圃删 典型建筑幕墙系统介绍 陈连胜 查恩明 金长江 刘祥众 沈阳远大铝业工程有限公司 摘 要：由支承结构体系与面板组成的、可相对于主体结构有一定位移能力、不承担主体结构所受荷栽的建筑外维护结 构或装饰性结构称之为建筑幕墙 。建筑幕墙在 中国经过近 30年 的发展 ，已经 由单一的玻璃幕墙发展到现在 的金属幕墙、石材 幕墙、陶土幕墙等多种多样的形式。 关键词 ：玻璃幕墙 ；金属幕墙 ；石材幕墙 ；幕墙 的发展 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，夏天会把结构挤弯、压碎 ，冬天会把结构 建筑幕墙用通俗的话讲 ，就是建筑的 “衣裳 ”， 拉裂、拉断。所以长的路面要分缝，高的建筑也要有 经过近 30年 的发展 ，这个 “衣裳”已经 由单一 的玻 温度缝把建筑分成几段 ，以此减少温度变化 的影 璃发展到现在的金属、石材 、陶土等多种多样 的形 响。高的建筑可以设竖向温度缝，分成数段；但是不 式。建筑为什么要选择幕墙作 “衣裳”呢? 可能利用水平缝切成几段，因为水平分缝后的楼层 1．1 什么是建筑幕墙 无法 吊挂起来 。既然无法采用分段的办法将高楼大 建筑幕墙不同于填充墙，它具有以下的特点： 厦的温度变化问题解决 ，那只有一条出路：用建筑 a)它是 由面板和支承结构组成的完整的结构 幕墙将整个结构包封起来 ，让结构处在室内，温度 系统 ； 不再变化 ，也就不会对结构产生损害，从而保证主 b)它在 自身平面内可 以承受较大的变形或者 体结构的安全，这就是高层建筑必须采用幕墙的一 相对于主体结构可以有足够的位移能力； 个主要原因。 C)它是不分担主体结构所受荷载和作用的围 1．3 抵抗地震灾害需要幕墙 护结构 。 1995年 13本阪神大地震、1999年台湾集集大 幕墙通常由面板和后面的支承结构组成 。这个 地震，震 中烈度都在 11度以上，砌体填充墙 、常规 外墙系统支承在主体结构上，通常包封主体结构 。 玻璃窗大量破坏，而幕墙，即使是玻璃幕墙，也很少 由于面板之间有宽缝，面板与横梁立柱的连接就有 有震害的报告 ，震后大多保存完好。 活动能力，所以幕墙在平面内，可 以承受 1／100的大 中国建筑科学研究院结构所进行过七个各种 变形，甚至当主体结构侧移达到 1／60时，幕墙也不 类型建筑幕墙的振动台试验，结论证明：即使当台 会破坏。 面输入加速度达到0．9g(相当于 10度大震)，结构位 1．2 抵抗温度变化需要幕墙 移达到 1／60以上时，幕墙也没有损坏，保持 良好性 当外界温度变化时，结构会热胀冷缩。如果不 能；砌体填充墙在 1／1000位移时开裂，1／300位移时 2011。O7 13 万方数据 圃删 破坏 ，即使在小地震下也会产生破损 ，中震下会严 d)全玻璃幕墙。 重破坏。原因是砌体墙在 自身平面 内变形能力很 3 典型幕墙系统介绍 差 ，又被填充在主体结构内，不能有相对的位移 ，被 3．1 构件式玻璃幕墙 一 起振动，最终导致破坏 。常规玻璃窗大体上也差 3．1．1 构件式明框玻璃幕墙的特点 (图 1) 不多。因此在地震中震害非常严重 。 建筑幕墙的板面宽缝和特别的角连接构造 ，使 得它可 以耐受到 1／100～1／60的大位移、大变形 。类 似于树叶相对于树枝、幕布相对于台口，无论主体 结构怎样摇晃，幕墙都可 以安全无恙。 高楼大厦耸入云霄，地震 中强烈摆动 ，幕墙能 够尽量保证建筑物安全，降低倒塌坠落的可能，减 少伤亡事故的发生。 1．4 幕墙节省结构和基础的费用 图 1 建筑材料，如钢材、水泥都是高耗能、高造价的 a)标准产品——产品标准化、系列化设计，质 材料，节约材料就是节约能耗、节约资源。 量稳定可靠，可满足不同的要求； 玻璃幕墙的重量只相当于砖墙的1／10，混凝土墙 b)防水构造——利用等压原理结构排水，水密 板的 1厂7，铝板幕墙更轻。370mm砖墙760kg／mz，200mm 性能达到 I级标准 ； 空 15、砖墙 250kgm／z,而玻璃幕墙只有 35kg／mL40kgm／， c)建筑效果——通过改变扣板形式来满足不 铝板幕墙只有20kg／mZ25kgm／。一座高 150m，外墙 同的建筑立面效果要求； 面为20000m 的高层建筑，采用幕墙可减轻墙体 自 d)保温性能——采用断热结构并配置具有隔 身5000t～l20o0t。