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典型建筑幕墻系統(tǒng)介紹陳連勝查恩明金長江劉祥眾沈陽遠大鋁業(yè)工程有限公司圃刪摘要：由支承結構體系與面板組成的、可相對于主體結構有一定位移能力、不承擔主體結構所受荷栽的建筑外維護結構或裝飾性結構稱之為建筑幕墻。建筑幕墻在中國經(jīng)過近30年的發(fā)展，已經(jīng)由單一的玻璃幕墻發(fā)展到現(xiàn)在的金屬幕墻、石材幕墻、陶土幕墻等多種多樣的形式。關鍵詞：玻璃幕墻；金屬幕墻；石材幕墻；幕墻的發(fā)展Abstract：Curtainwallismadeupofsupportingstructureandpanel，whichismoveablefromthemainstructureandcantshareloadandeffectsapplieduponthestructure．Itisanenvelopeordecorationforthebuilding．AfterthirtyyearsdevelopmentinChina，therearevariouskindsofcurtainwall，suchasmetalcurtainwall，stonecurtainwall，terracottacurtainwall，etc．Keywords：glasscurtainwall，metalcurtainwall，stonecurtainwall，curtainwalldevelopment1前言建筑幕墻用通俗的話講，就是建筑的“衣裳”，經(jīng)過近30年的發(fā)展，這個“衣裳”已經(jīng)由單一的玻璃發(fā)展到現(xiàn)在的金屬、石材、陶土等多種多樣的形式。建筑為什么要選擇幕墻作“衣裳”呢?1．1什么是建筑幕墻建筑幕墻不同于填充墻，它具有以下的特點：a)它是由面板和支承結構組成的完整的結構系統(tǒng)；b)它在自身平面內可以承受較大的變形或者相對于主體結構可以有足夠的位移能力；C)它是不分擔主體結構所受荷載和作用的圍護結構。幕墻通常由面板和后面的支承結構組成。這個外墻系統(tǒng)支承在主體結構上，通常包封主體結構。由于面板之間有寬縫，面板與橫梁立柱的連接就有活動能力，所以幕墻在平面內，可以承受1／100的大變形，甚至當主體結構側移達到1／60時，幕墻也不會破壞。1．2抵抗溫度變化需要幕墻當外界溫度變化時，結構會熱脹冷縮。如果不采取措施，夏天會把結構擠彎、壓碎，冬天會把結構拉裂、拉斷。所以長的路面要分縫，高的建筑也要有溫度縫把建筑分成幾段，以此減少溫度變化的影響。高的建筑可以設豎向溫度縫，分成數(shù)段；但是不可能利用水平縫切成幾段，因為水平分縫后的樓層無法吊掛起來。既然無法采用分段的辦法將高樓大廈的溫度變化問題解決，那只有一條出路：用建筑幕墻將整個結構包封起來，讓結構處在室內，溫度不再變化，也就不會對結構產生損害，從而保證主體結構的安全，這就是高層建筑必須采用幕墻的一個主要原因。1．3抵抗地震災害需要幕墻1995年13本阪神大地震、1999年臺灣集集大地震，震中烈度都在11度以上，砌體填充墻、常規(guī)玻璃窗大量破壞，而幕墻，即使是玻璃幕墻，也很少有震害的報告，震后大多保存完好。中國建筑科學研究院結構所進行過七個各種類型建筑幕墻的振動臺試驗，結論證明：即使當臺面輸入加速度達到0．9g(相當于10度大震)，結構位移達到1／60以上時，幕墻也沒有損壞，保持良好性能；砌體填充墻在1／1000位移時開裂，1／300位移時2011。