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玻璃幕墙 编辑

玻璃幕墙(reflection glass curtainwall),是指由支承结构体系可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构装饰结构墙体有单层和双层玻璃两种。玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法,是现代主义高层建筑时代的显著特征。2013年据鸟类保护志愿者组织FLAP(Fatal Light Awareness Program)统计,仅在多伦多一地,每年就有一百万到九百万的候鸟死于这些玻璃幕墙。

功能作用


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。据测量,当室外温度为-10℃时,单层玻璃窗前的温度为-2℃,而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在炎热夏天,双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙,但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉,极大地改善了生活环境。

基本分类


框架支撑

框支撑玻璃幕墙是玻璃面板周边由金属框架支撑的玻璃幕墙,主要包括:

明框玻璃幕墙

明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架,玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。

明框玻璃幕墙是最传统的形式,应用最广泛,工作性能可靠。相对于隐框玻璃幕墙,更易满足施工技术水平要求。

隐框玻璃幕墙

隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面,室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种,半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐,也可以是竖明横隐。隐框玻璃幕墙的构造特点是:玻璃在铝框外侧,用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。

全玻幕墙

全玻幕墙是由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙。

1.全玻璃幕墙面板玻璃厚度不宜小于10mm;夹层玻璃单片厚度不应小于8mm;玻璃幕墙肋截面厚度不小于12mm,截面高度不应小于100mm。

2.当玻璃幕墙超过4m(玻璃厚度10,12mm),5m(玻璃厚度15mm),6m(玻璃厚度19mm)时,全玻璃幕墙应悬挂在主体结构上。

3.吊挂全玻璃幕墙的主体构件应有足够刚度,采用钢桁架或钢作为受力构件时,其中心线与幕墙中心线相互一致,椭圆螺孔中心线应与幕墙吊杆锚栓位置一致。

4.吊挂式全玻璃幕墙的吊夹与主体结构之间应设置刚性水平传力结构。

5.所有钢结构焊接完毕,应进行隐蔽工程验收,验收合格后在涂刷防锈漆。

6.全玻璃幕墙玻璃面板的尺寸一般较大,宜采用机械吸盘安装。

7.全玻璃幕墙允许在现场打注硅酮结构密封胶

8.全玻璃的板面不得与其他刚性材料直接接触。板面与装修面或结构面之间的空隙不应小于8mm,且应采用密封胶密封。

点支撑

点支撑玻璃幕墙是由玻璃面板、点支承装置和支承结构构成的玻璃幕墙。其支撑结构形式有玻璃肋支撑,单根型钢或钢管支撑,桁架支撑及张拉杆索体系支撑结构。  

单元式幕墙

单元式幕墙,是指由各种墙面权与支承框架在工厂制成完整的幕墙结构基本单位,直接安装在主体结构上的建筑幕墙。单元式幕墙主要可分为:单元式幕墙和半单元式幕墙又称坚挺单元式幕墙,半单元式幕墙详分又可分为:立挺分片单元组合式幕墙,窗间墙单元式幕墙。

要求条件

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技术规范

《JGJ 102-2003玻璃幕墙工程技术规范》主要内容:根据建设部建标[2000]284号文件的要求,规范编制组在广泛调进研究,认真总结工程实践经验,参考有关国外先进标准并广泛征求意见的基础上,对《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102—96进行了修订。

支撑材料

考虑幕墙特点与建筑物寿命的关系,应符合下列规定:

1、立柱截面主要受力部位的厚度,应符合下列要求:

1)、铝型材截面开口部位的厚度不应小于3.0mm,闭口部位的厚度不应小于2.5mm;型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时,其局部厚度尚不应小于螺钉的公称直径。

2)、钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于3.0mm。

3)、对偏心受压立柱,其截面宽厚比应符合JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》第6.2.1 条的相应规定。

密封材料

玻璃与玻璃之间采用耐候硅酮胶密封,玻璃与金属结构之间采用结构硅酮胶粘结。建筑点式玻璃技术中密封胶只起密封作用,不必进行强度计算。在使用前必须进行胶与接触材料的相容性试验,性能检测合格,并且在有效期内使用,严格遵守操作规程,以确保施工质量。

玻璃条件

1、 玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃,对有采光功能要求的玻璃幕墙,其采光折减系数不宜低于0.20。

