现代幕墙的应用分析

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　　摘要：本文探讨建筑幕墙的分类、性能及存在的问题，分析带来的积极社会效应。并介绍国内外建筑幕墙技术发展的趋势。
　　关键词：技术应用；建筑幕墙；设计；施工
　　中图分类号： TU2 文献标识码： A
　　1.现状
　　在现代社会，随着城市化进程的不断加快，越来越多的人定居城市。世界各地的高层建筑如雨后春笋般崛起，建筑的表皮幕墙则是向人们展示城市繁荣的窗口。建筑幕墙的应用始于20世纪初，当时只用于建筑的局部，而且规模较小。随着建筑技术及建筑材料的发展，各式各样建筑幕墙不断涌现，不断丰富人们的视觉感受。幕墙已成为现代建筑的标志。
　　幕墙是一种现代化的建筑外围护，区别于传统的砖墙和门窗，幕墙由铝型材或钢材为龙骨，玻璃铝板等装饰材料为面材。从外视效果上看，样式更为丰富，现代感更为强烈。建筑幕墙具有以下特点：①由面板和支承结构组成的完整的结构系统；②在自身平面内可以承受较大的变形或者相对于主体结构可以有足够的位移能力；③是不分担主体结构所受的荷载和作用的围护结构。建筑幕墙可以起到装饰外观、美化建筑和节约能源的功效，已被越来越广泛地应用到建筑施工中。
　　2.建筑幕墙的分类、性能及应用
　　按材质可分为石材幕墙、玻璃幕墙、金属板幕墙、组合幕墙（由玻璃、金属、石材或复合面板等不同面板组成的幕墙）。近几年，采用新技术、新材料、新工艺的节能幕墙、具备防火功能的双通道建筑幕墙等，均已在建筑中应用。按幕墙安装施工方法又可分为单元式幕墙和构件式幕墙。目前，双层幕墙在超高层建筑是得到广泛应用。
　　（1）玻璃幕墙
　　现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。玻璃幕墙是应用最为广泛新型墙体，它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。
　　玻璃幕墙按面板的固定形式可分为明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙和全玻璃幕墙；按构件材料可分为铝型材玻璃幕墙、钢型材玻璃幕墙和钢铝结合型材玻璃幕墙；按支撑结构可分为主体结构点支撑玻璃幕墙、钢结构点撑玻璃幕墙、索杆结构点支撑玻璃幕墙、自平衡索桁架点支撑玻璃幕墙、玻璃肋支撑点支撑玻璃幕墙；按玻璃面板支撑形式可分为四点支撑、六点支撑、多点支撑、托板支撑和夹板支撑。
　　玻璃幕墙也存在着一些局限性，例如光污染、能耗较大、容易破损等问题。光污染即玻璃反光，特别是镀膜玻璃的镜面反射而产生的反射炫光会导致人产生眩晕、暂时性失明，常常发生事故；玻璃破损主要包括自爆和热应力破碎，幕墙玻璃一般采用钢化玻璃，而钢化玻璃存在自爆，因此有些采用钢化玻璃面板高层建筑当玻璃自爆是回下起“玻璃雨”，热应力破碎则是因为加工产生的细小裂纹在不均匀受热的情况下开裂；结构胶老化，幕墙因长期受自然环境的不利因素，结构胶易老化、失败，造成玻璃幕墙坠落。现实中这些都存在实际案例，造成人员和财产损失。
　　（2）石材幕墙
　　石材幕墙一般选用花岗岩石材，花岗岩石材是一种天然材质，高贵典雅，光亮晶莹，坚硬持久，耐冬性和抗压强度较好。但是笨重的石材做高层建筑外墙有诸多严重危险性，在建筑业中的招投标尚未完全规范，不少石材幕墙工程是谁的造价最低谁中标，有个别的分包，这样低价中标，为了不赔钱就要偷工减料，这使得石材幕墙的安全性很难得到保障。
　　石材幕墙按面板密封形式分类可分为封闭式石材幕墙、开放式石材幕墙；按面板的支撑固定形式可分为：嵌入式、钢销式、短槽式、通槽式和背栓式。石材幕墙采用挂式柔性连接，抗震性能高。多向可调，表面平整度高，拼缝平直、整齐。
