《玻璃幕墙工程技术规范》明确规定：玻璃幕墙大楼正常使用后每5年需进行一次全面检查；对玻璃、密封条、密封胶、结构硅酮密封胶等应进行检查。1997年施行的《上海市建筑物使用安全玻璃规定》也明确指出：幕墙安全玻璃使用满8年的，建筑物所有者或管理者应当委托有资格的技术鉴定机构进行查勘等。 [6] 2005年7月1日，中国才实施第一部《公共建筑节能设计标准》，开始对公共建筑的外窗可开启面积、玻璃幕墙占墙面的面积等提出具体限制标准。 2012年2月1日《上海市建筑玻璃幕墙管理办法》正式施行。根据新规，上海将禁止在T形路口正对直线路段的建筑物上采用玻璃幕墙；禁止住宅、医院门诊急诊楼和病房楼、中小学校教学楼、托儿所、幼儿园、养老院的“二层以上”建筑物采用玻璃幕墙。 新规还明确，已完成施工安装的既有玻璃幕墙，建筑物所有人即业主为使用与维护的责任主体。同时要求建立玻璃幕墙专项维修资金。 [7] |
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