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玻璃幕墻——建筑美學(xué)與建筑節(jié)能的體現(xiàn)

來(lái)源:中國(guó)建材報(bào) 作者:佟德微 2007/9/28 0:00:00

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    據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)建筑幕墻年生產(chǎn)量達(dá)5000多萬(wàn)平方米,我國(guó)已經(jīng)成為世界靠前大幕墻生產(chǎn)國(guó)和使用國(guó)。玻璃幕墻作為傳統(tǒng)的的幕墻材料在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已被廣泛地應(yīng)用,我國(guó)對(duì)綠色建筑要求的日益提高,為環(huán)保節(jié)能的新型玻璃幕墻材料使用提供了廣闊的市場(chǎng)。

  目前,中國(guó)還處在發(fā)展階段,在較近的幾十年里建筑玻璃發(fā)展的方向首先是提高其保溫效果,以節(jié)能為應(yīng)用目標(biāo)。與此同時(shí)也應(yīng)兼顧安全、裝飾、高度、隔聲等重要功能。在建筑外表面大面積的使用玻璃,以玻璃取代外裝修,所形成的玻璃幕墻既體現(xiàn)建筑美學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等特點(diǎn),又體現(xiàn)玻璃幕墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能等特性。

  玻璃幕墻是在建筑立面大范圍地使用玻璃,不僅在開(kāi)口部分,而且在窗口墻外也使用玻璃取代外裝修整體,形成大面積的幕墻。

  幕墻玻璃即作為在幕墻上起裝飾作用的玻璃。幕墻玻璃從狹義上講是指明框結(jié)構(gòu)、隱框結(jié)構(gòu)、吊掛結(jié)構(gòu)、點(diǎn)接結(jié)構(gòu)中所使用的玻璃,如具有節(jié)能作用的中空玻璃、熱反射玻璃、Low-E、SUN-E玻璃和吸熱玻璃,如考慮裝飾效果可用釉面玻璃、彩色玻璃壓花玻璃、磨砂玻璃、鋼化玻璃、或半鋼化玻璃等等。

  玻璃幕墻的分類玻璃幕墻按結(jié)構(gòu)形式通常分為4類:靠前是明框玻璃幕墻(型鋼骨架);第二是半隱框玻璃幕墻(合金型材骨架);第三是隱框玻璃幕墻(鋁合金型材骨架);第四是無(wú)框玻璃幕墻含全玻璃幕墻和點(diǎn)支式玻璃幕墻。

  玻璃幕墻的主要構(gòu)造部分分為2個(gè)方面:一是作為飾面的玻璃,二是固定玻璃的骨架,只有將玻璃與骨架相連接,玻璃才能成為幕墻,骨架支撐玻璃并固定玻璃,然后通過(guò)連接體與主體結(jié)構(gòu)相連,將玻璃的自重及墻體所受到的荷載及其他荷載傳遞給主體結(jié)構(gòu),使之與主體結(jié)構(gòu)融為一體。

  玻璃幕墻與傳統(tǒng)的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)相比有如下優(yōu)點(diǎn)能較好地體現(xiàn)藝術(shù)效果,立體感突出。墻體自重輕,從而降低主體結(jié)構(gòu)和工程造價(jià)。材料單一,施工方便,工期短,維護(hù)維修比較方便。能較好地適應(yīng)舊建筑外墻更新的要求。采用中空玻璃、真空玻璃還具有不可比擬的節(jié)能環(huán)保優(yōu)點(diǎn)。

  與其他墻體材料比較,玻璃幕墻有其顯著的優(yōu)點(diǎn)——自重輕。

  玻璃幕墻的主要材料構(gòu)成有玻璃、鋁合金型材骨架、密封膠等。一般情況下,玻璃幕墻自重只有50kg/m2左右,僅為磚墻的1/12~1/10,混凝土預(yù)制板墻面的1/7,利于高層建筑減輕墻體重量,既降低了基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)的造價(jià),又提高了主體結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

  調(diào)節(jié)室內(nèi)光線。玻璃具有其他材料不可比擬的獨(dú)特性——透明性,自然光通過(guò)玻璃射入到室內(nèi),使室內(nèi)光線充足,創(chuàng)造出明亮的環(huán)境,在白天可不需要或減少室內(nèi)人工照明,達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí),由于玻璃化學(xué)成分可改變玻璃的透射能力,如普通玻璃中加入著色劑或吸熱玻璃加上金屬、稀土金屬進(jìn)行著色,也可以通過(guò)金屬膠體和非金屬膠體著色,就可使吸熱玻璃具有節(jié)能功效,可減少入室紅外線,起到降低空調(diào)負(fù)荷作用。一般情況下,吸熱玻璃吸收紅外線后,減少20%~30%太陽(yáng)能的入射量,降低進(jìn)入室內(nèi)的熱能。

  具有保溫隔熱性。采用節(jié)能效果優(yōu)異的新型鍍膜玻璃——低輻射鍍膜玻璃(Low-E玻璃)可以使將近70%的太陽(yáng)能可見(jiàn)光和近紅外光透過(guò),有利于自然光采光,節(jié)省照明費(fèi)用,對(duì)遠(yuǎn)紅外光具有很低的輻射性。來(lái)自室內(nèi)、室外的高溫物體的熱輻射很難通過(guò)玻璃輻射過(guò)去,可以阻斷室內(nèi)的熱量輻射交換,具有良好的保溫性能。另外,隔熱斷橋鋁型材、中空玻璃和高質(zhì)量配件的使用,也為玻璃幕墻的保溫性能提供了可靠的保障。