　　（3）金属板幕墙
　　金属板幕墙由金属板做面板，与支承结构体系组成的、不分担建筑主体结构所受作用、可以有一定位移能力的建筑外围护装饰性结构。
　　金属板幕墙按面板材料可分为铝合金单板幕墙、铝塑复合板幕墙、蜂窝铝板幕墙、彩色钢板幕墙、不锈钢板幕墙、珐琅钢板幕墙、锌合金板幕墙、钛合金板幕墙、铜合金板幕墙等；按封闭形式可分为封闭式金属板幕墙、开敞式金属板幕墙、遮蔽式金属板幕墙。
　　铝合金板为最常用的幕墙金属板。系统还包括防火、避雷、保温、隔声、通风、遮阳等功能所需构造。幕墙铝板表面需要进行耐候处理，采用阳极氧化法处理时，色差大，整体效果不好；静电喷涂又分为粉末喷涂和液体喷涂，采用粉末喷涂可选颜色较多，但不耐紫外线长期照射，易产生阴阳面色差；液体喷涂耐腐蚀，颜色均匀，使用寿命长；复合铝板中间夹层含有毒成分，在燃烧或高温时会放出有害气体，且安装不牢固，耐久性差；蜂窝铝板成本较高，重量大，密封性能差。从综合性能看，单层铝板为较好的铝板幕墙材料。
　　（4）单元式幕墙
　　单元式幕墙，是指由各种幕墙面材与支承框架（一般为铝合金型材）在工厂装配成完整的幕墙结构基本单元，直接安装在主体结构上。单元式幕墙主要可分为单元式幕墙和半单元式幕墙；半单元式幕墙详分又可分为立挺分片单元组合式幕墙和窗间墙单元式幕墙。
　　单元式幕墙系统设计具有较高的技术含量，直接关系到幕墙的经济性、安全性、工艺性、功能性、施工及可维护性。然而系统设计非常复杂，它涉及到许多专业方面的知识。单元式幕墙的面材选择几乎涵盖所用的幕墙材料，对施工精度要求很高。
　　从大多数幕墙测试的过程来看，单元式幕墙在测试过程中存在不同程度这样或那样的问题。其中水密性、气密性是比较突出的问题。说明幕墙在防水系统设计上存在一定缺陷。
　　（5）双层幕墙
　　双层幕墙也称热通道幕墙、呼吸式幕墙、通风式幕墙、节能幕墙。由内外两层立面构造组成，形成一道空气缓冲层。外层可采用明框、隐框或点支式幕墙构成，面板多采用玻璃。内层可采用明框、隐框幕墙、同时配有开启扇和检修通道的门窗，也可以在一个独立支承结构的两侧设置玻璃面层，形成空间距离较小的双层立面构造。
　　双层幕墙可分为外循环式双层幕墙、内循环式双层幕墙和综合内外循环的双层幕墙。
　　外循环式双层幕墙的外层幕墙采用单层玻璃，在其下部有进风口，上部有排风口。内层幕墙多为中空玻璃、隔热型材，且设有可开启的窗或门。它无需专用机械设备，完全靠自然通风将太阳辐射热，经通道上排风口排出室外。从而节约能源和机械运行维修费用。夏季开启上下通风口，进行自然排风降温。冬季关闭上下通风口，利用太阳辐射热经开启的门或窗进入室内，可利用热能和减少室内热能的损失。
　　内循环式双层幕墙的外层幕墙采用中空玻璃、隔热型材形成封闭状态。内层幕墙采用单层玻璃或单层铝合金门窗，成可开启状态。利用机械通风，空气从楼板或地下的风口进入通道，经上部排风口进入顶棚流动。
　　综合内外循环的双层幕墙并不仅仅拘泥于内循环或外循环的单一循环方式，应具有更加灵活的对外界天气、气候状况的灵活适应性。例如对夏季和冬季具有更好的兼顾性，并且减少了对其他系统的依赖性，有利于提高综合节能效果。
　　3.发展趋势及结论
　　国内外建筑幕墙技术的开发趋势是以人居舒适为核心，以节能、安全和环保技术为要点开发研制建筑幕墙，以生态环境的观念变革建筑幕墙，发展高技术绿色生态建筑幕墙系统。达到人与自然的和谐共处。幕墙技术的发展要求更轻型的板材和结构，更高的安全性能，更高的防水性能，更环保更节能，甚至实现负能耗。因此，双层幕墙系统、建筑遮阳系统、光电幕墙系统、智能化幕墙系统、结构膜幕墙系统等将得到快速的发展。

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