幕墻技術(shù)研究進(jìn)展

幕墻技術(shù)研究進(jìn)展從1981年至今，中國幕墻經(jīng)歷了輝煌的30年，這30年來，特別是2001~2011年這第三個(gè)10年，我國幕墻的技術(shù)水平有了質(zhì)的飛越，不僅保持幕墻大國的地位，更向幕墻強(qiáng)國邁進(jìn)。幕墻技術(shù)水平提高主要表現(xiàn)在幕墻的表現(xiàn)形式、新型材料的應(yīng)用、新的幕墻系統(tǒng)、幕墻標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的編制等幾個(gè)方面。幕墻的新表現(xiàn)形式（1）非常規(guī)劃分板塊的幕墻大多數(shù)幕墻采用四邊形板塊，近年來幕墻形狀日趨復(fù)雜，涌現(xiàn)出采用各種不同類型板塊的一些工程，采用三角形板塊更能適應(yīng)復(fù)雜的曲面。（2）非光滑表面的幕墻幕墻的板塊是立體的盒子或者簸箕，形成凹凸進(jìn)出的立體墻面，得到特殊的藝術(shù)效果。當(dāng)幕墻為復(fù)雜的雙曲面時(shí)，采用立體板塊單元能方便調(diào)節(jié)，容易擬合預(yù)定的曲面。北京鳳凰傳媒中心為輪胎形墻面，由簸箕形玻璃板塊拼合而成。新型遮陽板也是組成幕墻新穎手法的一部分，典型實(shí)例如下圖所示。新型材料的應(yīng)用各種新型玻璃（1）超大尺寸玻璃目前國外生產(chǎn)的熱彎鋼化夾膠玻璃的最大長度為6m。2010年我國已經(jīng)生產(chǎn)了12.6m×2.6m的熱彎鋼化三夾膠超大規(guī)模的玻璃，用于上海蘋果專賣店，每塊超大玻璃的售價(jià)達(dá)100萬元。2011年已經(jīng)生產(chǎn)15.0m×3.6m的三塊12mm夾膠玻璃。長度達(dá)18m的產(chǎn)品已供貨香港蘋果。（2）離子性和反射型中間膜新型夾膠玻璃離子性中間膜（商品名稱SGP）剪切模量比PVB高得多，對溫度敏感度較低，可以考慮夾膠玻璃的部分整體作用，因而可以提高夾膠玻璃的承載力，滿足大風(fēng)力下大尺寸玻璃的受力要求。廣州塔玻璃幕墻高度達(dá)460m，它的夾膠玻璃采用了SGP中間膜。采用反射型中間膜（商品名稱XIR）的夾膠玻璃即可滿足節(jié)能要求，無須做成夾膠中空玻璃。單夾膠與夾膠中空相比可節(jié)省玻璃30%~50%，而且自重減輕后使支承結(jié)構(gòu)用材相應(yīng)也減少，從而達(dá)到節(jié)能和減排的目的。（3）真空玻璃與中空玻璃不同，真空玻璃中間層只有2mm厚，抽成真空，其保溫隔熱性能可以滿足要求。北京天恒大廈采用了8000m2的真空玻璃，這也是目前世界上最大的真空玻璃幕墻工程。各種金屬板金屬幕墻常規(guī)采用鋁板?，F(xiàn)在，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的各種要求，不銹鋼板、銅板、鈦板和鈦鋅板已在多個(gè)大型工程中采用。陶板風(fēng)格古樸，防火、耐久和容易維護(hù)。尺寸通常寬150~300mm，長450~900mm，厚15~30mm，開有縱向通孔，通過背槽、掛件連接到橫梁。板邊有企口，開縫不打膠。非花崗巖石板花崗巖石板幕墻已廣泛應(yīng)用，目前最高的花崗巖幕墻為廣州廣晟大廈，建筑高度330m，石材幕墻高280m。近年來，砂巖、大理石、洞石等強(qiáng)度較低的非花崗巖石材普遍應(yīng)用于公共建筑和高層建筑的幕墻。非花崗巖石材要求表面防水處理，背面加貼玻璃布，并宜采用背部連接。新的幕墻系統(tǒng)（1）索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃幕墻索網(wǎng)是技術(shù)含量較高的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)涉及大撓度下的非線性結(jié)構(gòu)分析，而且要考慮溫度和初拉力的影響；其施工則要考慮預(yù)拉力的合理張拉分級和順序，復(fù)雜程度較高。國內(nèi)最早的拉索幕墻是哈爾濱國際會(huì)展中心。目前最大的單張索網(wǎng)是北京新保利大廈，90m×70m，三棱面。上海中國航海博物館采用了兩張54m高的馬鞍形索網(wǎng)，張拉在高度為78m的鋼骨混凝土“船帆”上，馬鞍形索網(wǎng)還用于采光頂屋面。最近，超大規(guī)模的索網(wǎng)在大型公共建筑中廣泛使用，其規(guī)模和技術(shù)難度在世界上都是前所未有的。昆明新機(jī)場索網(wǎng)幕墻面積達(dá)2萬m2，更困難的是鋼索都必須從彎曲的鋼“飄帶”中間穿過。北京是抗震8度設(shè)防地區(qū)，國家網(wǎng)管中心和土城移動(dòng)電話局都在兩座獨(dú)立的建筑之間布置索網(wǎng)，地震時(shí)兩座建筑的相對位移將會(huì)拉斷鋼索，為此開發(fā)、安裝了世界首個(gè)水平索端部彈簧保險(xiǎn)裝置。（2）雙層通風(fēng)幕墻雙層通風(fēng)幕墻由外幕墻、內(nèi)幕墻或門窗以及它們之間的熱通道構(gòu)成。用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)在熱通道形成穩(wěn)定的氣流，改善室內(nèi)環(huán)境，有時(shí)還可以降低取暖和空調(diào)的能耗。我國最早的雙層通風(fēng)幕墻是北京會(huì)計(jì)師培訓(xùn)中心，此后各地陸續(xù)建造了許多工程，同時(shí)也在探索這項(xiàng)新技術(shù)的合理應(yīng)用途徑。光伏幕墻和光伏屋面現(xiàn)在新的理念是：幕墻不僅要節(jié)能，而且要產(chǎn)能。這就是所謂“能量平方”的概念。光伏幕墻利用光伏電池將太陽的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@是一種清潔能源，特別是日本福島核電站發(fā)生事故后，我國發(fā)展光伏能源的勢頭更猛。幕墻技術(shù)的研究工作我國在幕墻技術(shù)的研究方面做了很多工作，在幕墻設(shè)計(jì)方法方面進(jìn)行了玻璃面板的設(shè)計(jì)方法、支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、幕墻節(jié)能和熱工計(jì)算以及熱通道氣流狀況和熱工性能等的研究等。此外還進(jìn)行了許多新材料的性能試驗(yàn)以及大型工程的性能試驗(yàn)和幕墻振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，如中央電視臺(tái)專門建造了18m×24m的超大試驗(yàn)箱，18m高的幕墻菱形區(qū)域整體進(jìn)行多項(xiàng)