建筑幕墙在我国的应用及存在的问题

建筑幕墙在我国的应用及存在的问题

摘要：建筑幕墙是当代的一种新型建筑外墙形式，本文介绍了一些典型的幕墙工程实例，并从建筑和结构的角度阐述了存在于幕墙系统工程中的一些技术问题、解决方法。力图全面地介绍幕墙工程中的新材料，新体系，新技术，以及未来的发展趋势。

关键词：建筑幕墙；工程实例；技术问题；发展趋势

中图分类号：tu227 文献标识码：a 文章编号：1671-3362（2013）03-0011-03

建筑幕墙是当代的一种新型建筑外墙形式，虽然其使用历史不长，却因其众多突出的优点而在世界众多国家被广泛推广并取得了突飞猛进的发展[1-3]。以铝合金玻璃幕墙为起点，已扩展到铝面板、铝塑复合板、石板和全玻璃结构以及上述几种幕墙混合运用的多种形式的建筑幕墙，在技术和工艺上也日趋完善和成熟[4]。现代建筑幕墙已经将建筑美学、建筑功能、建筑结构和节能、环保等因素有机结合起来，使建筑物的观感随阳光、月色、灯光和外部景色的变化而变化，给人们以动态的美感，使沉闷灰暗的建筑变得明亮开阔、通透晶莹。而各种各样的建筑幕墙已经成为我们这个时代最流行的建筑语言之一。

1 广泛应用的建筑幕墙

过去的建筑空间，由于受到建造结构技术和材料的限制，几乎是完全隔绝于外部自然环境的。人们生活在昏暗的室内环境中，只有通过小而深的窗洞内透过的一丝光亮来感受外界的春夏秋冬、阴晴

雨雪。人类社会发展到现代，钢铁和钢筋混凝土的结构技术及生产的工业化，使支撑结构缩减为纤细的骨架，从而为实现开放界面提供了现实条件。由于屋内外的墙体界面不再起静力学的承重作用，所以可以采用轻薄以至透明的墙体，使人的视野更加开阔。同时，采光屋面、大面积玻璃幕墙、可以自由开启的天棚等结构的实现，更使室内空间各方面的界面开放成为可能，传统的静态空间布局过渡到了灵活、开放、可变的现代建筑的流动空间布局。而我们抛弃历史上沉重和封闭的砖石建筑，把充沛的阳光和轻盈开放的建筑形式引入到我们的生活中的建筑梦想，也将通过建筑幕墙这种外墙形式得以淋漓尽致的发挥和最大程度的实现。

1.1 高层建筑

坐落在上海陆家嘴的金茂大厦一度是国内建筑幕墙在高层建筑领域应用的典范，它以铝、玻璃和不锈钢组成的外墙处理成中国古塔的形状，大厦外形吸取了中国传统密檐宝塔的造型特点，逐层递进，阶梯状向上聚合，在挺拔刚劲的外轮廓线中附以优雅曲线，以高科技材料和工艺造就了蕴含民族意味的现代化大楼。该结构在设计施工中采用了大量的国际先进的技术和材料，石幕墙的设计施工就是其中之一。金茂大厦楼高420.5m，共88层，裙房高46m，共6层，其中塔楼一至三层为石幕墙，裙房大部分为石材幕墙。幕墙所有墙材料均由国际知名企业生产，整个金茂大厦裙房幕墙工程总面积为20200m2。

1.2 公共建筑

在我国建设迅猛的阶段，以玻璃造型的公共建筑也出现在众多大中小城市，其鲜亮的外形，变幻不定的景象为城市市容增色不少。我国较早采用玻璃幕墙的实例，为22层高的北京长城饭店。该楼采用银灰色全反射8mm厚的钢化玻璃幕墙。上海最早采用玻璃幕墙的为联谊大厦，为镀膜玻璃明框架幕墙。北京亚运体育馆是国内第一座全部采用国产铝合金框架、茶色中空玻璃安装成的玻璃幕墙体育馆。

