圃刪 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(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司 摘 要：由支承結(jié)構(gòu)體系與面板組成的、可相對于主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受荷栽的建筑外維護(hù)結(jié) 構(gòu)或裝飾性結(jié)構(gòu)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(guān)鍵詞 ：玻璃幕墻 ；金屬幕墻 ；石材幕墻 ；幕墻 的發(fā)展 Abstract：Curtainwallismadeupofsupportingstructureandpanel，whichismoveablefrom themainsturctureandcantshare loadandeffectsapplieduponthesturcture．Itisna envelopeordecorationforthebuilding．AfterthirtyyearsdevelopmentinChina， therearevariouskindsofcurtainwall，suchasmetalcurtainwall，stonecurtainwall，terracottacurtainwall，etc． Keywords：glasscurtainwall，metalcurtainwall，stonecurtainwall，curtainwalldevelopment 1 前言 采取措施，夏天會(huì)把結(jié)構(gòu)擠彎、壓碎 ，冬天會(huì)把結(jié)構(gòu) 建筑幕墻用通俗的話講 ，就是建筑的 “衣裳 ”， 拉裂、拉斷。所以長的路面要分縫，高的建筑也要有 經(jīng)過近 30年 的發(fā)展 ，這個(gè) “衣裳”已經(jīng) 由單一 的玻 溫度縫把建筑分成幾段 ，以此減少溫度變化 的影 璃發(fā)展到現(xiàn)在的金屬、石材 、陶土等多種多樣 的形 響。高的建筑可以設(shè)豎向溫度縫，分成數(shù)段；但是不 式。建筑為什么要選擇幕墻作 “衣裳”呢? 可能利用水平縫切成幾段，因?yàn)樗椒挚p后的樓層 1．1 什么是建筑幕墻 無法 吊掛起來 。既然無法采用分段的辦法將高樓大 建筑幕墻不同于填充墻，它具有以下的特點(diǎn)： 廈的溫度變化問題解決 ，那只有一條出路：用建筑 a)它是 由面板和支承結(jié)構(gòu)組成的完整的結(jié)構(gòu) 幕墻將整個(gè)結(jié)構(gòu)包封起來 ，讓結(jié)構(gòu)處在室內(nèi)，溫度 系統(tǒng) ； 不再變化 ，也就不會(huì)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害，從而保證主 b)它在 自身平面內(nèi)可 以承受較大的變形或者 體結(jié)構(gòu)的安全，這就是高層建筑必須采用幕墻的一 相對于主體結(jié)構(gòu)可以有足夠的位移能力； 個(gè)主要原因。 C)它是不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受荷載和作用的圍 1．3 抵抗地震災(zāi)害需要幕墻 護(hù)結(jié)構(gòu) 。 1995年 13本阪神大地震、1999年臺(tái)灣集集大 幕墻通常由面板和后面的支承結(jié)構(gòu)組成 。這個(gè) 地震，震 中烈度都在 11度以上，砌體填充墻 、常規(guī) 外墻系統(tǒng)支承在主體結(jié)構(gòu)上，通常包封主體結(jié)構(gòu) 。 玻璃窗大量破壞，而幕墻，即使是玻璃幕墻，也很少 由于面板之間有寬縫，面板與橫梁立柱的連接就有 有震害的報(bào)告 ，震后大多保存完好。 活動(dòng)能力，所以幕墻在平面內(nèi)，可 以承受 1／100的大 中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所進(jìn)行過七個(gè)各種 變形，甚至當(dāng)主體結(jié)構(gòu)側(cè)移達(dá)到 1／60時(shí)，幕墻也不 類型建筑幕墻的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，結(jié)論證明：即使當(dāng)臺(tái) 會(huì)破壞。 面輸入加速度達(dá)到0．9g(相當(dāng)于 10度大震)，結(jié)構(gòu)位 1．2 抵抗溫度變化需要幕墻 移達(dá)到 1／60以上時(shí)，幕墻也沒有損壞，保持 良好性 當(dāng)外界溫度變化時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)熱脹冷縮。如果不 能；砌體填充墻在 1／1000位移時(shí)開裂，1／300位移時(shí) 2011。O7 13 萬方數(shù)據(jù) 圃刪 破壞 ，即使在小地震下也會(huì)產(chǎn)生破損 ，中震下會(huì)嚴(yán) d)全玻璃幕墻。 重破壞。原因是砌體墻在 自身平面 內(nèi)變形能力很 3 典型幕墻系統(tǒng)介紹 差 ，又被填充在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)，不能有相對的位移 ，被 3．1 構(gòu)件式玻璃幕墻 一 起振動(dòng)，最終導(dǎo)致破壞 。常規(guī)玻璃窗大體上也差 3．1．1 構(gòu)件式明框玻璃幕墻的特點(diǎn) (圖 1) 不多。因此在地震中震害非常嚴(yán)重 。 建筑幕墻的板面寬縫和特別的角連接構(gòu)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(tái)口，無論主體 結(jié)構(gòu)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(qiáng)烈擺動(dòng) ，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(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的費(fèi)用 圖 1 建筑材料，如鋼材、水泥都是高耗能、高造價(jià)的 a)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品——產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)，質(zhì) 材料，節(jié)約材料就是節(jié)約能耗、節(jié)約資源。 量穩(wěn)定可靠，可滿足不同的要求； 玻璃幕墻的重量只相當(dāng)于磚墻的1／10，混凝土墻 b)防水構(gòu)造——利用等壓原理結(jié)構(gòu)排水，水密 板的 1廠7，鋁板幕墻更輕。