2 、框支承玻璃幕墙,宜采用安全玻璃。

3、 点支承玻璃幕墙的面板玻璃应采用钢化玻璃

4 、采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙,其玻璃肋应采用钢化突层玻璃。

5、 人员流动密度大、青少年或幼儿活动的公共场所以及使用中容易受到撞击的都位,其玻璃幕墙应采用安全玻璃;对使用中容易受到撞击的部位,尚应设置明显的警示标志。

尺寸要求

建筑物宜按照GBJ12-86《建筑模数协调统一标准》的规定,建筑幕墙水平横向扩展模数从900mm开始按1模增至最大尺寸为6000mm。其竖向扩展模数从2700mm开始按1 模增至最大尺寸为6000mm。如工程需要跨越上述尺寸时,可与制作厂家另行研究。 

性能要求

1、 性能要求的提出,应根据建筑物所在地的地域、气候条件、建筑物的体型、高度、周围环境以及建筑物的重要性等因素选取,且与GB/T15225《建筑幕墙物理性能分级》相一致。

2、 应明确建筑物所在地的地理、气候、环境和周围建筑物的状态。以文字和图样型式明确建筑物的类别、体型、高度和幕墙所在的部位、形状等。

3、 根据1~20的技术参数提出幕墙的各种性能要求。

2、 铝合金型材膜厚应符合“金属涂层系统”中的规定。

3、钢材表面应进行防腐处理。当采用热浸镀锌处理时,其膜厚应大于45μm;当采用静电喷涂时,其膜厚应大于40μm。

4、 不同金属材料之间应有绝缘措施,防止异质金属间电化学腐蚀。

特点

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优点

玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,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有机地统一起来,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。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑,如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。香港中国银行大厦、北京长城饭店和上海联谊大厦也相继采用。

反光绝缘玻璃厚6毫米,墙面自重约50kg/㎡,有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜,从外观上看整片外墙犹如一面镜子,将天空和周围环境的景色映入其中,光线变化时,影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下,室内不受强光照射,视觉柔和。中国1983年首次在北京长城饭店工程中采用。

去过美国纽约的人大凡会被其繁华的都市风貌所折服,那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观,而其通体的玻璃幕墙映衬出空明的蓝天和飘舞的白云,更为之增添了绚丽的色彩。那么,玻璃幕墙是怎么做成的呢?玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃,它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等,并经钢化制成颜色透明板状玻璃,它可吸收红外线,减少进入室内的太阳辐射,降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线,又能像玻璃一样透过光线。

缺点

玻璃幕墙也存在着一些局限性,例如光污染、能耗较大等问题。但这些问题随着新材料、新技术的不断出现,正逐步纳入到建筑造型、建筑材料、建筑节能的综合研究体系中,作为一个整体的设计问题加以深入的探讨。

光污染

玻璃幕墙大约于20世纪80年代传入我国,深圳、广州、北京、上海等大中城市,大面积采用玻璃幕墙的建筑随处可见,但是,光污染中的“白色污染”,在城市建筑中使用的玻璃幕墙就是最典型的白亮污染制造者。玻璃幕墙的光污染,是指高层建筑的幕墙上采用了涂膜玻璃或镀膜玻璃,当直射日光和天空光照射到玻璃表面时由于玻璃的镜面反射(即正反射)而产生的反射眩光。生活中,玻璃幕墙反射所产生的噪光,会导致人产生眩晕、暂时性失明,常常发生事故。

首先,光污染是制造意外交通事故的凶手。矗立在交通繁忙道路旁或十字路口上的一幢幢玻璃幕墙大厦,就像一大块几十米宽、近百米高的巨大镜子,在太阳光下熠熠闪光,并对地面车辆和红绿灯进行反射(甚至是多次反射)。反射光进入高速行驶的汽车内,会造成人的突发性暂时失明和视力错觉,在瞬间会刺激司机的视线,或使他感到头晕目眩,给行人和司机造成严重危害。据北京的一些司机反映,下午4点左右从西往东开车时,强烈的反光刺得眼睛都睁不开了,若不警惕,这种光污染可能造成交通事故,威胁人们的生命安全。其次,光污染也给附近的居民生活带来了麻烦,尤其是那些建在居民小区附近的玻璃幕墙,会对周围的建筑形成反光。据光学专家研究,镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈,其反射率高达82%~90%。夏日阳光被反射到居室中,使室温平均升高4~6℃,空调开支大幅增长,影响人们的正常居住使用。更有甚者,长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人,容易导致视力下降,产生头晕目眩、失眠、心悸、食欲下降及情绪低落等类似神经衰弱的症状,使人的正常生理及心理发生变化,长期下去会诱发某些疾病。国家环保局每年都接到全国各地对光污染的多起投诉,并对此予以高度重视。 此外,玻璃幕墙很容易被污染,尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区,玻璃幕墙更易蒙尘纳垢,这对城市景观而言,非但不能增“光”,反而丢“脸”。又由于一些玻璃幕墙所用材质低劣,施工质量不高,出现色泽不均匀,波纹各异,导致玻璃幕墙如同哈哈镜一般。在阳光下,每块玻璃不是显现均衡一致的光影,而是四处漫射。显然,这样的建筑物,难以使人联想到明快、豪华,只能使人感到光怪陆离和滑稽可笑,城市形象也因此大打折扣。光污染虽然危害很大,但只要采取适当措施还是可以预防的。