坐落在人民广场市府大厦西侧的上海大剧院建成于1998年，总建筑面积达6.2万平方米、高38米。剧场主体是一个大玻璃方盒子，反向圆弧形屋顶由6个电梯井筒体顶托在盒子之上，屋顶利用凹形空间设露天音乐厅，露天音乐厅上设可移动玻璃蓬盖，必要时可用玻璃篷盖遮风挡雨。上海大剧院的玻璃幕墙选用的是第三代玻璃幕墙一钢索玻璃幕墙，它的特点是不需要用金属框架固定，而是采用不锈钢索和不锈钢爪组成玻璃悬挂体系，悬挂749块厚度为15mm的纯白幕墙玻璃组成玻璃整体幕墙，使大剧院达到白天朦胧、夜晚在灯光下通体透明似水晶般宫殿的效果。幕墙玻璃还采用了欧洲高科技的彩釉印刷工艺，即自上而下，由疏到密地印了淡淡的白小方格花纹，白小格花纹覆盖率达95%，可以反射30%的紫外线，减少了光污染和暖房效应。

上海科技城的幕墙工程也是其中的一个典范。项目占地近7万平方米，总建筑面积9万平方米，该建筑的幕墙工程主要由金属板屋面、玻璃大堂球体、两侧外墙玻璃和石材幕墙等几部分组成。科技

城中央大堂的卵型大球体是一个三轴长度分别为68m、50m和42m

的空间椭球体，全部由空间铝钛合金网壳结构和通透大玻璃构成，形成一个巨型门洞式的通透空间。科技城的其它部分的幕墙则充分利用了玻璃、铝板和石材这三种材料。其中石材幕墙采用了背栓式干挂结构，使加工、安装精度高，施工速度快；铝板幕墙采用结构式防水，干法式施工结构，使幕墙表面不易污染、装饰效果好；玻璃幕墙由于大部分部位没有结构无法固定幕墙的受力杆件，且玻璃分格很大，为解决钢结构施工误差大的问题，采用钢铝结合式结构，将铝框与钢框之间设计成螺接方式，通过锯齿形铝型材断面将铝框进行多方位的调整固定，保证了幕墙的施工精度。

1.3 汽车展厅

汽车展厅使用幕墙作为外墙围护结构是再合适不过的了。不管是玻璃幕墙还是彩钢幕墙，或者是其二者的组合都会营造出一种精致轻盈、赏心悦目的效果。

2 幕墙工程中的技术问题

我国幕墙业的发展速度是世界之最，产量是世界之最，幕墙种类之多也为世界之最，每年以500万平米的速度生产各种幕墙，在世界各国是从来没有的。我国幕墙业的发展正由小到大，由不正规向比较正规的方向发展。我国幕墙在大城市以发展单元式幕墙为主，单元式幕墙的优点多，施工快，精度高；在中等城市仍以隐框玻璃幕墙为主要发展方向。

目前，我国建筑幕墙产品已经实现了从金属框格—平板玻璃的单

一平面结构玻璃幕墙（包括明框、半隐框、隐框玻璃幕墙）向金属壁扳幕墙、石材壁扳幕墙、全玻幕墙、复合饰面材料幕墙及采光玻璃屋面等多品种结构体系的过渡；实现了平面结构体系向平面组合单元结构体系和三维结构体系的过渡；实现了从铝合金单一金属结构体系向彩色涂层异型钢管材、不锈钢异型管材等多元金属结构体系的过渡。建筑幕墙品种和性能基本满足了新型高层建筑和特种公共建筑对围护结构使用功能、建筑物理性能以及建筑外墙装饰效果的需要。但不可否认，我国的幕墙工程尚存在着很多技术问题。

2.1 防灾问题[5]

从幕墙建筑开始应用以来，世界各地都有玻璃幕墙受灾的惨痛记录。其中，较严重的灾害是震灾、火灾、雷灾，其次是风灾、水灾等。

玻璃幕墙在建筑物立面的应用，使得建筑的外表围上一层金属骨架，有些玻璃幕墙一通到顶，并且在屋顶部位设有金属压顶板。这些大量的铝合金构件，虽然表面有不导电的阳极氧化膜，但是由于较薄，抵挡不住直击雷或侧击雷的雷击。一旦遭到雷击，将会使氧化膜击穿，就又可能引起火灾。另外玻璃的聚焦性强、耐火性差，玻璃幕墙又容易因为幕墙和楼板之间的缝隙而产生烟囱效应，这些因素导致火灾成为幕墙受灾的最主要灾情之一。针对玻璃幕墙火灾和玻璃幕墙的特点，可以采取的防火对策有：使用安全材料：从玻璃的选材上尽量选择防火玻璃；尽量减少雷击：幕墙金属框架系统应与主体防雷体系可靠连接，形成闭合网状环路，并经检测接地导