这就大大减少了主体结构的材料 气功能的共挤胶条 ，使框 的传热系数 可达 1．94 用量，也减轻了基础的荷载，节省了基础的造价 。在 W／(m ·K)； 上海 、天津等软地基上建造超高层建筑 ，就更起到 e)满足不同要求——通过选择系列化的断热 决定性的作用。 条及相应的玻璃配置可获得不同的保温性能，满足 2 建筑幕墙的种类划分 不同地区建筑的节能要求。 2。1 按主要 面材分类 3．1．2 构件式全隐框玻璃幕墙的特点 (图2) — — 玻璃幕墙； — — 金属幕墙，金属幕墙又细分为：铝单板、复 合铝板 、蜂窝铝板 、不锈钢板 、彩色钢板 、钛锌板 、铜 板等 ； — — 石材幕墙 ； — — 组合幕墙 ； — — 其他幕墙，包括 ：陶土板、微晶玻璃，千思 板等 。 2．2 玻璃幕墙按结构形式分类 a)框架式玻璃幕墙： 图 2 按外视效果分类：明框、隐框、半隐框； a)标准产品——产品标准化、系列化设计，质 b)单元式玻璃幕墙 ： 量稳定可靠，可满足不同的要求； 按外视效果分类：明框、隐框、半隐框； b)结构特点——定位安装、定距压紧结构，玻 c)点支承玻璃幕墙： 璃板块受力均匀；板块浮动式连接结构 ，平面 内变 钢桁架式、玻璃肋式、拉杆式、拉索式 、自平衡 位吸收能力强； 索桁架式、单层索式； c)水密、气密性——耐候密封胶嵌缝 ，水密、气 14 2011．O7 万方数据 密性可达到 I级标准 ； 3_2_2 单元式隐框玻璃幕墙系统(图5) d)建筑效果一一立面平整、简洁； r e)保温性能——采用泡沫棒填充空气腔，耐候 密封胶嵌缝，使框的传热系数 可达 1．7W／(m ·K)。 3．1．3 构件式半隐框玻璃幕墙的特点 (图3) ． ． — — 。 一 n ． ． — — ． ． n — — 一 一 — — 一 一 Ⅱ [ ．- 阐 I震 l 丽 JI I 口 I翻 口 图 3 a)标准产品——产品标准化、系列化设计，质 量稳定可靠，可满足不同的要求； b)结构特点——固定于横梁的托板能够承担 玻璃 自重，结构可靠； C)建筑效果——通过改变横 向扣板形式来满 足不同的建筑立面效果要求 。 一 扫且 3．2 单元式玻璃幕墙 3_2．1 单元式明框玻璃幕墙系统(图4) 9O r——— 圈 4 — — a)水密、气密性——利用等压原理，采用多腔 逐级减压、结构排水，达到良好的水密、气密性； b)保温性能——采用断热型材，框的传热系数 可达 2．5W／(m ·K)，具有优 良的保温隔热性能； C)建筑效果——扣板形式多样，使建筑得以实 现不同的外视效果，表现力丰富。 图7 201万方数据1．O7 15 a)结构特点一一玻璃板块可独立 自由安装 、 a)结构特点一一玻璃翼采用可拆卸锁扣式连 拆卸 ； 接系统，安全可靠，便于维护； b)连接特点——玻璃板块主要 由四边 的钩板 b)水密 、气密性一一利用等压原理 ，多腔逐级 承受风压，结构密封胶的设计使结构具有双重安全 减压，结构排水，具有 良好的水密、气密性； 保护功能； c)外视效果——夜晚灯光照射下，玻璃翼与面 C)建筑效果——外视线条简洁明快，通透性好 ； 玻璃之间交互辉映带给您无限的遐想 ； d)适用范围——可实现大分格板块，适用于机 d)内视效果——隐藏式开启结构设计，内视效 场、展览馆等大型建筑。 果连续统一。 3．2．5 双曲面单元式玻璃幕墙系统(图8) 3．3 点支式玻璃幕墙 3．3．1 艺术钢结构支撑点支式玻璃幕墙 (图10、图 11、图 12) 圉 10 a)结构体系—— 由曲面钢管网壳体系与曲面 图 8 索网体系组成的复合结构系统。网壳体系抵抗外部 a)双曲面拟合——分体式结构设计，通过单元 荷载作用，平面内稳定 由索网体系承担； 插接框 的错位组合完成平面板块对空间双曲面的 b)连接特点——钢管构件之间采用万向铰球 拟合 ； 状嵌入式节点； _■ b)保温性能——高性能断热结构 ，30mm长的 c)艺术特点——柔性体系、刚性体系与玻璃的 组合结构隔热条与多腔式密封胶条的配置 ，框的传 结合是现代工业最完美的体现。 热系数 可达2．38W／(m2K·)； c)防结露性能——高性能断热结构

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