针对防止玻璃幕墙反光的问题有三招:第一,选材要选用毛玻璃等材质粗糙的,而不应使用全反光玻璃;第二,要注意玻璃幕墙安装的角度,尽量不要在凹形、斜面建筑物使用玻璃幕墙;第三,可以在玻璃幕墙内安装双层玻璃,在内侧的玻璃贴上黑色的吸光材料,这样能大量地吸收光线,避免反射光影响市民。 [4]玻璃自爆

由于新建建筑在设计时的玻璃板面尺寸越来越大以及各种玻璃幕墙的日益增多,愈建愈高。各种玻璃在安装后产生破裂“自爆”的现象时有发生。有的建筑的脚手架尚未开始拆除,玻璃就开始连续的发生“自爆”,并且出现伤人事件的发生。造成媒体、业主等各方面均认为是玻璃的质量问题; 而且只有中国才会出现此类现象。“自爆”只是大量钢化玻璃中的个别现象。但是许多单独事例汇集在一起,就成为社会和媒体热炒的题材。其实,事实并非如此的。出现玻璃破损现象的因素较多,同样在国外也出现玻璃“自爆”的“玻璃雨”现象。

所谓的钢化玻璃“自爆“主要是由于玻璃中存在的微小的硫化镍、单质多晶硅Al2O3等杂质。在外应力的连续作用下,超出玻璃的许用应力,而产生的具有“蝴蝶斑“状态的破损。

玻璃由于是非晶体结构,所以其抗压能力非常强大,而抗弯曲、抗折和抗扭曲的能力非常弱。其表面抗压理论强度值可以达到1200kg/cm2,可是由于生产过程中造成玻璃表面的缺陷。因此在JGJ113-2009《建筑玻璃应用技术规程》中确定玻璃强度的数值还是比较低的。 钢化玻璃的强度比普通玻璃强度高3~5倍。半钢化玻璃的强度比普通玻璃的强度高1~2倍。玻璃由于其晶体结构的原因,所以其抗压强度大,而抗弯和抗折的强度低。因此,当外界作用于玻璃表层的张应力超过玻璃强度允许范围时,玻璃就会破损。引起玻璃破损的原因主要有:设计方面的原因;生产环节的原因;运输领域的原因;安装时产生的原因;建筑物沉降的原因;人为的原因;天灾的原因;玻璃原片的质量问题;玻璃的“自爆”原因等。 

防火能力差

玻璃幕墙是不可燃烧的材料,但在烈火面前,它可以融化或软化,在烈火中只用很短的时间就会发生玻璃破碎,因此在建筑设计中要充分考虑建筑的防火要求。

结构胶易失败

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。那么在设计时应尽量采用明框或者半隐框玻璃幕墙,因为即使结构胶失败,由于框架的支撑和约束,也会大大降低玻璃坠落的几率。

热应力造成玻璃破碎

玻璃受热会膨胀,如果受热不均匀,在玻璃内部会产生拉应力,当玻璃边部有细小的裂纹时,这些小瑕疵很容易受热应力的影响,最后导致玻璃破损。因此在安装玻璃时应对玻璃边部进行精细加工处理,以减少裂纹的出现。

渗水

玻璃幕墙渗水的原因很多,但主要是以施工与密封材料关系较大,因此应挑选技术过硬的施工方,符合国家标准的材料。以最大限度的降低渗水现象。

增温及热岛效应

光学专家的研究表明,镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈,其反射率高达82%—90%。夏日阳光被反射到居室中,使室温平均升高4到6摄氏度。

高耗能

为了追求视觉效果,大幅面的玻璃幕墙在城市的高层建筑中被广泛采用,以致出现建筑内“冬寒夏热”的现象,室内不得不使用大功率空调调节室温。


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