玻璃幕墻基礎(chǔ)

1、第一章玻璃幕墻分類與發(fā)展 建筑幕墻可分為混凝土幕墻、鋼板幕墻、鋁板幕墻、石材幕墻、塑料幕墻和玻璃幕墻，其中玻璃幕墻最引人注目。玻璃幕墻又分為明框玻璃幕墻、全隱玻璃幕墻、半隱玻璃幕墻、全玻玻璃幕墻和點支式玻璃幕墻。 第一節(jié)明框玻璃幕墻 明框玻璃幕墻屬于元件式幕墻，將玻璃板用鋁框鑲嵌，形成四邊有鋁框的幕墻元件，將幕墻元件鑲嵌在橫梁上，幕墻成為四邊鋁框明顯，橫梁和立柱均在室內(nèi)可見的幕墻。明框玻璃幕墻不僅應(yīng)用量大面廣，性能穩(wěn)定可靠，應(yīng)用最早，還因為明框玻璃幕墻在形式上脫胎于玻璃窗，易于人們接受。施工簡單，形式傳統(tǒng)，所以明框玻璃幕墻至今仍被人們所鐘愛。 明框玻璃幕墻的玻璃與鋁框之間的安裝方式有三種，即干

2、式安裝、濕式安裝和混合安裝。干式安裝是將密封條嵌入槽壁與玻璃的空隙，并將玻璃固定。型材斷面形狀不同，密封條的形式也不同。濕法安裝是在槽壁與玻璃之間的空隙內(nèi)注入密封膠填充。待密封膠固化以后將玻璃板固定，同時縫隙也被密封起來?；旌习惭b是玻璃的一側(cè)空隙采用密封條嵌入，另一側(cè)空隙采用密封膠注入縫隙固定。濕式安裝的優(yōu)點是氣密性和水密性明顯好于干式安裝，如硅酮密封膠作為密封膠使用，其壽命將明顯地長于密封條。圖1是明框玻璃幕墻立面，圖2是三種安裝方式示意，圖3是明框玻璃幕墻圖片。 圖1明框玻璃幕墻立面圖 圖2三種安裝方式的示意圖 1墊塊，2鋁框，3橡膠填料，4玻璃，5與硅硐膠相容的填料6.硅硐膠第二節(jié)全隱玻

3、璃幕墻 玻璃幕墻的玻璃是采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘結(jié)在鋁框上，一般情況下，不須再加金屬連接件。鋁框全部被玻璃遮擋，形成大面積全玻璃墻面。在有些工程上，為增加隱框玻璃幕墻的安全性，在垂直玻璃幕墻上采用金屬連接件固定玻璃，如北京的希爾頓飯店。結(jié)構(gòu)膠是連接玻璃與鋁框的關(guān)鍵所在，兩者全靠結(jié)構(gòu)膠連接。因此在隱框玻璃幕墻應(yīng)用的初期，有許多專家學(xué)者認(rèn)為，隱框玻璃幕墻是懸在人們頭上的定時炸彈。其實只要結(jié)構(gòu)膠滿足相容性，即結(jié)構(gòu)膠必須有效地粘結(jié)與之接觸的所有材料，如玻璃、鋁框、墊塊等，因此進行相容性試驗是應(yīng)用結(jié)構(gòu)膠的前提。圖4是隱框玻璃幕墻的立面圖，圖5是帶金屬扣件的隱框玻璃幕墻立面圖，圖6是隱框玻璃幕墻圖片，圖7是北

4、京希爾頓飯店圖片。 圖4隱框玻璃幕墻的立面圖 圖5帶金屬扣件的隱框玻璃幕墻立面圖圖7北京希爾頓飯店第三節(jié)半隱玻璃幕墻 于明框玻璃幕墻來說，幕墻元件的玻璃板其中兩對邊鑲嵌在鋁框內(nèi)，另外兩對邊采用結(jié)構(gòu)膠直接粘結(jié)在鋁框上，構(gòu)成半隱框玻璃幕墻。立柱隱蔽，橫梁外露的玻璃幕墻稱之為豎隱橫框玻璃幕墻。橫梁隱蔽，立柱外露的玻璃幕墻稱之為橫隱立框玻璃幕墻。圖8是豎隱橫框隱玻璃幕墻的立面圖，圖9是豎隱橫框玻璃幕墻圖片，圖10是橫隱豎框玻璃幕墻的立面圖。圖8豎隱橫框玻璃幕墻的立面圖 圖10橫隱豎框玻璃幕墻的立面圖 第四節(jié)全玻玻璃幕墻 筑物一樓大堂、頂層和旋轉(zhuǎn)餐廳，為增加玻璃幕墻的通透性，不僅僅玻璃板，包括支撐結(jié)構(gòu)都