  玻璃幕墻的局限性其一是大面積使用幕墻玻璃,特別是大面積的使用鍍膜玻璃產(chǎn)品時(shí),在陽(yáng)光的照耀下,鍍膜玻璃從不同的角度反射出的光給行人、司機(jī)、居民造成眩目,從而形成嚴(yán)重的光污染。

  其二是能耗非常大。雖然幕墻玻璃的節(jié)能效果不斷提高,但是與其他節(jié)能墻材比,它的能耗還是比非常大的,建筑門(mén)窗洞口作為節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié),如果不采用高質(zhì)量的節(jié)能玻璃如低輻射鍍膜中空玻璃(6Low-E鋼+12A+6白鋼),則通過(guò)門(mén)窗洞口流失的能量會(huì)增加,建筑玻璃及其框材的保溫節(jié)能問(wèn)題仍舊是玻璃界面臨的一個(gè)重要課題。

  其三是安全性。自從玻璃幕墻開(kāi)發(fā)利用至今,已有幾十年了,玻璃特別是中空玻璃的質(zhì)量保證期只有20年,一些城市特別是大中型城市,如北京和上海等是較早大面積使用中空玻璃幕墻的城市,大量的幕墻玻璃超期服役,如果將其更換掉,往往造成年人力、物力等資源浪費(fèi),但是如果不換掉其潛在的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)不斷增加。人們往往不能準(zhǔn)確預(yù)料何時(shí)玻璃因失效可能會(huì)從高空中掉落,它將會(huì)危害人們的正常生產(chǎn)、生活及學(xué)習(xí)。

  其四是降低噪音的局限性。幕墻玻璃在設(shè)計(jì)當(dāng)中,有時(shí)也會(huì)利用單片鋼化玻璃,如8mm、10mm、12mm鋼化玻璃,但是這些玻璃在降低噪音方面沒(méi)有起到其應(yīng)有的作用,而現(xiàn)在的大規(guī)模使用中空玻璃特別是真空玻璃,將大大緩解降低噪音,也有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù),對(duì)于聲音傳播,也可大幅度的降低。在整個(gè)音域范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)良好的隔聲,在降低外界噪音的同時(shí),室內(nèi)的聲音也不易外傳。

  其五是視覺(jué)污染。幕墻玻璃如果加工工藝不適當(dāng),選材不當(dāng),或者是安裝方面的原因,會(huì)造成玻璃幕墻映象失真,造成視覺(jué)污染。

  解決方案針對(duì)幕墻玻璃的光污染,不同城市采取不同方法,有的城市控制幕墻玻璃使用百分比,有的特殊地帶嚴(yán)禁使用玻璃幕墻。與此同時(shí),人們改變玻璃生產(chǎn)工藝,控制熱反射玻璃的可見(jiàn)光反射率使之呈下降趨勢(shì)。全部上的共識(shí)是控制可見(jiàn)光反射率在20%以內(nèi),玻璃便不會(huì)產(chǎn)生光污染,可見(jiàn)光的透過(guò)率也顯著提高,實(shí)現(xiàn)了雙贏。

  提高幕墻玻璃的保溫性能,降低能源消耗的有效方法是:大面積用中空幕墻玻璃,特別是真空幕墻玻璃,不僅改善了玻璃保溫狀態(tài),明顯降低了費(fèi)用支出,而且大大地降低噪音,減少聲音的污染。

  以人為本,安全靠前,幕墻玻璃在其使用壽命結(jié)束時(shí),建筑業(yè)主應(yīng)結(jié)合自己的實(shí)際情況,采取以下措施。

  用圍欄、鋼絲網(wǎng)等障礙將建筑物有玻璃幕墻的部分隔離,使人和車輛不能接近,建筑物入口處設(shè)木板架,防止部分玻璃掉落傷人。

  定期檢查密封膠密封狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后應(yīng)將問(wèn)題玻璃及時(shí)更換。

  為防止玻璃幕墻視覺(jué)污染,我們?cè)谶x材時(shí),應(yīng)當(dāng)選擇優(yōu)異玻璃避免使用帶線道玻筋結(jié)石等缺點(diǎn)的產(chǎn)品。在鋼化玻璃時(shí),在工藝選擇方面應(yīng)選擇合適的溫度及加熱時(shí)間和吹風(fēng)壓力,以制造優(yōu)異鋼化玻璃。

  玻璃幕墻以它將大面積玻璃應(yīng)用于建筑物的外墻面,展示建筑物的現(xiàn)代風(fēng)格,發(fā)揮玻璃本身的特性等優(yōu)點(diǎn),使建筑物顯得別具一格,光亮明快、挺拔、具有現(xiàn)代品味,從而給人一種全新的感覺(jué)。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的提高,玻璃幕墻必將獲得更廣泛的應(yīng)用,而且用量越來(lái)越大,其發(fā)展前途十分樂(lè)觀。

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