O713圃刪破壞，即使在小地震下也會產生破損，中震下會嚴重破壞。原因是砌體墻在自身平面內變形能力很差，又被填充在主體結構內，不能有相對的位移，被一起振動，最終導致破壞。常規(guī)玻璃窗大體上也差不多。因此在地震中震害非常嚴重。建筑幕墻的板面寬縫和特別的角連接構造，使得它可以耐受到1／100～1／60的大位移、大變形。類似于樹葉相對于樹枝、幕布相對于臺口，無論主體結構怎樣搖晃，幕墻都可以安全無恙。高樓大廈聳入云霄，地震中強烈擺動，幕墻能夠盡量保證建筑物安全，降低倒塌墜落的可能，減少傷亡事故的發(fā)生。1．4幕墻節(jié)省結構和基礎的費用建筑材料，如鋼材、水泥都是高耗能、高造價的材料，節(jié)約材料就是節(jié)約能耗、節(jié)約資源。玻璃幕墻的重量只相當于磚墻的1／10，混凝土墻板的1廠7，鋁板幕墻更輕。370mm磚墻760kg／mz，200mm空1、5磚墻250kg／mz,而玻璃幕墻只有35kg／mL40kg／m，鋁板幕墻只有20kg／mZ25kg／m。一座高150m，外墻面為20000m的高層建筑，采用幕墻可減輕墻體自身5000t～l20o0t。這就大大減少了主體結構的材料用量，也減輕了基礎的荷載，節(jié)省了基礎的造價。在上海、天津等軟地基上建造超高層建筑，就更起到?jīng)Q定性的作用。2建筑幕墻的種類劃分2。1按主要面材分類——玻璃幕墻；——金屬幕墻，金屬幕墻又細分為：鋁單板、復合鋁板、蜂窩鋁板、不銹鋼板、彩色鋼板、鈦鋅板、銅板等；——石材幕墻；——組合幕墻；——其他幕墻，包括：陶土板、微晶玻璃，千思板等。2．2玻璃幕墻按結構形式分類a)框架式玻璃幕墻：按外視效果分類：明框、隱框、半隱框；b)單元式玻璃幕墻：按外視效果分類：明框、隱框、半隱框；c)點支承玻璃幕墻：鋼桁架式、玻璃肋式、拉桿式、拉索式、自平衡索桁架式、單層索式；d)全玻璃幕墻。3典型幕墻系統(tǒng)介紹3．1構件式玻璃幕墻3．1．1構件式明框玻璃幕墻的特點(圖1)圖1a)標準產品——產品標準化、系列化設計，質 量穩(wěn)定可靠 ，可滿足不同的要求 ； b) 防水構造— — 利用等壓原理結構排水 ，水密 性 能 達到 I 級標 準 ； c) 建筑效果— — 通過改變扣板形式來 滿足不 同的建筑立面效果要求 ； d) 保 溫性 能— — 采用斷熱結構并配 置具有隔 氣功能的共擠膠條 ，使框 的傳熱 系數(shù) 可達 1．94 W／(m ·K ) ； e) 滿足不同要求— — 通過選擇系列化 的斷熱 條及相應的玻璃配置可獲得不 同的保溫性能 ，滿足 不同地區(qū)建筑的節(jié)能要求。 3．1．2 構件式全隱框玻璃幕墻的特點 ( 圖 2) 圖 2 a) 標準產品— — 產品標準化 、系列化設計 ，質 量穩(wěn)定可靠 ，可滿足不 同的要求 ； b) 結構特點—— 定位安裝 、定距壓緊結構 ，玻 璃板塊受力均勻 ；板塊浮動式 連接結構 ，平面 內變 位吸收能力強 ； c) 水密 、氣密性—— 耐候密封膠嵌縫 ，水密 、氣 14 20 1 1 ． O7 密性 可 達到 I 級 標準 ； d) 建筑效果一一立面平整 、簡潔 ； e) 保溫性能— — 采用泡沫棒填充空氣腔 ，耐候 密封膠嵌縫 ，使框 的傳熱系數(shù) 可達 1．7W／(m ·K)。 3 ．1．3 構件式半隱框玻璃幕墻的特點 (圖 3) ． ． — — 。 