5、采用玻璃肋，這類幕墻稱之為全玻璃幕墻。根據(jù)玻璃肋與玻璃面板的相對位置，全玻璃幕墻可分為后置式、騎縫式、平齊式和突出式四種。分別見圖12、13、14和15。 圖12后置式 圖13騎縫式 圖14平齊式 圖15突出式 全玻璃幕墻一般只用于一個樓層，如一層、頂層等。如今也有跨層使用的。如用于一個樓層，玻璃面板和玻璃肋上下端用鑲嵌槽夾持。如樓層較低，例如4-5米，玻璃面板和玻璃肋由下端支撐，其上部與鑲嵌槽底應(yīng)留有足夠的伸縮間隙。當(dāng)玻璃高度超過5米，由于自重，玻璃會發(fā)生變形，壓應(yīng)力增加，危險性很大，而且施工中微調(diào)整也很困難。若采用上端懸掛，則上述缺點可消除。玻璃板下端與鑲嵌槽之間應(yīng)留有足夠的伸縮間隙。安裝

6、方式最好不采用干式安裝，而采用濕式或混合式安裝。玻璃外側(cè)應(yīng)采用濕式安裝，以保證氣密性和水密性。判斷是否需要把玻璃懸掛起來，應(yīng)根據(jù)下列原則： 厚度10mm,高度4米以上； 厚度12mm,高度5米以上； 厚度15mm,高度6米以上； 厚度19mm,高度7米以上。 當(dāng)全玻璃幕墻跨層使用時，有三種平面布置方式，即突出墻面式、內(nèi)嵌墻體式和平齊墻面式。分別見圖16、17和18。圖19是上部懸掛系統(tǒng)，圖20是下部支撐系統(tǒng)，圖21是全玻璃幕墻圖片。圖16突出墻面式 圖17平齊墻面式 圖18內(nèi)嵌墻面式 圖19玻璃面板和玻璃肋由上部結(jié)構(gòu)懸掛 圖20玻璃面板和玻璃肋由底部支撐 圖21全玻璃幕墻 第五節(jié)點支式玻璃幕墻

7、 由玻璃面板、點支撐裝置和支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)成的玻璃幕墻稱為點支式玻璃幕墻。根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)，點支式玻璃幕墻可分為工形截面鋼架、格構(gòu)式鋼架、柱式鋼桁架、魚腹式鋼架、空腹弓形鋼架、單拉桿弓形鋼架、雙拉桿梭形鋼架、拉桿（索）形式一和拉桿（索）形式二，見圖22。 圖22支撐結(jié)構(gòu)分類上述9種結(jié)構(gòu)可分為三類： (1)金屬支撐結(jié)構(gòu)點支式玻璃幕墻：這是最早的點支式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，也是采用最多的結(jié)構(gòu)類型。采用金屬材料作為結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，由金屬緊固件和連接件將玻璃固定，安全可靠?？勺畲笙薅鹊乩媒饘俳Y(jié)構(gòu)的靈活多變，以適應(yīng)建筑造型的需要。透過玻璃，人們可以看到支撐玻璃的整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，金屬結(jié)構(gòu)的堅固結(jié)實和玻璃晶瑩剔透形成完美的組合

8、，體現(xiàn)了“力”與“美”、“虛”與“實”的效果。見圖24。 圖24金屬支撐結(jié)構(gòu) (2)點支式全玻璃幕墻：支撐結(jié)構(gòu)是玻璃板，稱其為玻璃肋。采用金屬緊固件和連接件將玻璃面板和玻璃肋相連接，形成玻璃幕墻。由玻璃面板和玻璃肋構(gòu)成的全玻璃幕墻視野開闊，結(jié)構(gòu)簡單，使人耳目一新。最大限度地消除了建筑物室內(nèi)外的感覺。見圖25。 圖25點支式全玻璃支撐結(jié)構(gòu) (3)桿（索）式玻璃幕墻：支撐結(jié)構(gòu)是不銹鋼拉桿或拉索，玻璃由金屬緊固件和金屬連接件與拉桿或拉索連接。在此類玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)中，充分體現(xiàn)了機械加工的精度，每個構(gòu)件都十分的細(xì)巧精致，本身就構(gòu)成了一種結(jié)構(gòu)美。點支式玻璃幕墻是一門新興技術(shù)，它體現(xiàn)的是建筑物內(nèi)外的流通和融