370mm磚墻760kg／mz，200mm 性能達(dá)到 I級標(biāo)準(zhǔn) ； 空 15、磚墻 250kgm／z,而玻璃幕墻只有 35kg／mL40kgm／， c)建筑效果——通過改變扣板形式來滿足不 鋁板幕墻只有20kg／mZ25kgm／。一座高 150m，外墻 同的建筑立面效果要求； 面為20000m 的高層建筑，采用幕墻可減輕墻體 自 d)保溫性能——采用斷熱結(jié)構(gòu)并配置具有隔 身5000t～l20o0t。這就大大減少了主體結(jié)構(gòu)的材料 氣功能的共擠膠條 ，使框 的傳熱系數(shù) 可達(dá) 1．94 用量，也減輕了基礎(chǔ)的荷載，節(jié)省了基礎(chǔ)的造價(jià) 。在 W／(m ·K)； 上海 、天津等軟地基上建造超高層建筑 ，就更起到 e)滿足不同要求——通過選擇系列化的斷熱 決定性的作用。 條及相應(yīng)的玻璃配置可獲得不同的保溫性能，滿足 2 建筑幕墻的種類劃分 不同地區(qū)建筑的節(jié)能要求。 2。1 按主要 面材分類 3．1．2 構(gòu)件式全隱框玻璃幕墻的特點(diǎn) (圖2) — — 玻璃幕墻； — — 金屬幕墻，金屬幕墻又細(xì)分為：鋁單板、復(fù) 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(jié)構(gòu)形式分類 a)框架式玻璃幕墻： 圖 2 按外視效果分類：明框、隱框、半隱框； a)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品——產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)，質(zhì) b)單元式玻璃幕墻 ： 量穩(wěn)定可靠，可滿足不同的要求； 按外視效果分類：明框、隱框、半隱框； b)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——定位安裝、定距壓緊結(jié)構(gòu)，玻 c)點(diǎn)支承玻璃幕墻： 璃板塊受力均勻；板塊浮動(dòng)式連接結(jié)構(gòu) ，平面 內(nèi)變 鋼桁架式、玻璃肋式、拉桿式、拉索式 、自平衡 位吸收能力強(qiáng)； 索桁架式、單層索式； c)水密、氣密性——耐候密封膠嵌縫 ，水密、氣 14 2011．O7 萬方數(shù)據(jù) 密性可達(dá)到 I級標(biāo)準(zhǔn) ； 3_2_2 單元式隱框玻璃幕墻系統(tǒng)(圖5) d)建筑效果一一立面平整、簡潔； r 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(dá) 1．7W／(m ·K)。 3．1．3 構(gòu)件式半隱框玻璃幕墻的特點(diǎn) (圖3) ． ． — — 。 一 n ． ． — — ． ． n — — 一 一 — — 一 一 Ⅱ [ ．- 闡 I震 l 麗 JI I 口 I翻 口 圖 3 a)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品——產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)，質(zhì) 量穩(wěn)定可靠，可滿足不同的要求； b)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——固定于橫梁的托板能夠承擔(dān) 玻璃 自重，結(jié)構(gòu)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 。 一 掃且 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) 9O r——— 圈 4 — — a)水密、氣密性——利用等壓原理，采用多腔 逐級減壓、結(jié)構(gòu)排水，達(dá)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(dá) 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(shí) 現(xiàn)不同的外視效果，表現(xiàn)力豐富。 圖7 201萬方數(shù)據(jù)1．O7 15 a)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一一玻璃板塊可獨(dú)立 自由安裝 、 a)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一一玻璃翼采用可拆卸鎖扣式連 拆卸 ； 接系統(tǒng)，安全可靠，便于維護(hù)； b)連接特點(diǎn)——玻璃板塊主要 由四邊 的鉤板 b)水密 、氣密性一一利用等壓原理 ，多腔逐級 承受風(fēng)壓，結(jié)構(gòu)密封膠的設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)具有雙重安全 減壓，結(jié)構(gòu)排水，具有 良好的水密、氣密性； 保護(hù)功能； c)外視效果——夜晚燈光照射下，玻璃翼與面 C)建筑效果——外視線條簡潔明快，通透性好 ； 玻璃之間交互輝映帶給您無限的遐想 ； d)適用范圍——可實(shí)現(xiàn)大分格板塊，適用于機(jī) d)內(nèi)視效果——隱藏式開啟結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)視效 場、展覽館等大型建筑。 果連續(xù)統(tǒng)一。 3．2．5 雙曲面單元式玻璃幕墻系統(tǒng)(圖8) 3．3 點(diǎn)支式玻璃幕墻 3．3．1 藝術(shù)鋼結(jié)構(gòu)支撐點(diǎn)支式玻璃幕墻 (圖10、圖 11、圖 12) 圉 10 a)結(jié)構(gòu)體系—— 由曲面鋼管網(wǎng)殼體系與曲面 圖 8 索網(wǎng)體系組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。網(wǎng)殼體系抵抗外部 a)雙曲面擬合——分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過單元 荷載作用，平面內(nèi)穩(wěn)定 由索網(wǎng)體系承擔(dān)； 插接框 的錯(cuò)位組合完成平面板塊對空間雙曲面的 b)連接特點(diǎn)——鋼管構(gòu)件之間采用萬向鉸球 擬合 ； 狀嵌入式節(jié)點(diǎn)； _■ b)保溫性能——高性能斷熱結(jié)構(gòu) ，30mm長的 c)藝術(shù)特點(diǎn)——柔性體系、剛性體系與玻璃的 組合結(jié)構(gòu)隔熱條與多腔式密封膠條的配置 ，框的傳 結(jié)合是現(xiàn)代工業(yè)最完美的體現(xiàn)。 熱系數(shù) 可達(dá)2．38W／(m2K·)； c)防結(jié)露性能——高性能斷熱結(jié)構(gòu)

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