一 n ． ． — — ． ． n — — 一 一 — — 一 一 Ⅱ [ ． - 闡 I震 l 麗 J I I 口 I 翻 口 圖 3 a) 標準產品— — 產品標準化 、系列化設計 ，質 量穩(wěn)定可靠 ，可滿足不同的要求 ； b) 結 構特點— — 固定于橫梁的托板能夠承擔 玻璃 自重 ，結構可靠 ； C) 建筑效果— — 通過改變橫 向扣板形 式來滿 足不同的建筑立面效果要求 。 3．2 單 元 式玻 璃幕墻 3_2．1 單元式明框玻璃幕墻系統(tǒng)( 圖 4 ) 9 O r ——— 圈 4 a) 水密 、氣密性—— 利用等壓原理 ，采用多腔 逐級減壓 、結構排水 ，達到良好 的水密 、氣密性 ； b) 保溫性能— —采用斷熱型材 ，框的傳熱系數(shù) 可達 2．5W／(m ·K) ，具有優(yōu) 良的保溫隔熱性能 ； C) 建筑效果—— 扣板形式多樣 ，使建筑得以實 現(xiàn)不同的外視效果 ，表現(xiàn)力豐富。 3_2 _2 單元式隱框玻璃幕墻系統(tǒng)( 圖 5 ) r 一 掃且 圖 7 — — 2 0 1 1 ． O7 15 a) 結 構特點一一玻 璃板塊 可獨立 自由安裝 、 拆 卸 ； b) 連接特點— — 玻 璃板塊主要 由四邊 的鉤板 承受風壓 ，結構密封膠 的設計使結構具有雙重安全 保護 功 能 ； C) 建筑效果— — 外視線條簡潔明快 ，通透性好 ； d) 適用范圍— — 可實現(xiàn)大分格板塊 ，適用于機 場 、展覽館等大型建筑。 3．2 ．5 雙曲面單元式玻璃幕墻系統(tǒng)( 圖 8 ) 圖 8 a) 雙曲面擬合— — 分體式結構設計 ，通過單元 插接框 的錯位組合完成平 面板塊 對空間雙曲面 的 擬 合 ； b) 保 溫性能—— 高性能斷熱結構 ，30mm長 的 組合結構隔熱條與多腔式密封膠條的配置 ，框的傳 熱系數(shù) 可達 2．38W／(m2·K )； c) 防結露性能— — 高性能斷熱結構 ，具有優(yōu)越 的 防結露 性能 ； d) 水密性能— — 四重密封構造設計 ，連續(xù)披水 膠條分層排水 ，幕墻水密性能達到 I 級標準。 3．2 ．6 玻璃翼單元式玻璃幕墻系統(tǒng) ( 圖 9 ) 圖 9 a) 結構特點一一玻璃翼采用可拆卸鎖扣式連 接系統(tǒng) ，安全可靠 ，便于維護 ； b) 水密 、氣密性一一利用等壓原理 ，多腔逐 級 減壓 ，結構排水 ，具有 良好的水密 、氣密性 ； c) 外視效果— — 夜晚燈光照射下 ，玻璃翼與面 玻 璃之 間交 互輝 映 帶給您 無 限 的遐 想 ； d) 內視效果— — 隱藏式開啟結構設計 ，內視效 果連 續(xù)統(tǒng) 一 。 3 ．3 點支式玻璃幕墻 3．3．1 藝術鋼結構支撐點支式玻璃幕墻 ( 圖 10 、圖 11、圖 12) 圉 10 a) 結構體系— — 由曲面鋼管 網(wǎng)殼體系與 曲面 索網(wǎng)體系組成的復合結構系統(tǒng)。網(wǎng)殼體系抵抗外部 荷載作用 ，平面內穩(wěn)定 由索網(wǎng)體系承擔 ； b) 連接特點— — 鋼管構件之間采用萬 向鉸球 狀嵌入式節(jié)點； c) 藝術特點— —柔性體系 、剛性體系與玻璃的 結合是現(xiàn)代工業(yè)最完美的體現(xiàn) 。 圖 1 1 a) 結構體系— — 魚腹式平面鋼管桁架體系 ，結 構合理 、經(jīng)濟 ； b) 連接特點— — 鋼管之間采用相貫焊接節(jié)點 ， 線條流暢 、節(jié)點精巧 ； C) 藝術特點—— 魚腹桁架平行布置，大方 、通透。 16 20 1 1．O7 _ ■ 溺一