9、合，改變了過去用玻璃來表現(xiàn)窗戶、幕墻、天頂?shù)膫鹘y(tǒng)做法，強調(diào)的是玻璃的透明性。透過玻璃，人們可以清晰地看到支撐玻璃幕墻的整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，將單純的支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為可視性、觀賞性和表現(xiàn)性。由于點支式玻璃幕墻表現(xiàn)方法奇特，盡管它誕生的時間不長，但應(yīng)用卻極為廣泛，并且日新月異地發(fā)展著。圖27是一種新型的結(jié)構(gòu)體系平面網(wǎng)索結(jié)構(gòu)，它的特點是：結(jié)構(gòu)簡潔，無任何空間遮擋，通透性極佳，變形大。 圖27平面網(wǎng)索結(jié)構(gòu)點支式玻璃幕墻有如下特性： (1)通透性好：玻璃面板僅通過幾個點連接到支撐結(jié)構(gòu)上，幾乎無遮擋，透過玻璃視線達到最佳，視野達到最大，將玻璃的透明性應(yīng)用到極限。 (2)靈活性好： 在金屬緊固件和金屬連接件的設(shè)計

10、中，為減少、消除玻璃板孔邊的應(yīng)力集中，使玻璃板與連接件處于跤結(jié)狀態(tài)，使得玻璃板上的每個連接點都可自由地轉(zhuǎn)動，并且還允許有少許的平動，用于彌補安裝施工中的誤差，所以點支式玻璃幕墻的玻璃一般不產(chǎn)生安裝應(yīng)力，并且能順應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)受荷載作用后產(chǎn)生的變形，使玻璃不產(chǎn)生過度的應(yīng)力集中。同時，采用點支式玻璃幕墻技術(shù)可以最大限度地滿足建筑造型的需求。 (3).安全性好：由于點支式玻璃幕墻所用玻璃全都是鋼化的，屬安全玻璃，并且使用金屬緊固件和金屬連接件與支撐結(jié)構(gòu)相連接，耐候密封膠只起密封作用，不承受荷載，即使玻璃意外破壞，鋼化玻璃破裂成碎片，形成所謂的“玻璃雨”，不會出現(xiàn)整塊玻璃墜落的嚴(yán)重傷人事故。 (4).工藝

11、感好：點支式玻璃幕墻的支撐結(jié)構(gòu)有多種形式，支撐構(gòu)件加工精細(xì)，表面光滑，具有良好的工藝感和藝術(shù)感，因此，許多建筑師樂于選用。 (5)環(huán)保節(jié)能性好：點支式玻璃幕墻的特點之一是通透性好，因此在玻璃的使用上多選擇無光污染的白玻、超白玻和低輻射玻璃等，尤其是中空玻璃的使用，節(jié)能效果更加明顯。 第六節(jié)玻璃幕墻在我國的發(fā)展 一、有框玻璃幕墻的發(fā)展 八十年代以前我國大陸沒有玻璃幕墻建筑，1984年北京長城飯店是我國大陸第一個采用玻璃幕墻的建筑。長城飯店采用銀灰色鍍膜玻璃，單元式組裝明框幕墻，透光部分為中空玻璃，不透光部分為單層玻璃加保溫層，此后玻璃幕墻如雨后春筍在我國大陸遍地矗立，有明框，有隱框，比較著名的建

12、筑有京廣中心大廈，57層，208米高，藍灰色明框玻璃幕墻。 北京國際貿(mào)易中心，40層，144米高，茶色吸熱玻璃。深圳帝王大廈，81層，320米高，采用綠色鍍膜中空玻璃幕墻。上海浦東金茂大廈，88層，420米高，采用玻璃鋁板幕墻。 二、點支式玻璃幕墻的發(fā)展 無框玻璃系統(tǒng)是在六十年代發(fā)展起來的一種玻璃幕墻構(gòu)造技術(shù)，六十年代末，皮爾金頓玻璃公司首先開發(fā)了建筑玻璃補釘式裝配體系（PatchFittingSystem）和平式裝配體系(PlainFittingSystem)。開始這種跨時代的發(fā)明并未引起建筑師們的注意，這種構(gòu)造在建筑上沒有被大量采用，直到1986年法國建筑師安德良在拉維萊特科學(xué)館的設(shè)計中開

13、始采用這種技術(shù)。拉維萊特科學(xué)館是為紀(jì)念法國大革命200周年而建造的十大建筑之一，是在一個廢棄的倉庫上作的改造設(shè)計。建筑師安德良玉結(jié)構(gòu)工程師、幕墻工程師密切合作，設(shè)計了一種點式連接系統(tǒng)，(DotPointGlazing)，用于外墻的玻璃幕墻，取得了空前的成功。 1996年，在德國萊比錫博覽會上，人們驚訝地看到主會場館全部是由鋼結(jié)構(gòu)和玻璃組成的，尤其特別的是鋼結(jié)構(gòu)和玻璃反常地交換了位置，鋼結(jié)構(gòu)在上，反吊著下層的玻璃，完全出乎人們的意料和經(jīng)驗。在人們還很陌生于玻璃技術(shù)新的邏輯時，玻璃的點式連接技術(shù)已開創(chuàng)了大規(guī)模的先河，點支式連接技術(shù)開始走向成熟，并顯示了廣闊的應(yīng)用前景。 1997年，隨著深圳康佳展銷

14、館的落成，我國第一座采用點支式連接系統(tǒng)的玻璃幕墻建筑在深圳落成。此舉不僅大造了康佳公司的嶄新形象，更使建筑界的精神為之一振，從此，點支式玻璃幕墻系統(tǒng)在中國的重要建筑中被廣泛地采用，甚至成為一種現(xiàn)代建筑的標(biāo)志。 深圳康佳展銷館采用的是全金屬剛性桿系統(tǒng)，是目前采用最多的一種形式。見圖33。 圖33深圳康佳展銷館 隨著點支式玻璃幕墻的開發(fā)應(yīng)用，相繼研究開發(fā)了全玻璃結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，全索（桿）系統(tǒng)和混合系統(tǒng)，分別見圖圖36沈陽國際會展中心 點支式玻璃幕墻技術(shù)含量高、多學(xué)科交叉，為從理論深入進行研究，中國著名學(xué)府清華大學(xué)為此成立了“建筑玻璃與金屬結(jié)構(gòu)研究所”，專門研究點支式玻璃幕墻。隨著理論研究的推進，在實踐上

15、，點支式玻璃幕墻開始在大型的標(biāo)志性工程中出現(xiàn)。深圳新機場航站樓是第一個點支式玻璃幕墻航空港工程，也是第一個大規(guī)模采用點支式玻璃幕墻的建筑。該航站樓的玻璃幕墻面積超過一萬平方米，由于是第一個，因此前期的論證、設(shè)計、招標(biāo)等都非常復(fù)雜，也極為嚴(yán)謹(jǐn)。在工程中，建設(shè)者克服了一個又一個的難題，終于如期建成。建成后的新航站樓遭遇了三次特大臺風(fēng)的襲擊，點支式玻璃幕墻經(jīng)受住了考驗，不僅沒有一片損壞，而且沒有出現(xiàn)任何滲漏，反正了設(shè)計的合理以及點支式玻璃幕墻的科學(xué)性、施工的質(zhì)量。 位于北京西長安街的北京國際金融中心大廈是五星級的辦公建筑，在建筑的中央，建筑師獨具匠心地設(shè)計了一個多棱多面形采光頂，頗有畫龍點睛之效。玻璃幕墻設(shè)計者和建筑師充分交流，多角度、多方案比較，設(shè)計了多種金屬連接件，最終滿足了三維空間的要求，也滿足了建筑師追求的“皇冠上鑲嵌一顆明亮閃耀的鉆石”的藝術(shù)效果，更使點支式玻璃幕墻在完成復(fù)雜幾何形體的實踐中邁出堅實的一步。見圖38。 圖38北京國際金融中心 北京香山植物園展覽溫室的建造是極其復(fù)雜的工程，也是極其富有挑戰(zhàn)性的工程。經(jīng)過一年多的艱苦奮戰(zhàn)，在精心組織、精心施工下，圓滿完成了這個劃時代的工程，實現(xiàn)了建筑師的夢想。見圖39。 圖39北京香