现代建筑幕墙技术及发展浅析

摘要：随着我国经济的快速发展，幕墙被越来越多的应用于现代建筑中，我国的建筑幕墙技术经历多年发展已取得了长足的进步，本文主要介绍了现代建筑幕墙技术及发展趋势。

关键词：建筑幕墙；技术；趋势；节能

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

引言

改善居住环境，发展高技术质量生态建筑，是人类建设活动向可持续发展之路前进的必然选择。建筑幕墙作为融建筑美学、建筑功能、建筑结构于一体的建筑护结构，是现代建筑不可缺少的组成部分。经历近30年的发展，建筑幕墙从单一的玻璃幕墙形式已发展为玻璃幕墙、金属板幕墙、石材幕墙、人造板幕墙等多元化形式；幕墙结构也从最初的明框构件式逐渐演变出隐框构件式、点支式、单元式、索网式、膜结构等结构体系；隔热条、断桥铝合金、LOW-E玻璃、真空玻璃等节能材料的使用及动态双层幕墙、光电幕墙、遮阳板幕墙的出现大大降低了建筑物能源损耗，适应现代社会的功能性需求，将建筑幕墙引领到可持续性发展阶段。

1现代建筑幕墙技术

1. 1 结构技术

幕墙结构技术包括结构体系和结构理论两部分，两者相辅相成，新的结构体系给结构理论提出新的挑战，新的结构理论必然推动新的结构体系的发展。在建筑结构设计中，结构设计的主要矛盾之一为抵抗水平力(风荷载及地震作用)，作为直接抵抗外部荷载作用的抗侧力幕墙结构体系，其确定和设计便成为建筑结构设计的关键问题之一，从荷载传递路径(荷载直接作用到幕墙结构最终传递到主体结构)来看，幕墙结构体系的确定与设计须与建筑物主体结构体系相适应、相依存。幕墙结构体系悬浮于建筑物主体结构之外, 两者呈弹性连接, 幕墙不承受建筑主体荷载，即为幕墙结构的基本理论。为达到建筑“光、薄、透”的效果，提高居住舒适度，幕墙结构体系在发生一系列的演变，即从混凝土结构到金属框架及单元结构，柔性(拉索)结构到拉索、金属结构混合支撑体系，最典型的如上海中心大厦，其幕墙支撑结构采用拉杆钢结构混合支撑体系。幕墙结构理论的建立应着手于幕墙整体结构的弹性，抵抗水平荷载、地震作用、温度荷载及冲击荷载等能力，幕墙结构实体与理论数学模型差异的控制等，达到幕墙结构体系的科学性、先进性，实用性和经济性合理统一。

1.2 构造技术

建筑幕墙的构造简单理解即为幕墙各构件形式、连接形式及幕墙与主体结构间的连接方式。早期的建筑幕墙就是将玻璃镶嵌在铝合金框内的明框幕墙，形式非常简单。随着建筑材料研发的进步，能生产建筑上需要的各种金属结构件，门类齐全的钢材、铝型材、幕墙接驳件及各种结构性粘接材料等，幕墙构造形式也高速发展到现在的多元化状态：明框构件式、隐框构件式、半单元式、单元式、坐式全玻璃、吊挂全玻璃、点支式、索网式等，这即是广义范围的幕墙构造形式。从狭义范围来理解，幕墙组件内部每个细微构件的创新及连接方式都属于幕墙的构造技术，笔者这里主要针对影响幕墙成形、安装方面的构造技术而言。起步之初建筑幕墙多应用于规则的建筑形体，幕墙构件只能满足于平面造型，并不能适应复杂的建筑形体，这导致幕墙构造的发展必然是从简单到复杂，从粗糙到精致，从笨拙到灵活。如隐框玻璃幕墙诞生之初，铝合金副框截面形式单一，组框简单，为适应曲面造型，后期衍生出了分体可旋转式铝合金副框。当今时代，建筑师的设计理念在不断更新，建筑设计造型日趋复杂，越来越多流线形的、变换的、旋转形的建筑形体逐渐涌现；这些高难度的建筑造型必然要求更高的幕墙技术，如大角度扭转单元幕墙技术等，这些复杂的构造设计没有成型的经验可以借鉴，需要业内人士不断分析、模拟、改进。优秀的幕墙构造，应能降低幕墙产品的生产难度，提高幕墙的整体及细部质量，完美实现建筑、结构、性能三方面的结合，本着该原则，借鉴传统经验不断探索创新就是构造技术发展的方向。

1．3 抗灾技术

半个世纪以来, 世界各地都有玻璃幕墙受灾的惨痛记录。其中较严重的是震灾、火灾、雷灾,其次是风灾、水灾等；近些年高空玻璃雨事件更将幕墙安全问题推上了热议高潮。事实上21世纪以来，幕墙抗灾技术已受到广泛重视, 抗灾能力陆续以法规、标准的形式被加以规定，且这些规定日趋严格。现阶段抗灾设计主要发展4 个方面: 一是抓抗灾设计, 其中抗震设计、防火设计、防雷设计、防水(渗漏)设计、抗风能力设计技术和防灾措施都在发展。 二是产品试验、检测手段更加完善, 特殊、大型和特定环境下的幕墙工程, 都要进行严格抽样试验并取得可靠依据。三是采用安全材料，特别是抗震、防火、抗冲击的安全材料；如防火玻璃、防火涂料、耐火隔热材料、燃烧后不产生有害气体的安全密封材料等；上海市建筑幕墙工程技术规范DGJ108-56-2012为防止玻璃雨现象还特别增加了玻璃面板用于建筑幕墙的使用要求，并明确规定临街建筑必须使用夹层玻璃。四是建筑幕墙的救灾手段、防灾措施和救灾预警、报替设施的发展。

1. 4 节能技术

据统计幕墙门窗等围护结构在建筑总能耗中所占比例约为72%，因此当今社会强调建筑节能之时无法忽视和回避幕墙门窗节能。从本质上讲幕墙节能主要包括2 个内容: 减少冬季采暖供热的热损失和能源消耗, 减少夏季空调制冷的热袭人和能源消耗。现阶段幕墙节能措施主要有以下几种：（1）控制玻璃幕墙和窗的面积比；（2）降低玻璃及窗的传热系数，提高玻璃的热阻，如使用镀膜玻璃、LOW-E玻璃、热反射玻璃灯玻璃处理技术，采用段热型材等高热阻材料应用技术等；（3）控制玻璃幕墙和窗的遮阳系数，如采用百叶、格栅等遮阳设施减少太阳辐射得热；（4）减少开启扇面积、提高密封胶性能、改进节点密封性能等降低空气渗透热损失技术。该类技术日趋成熟，已经成为幕墙工程的主流技术，但总的说来其还处于消极设防的设计思想状态，旨在提高幕墙的隔热保温性能；未来幕墙热工设计应追求设计功能的主动性和积极性, 变被动设防为主动利用能源的设计思想。

1. 5 测试技术

幕墙产品测试大致可分为3 类: 第1 类是性能测试, 这类测试主要依据国家标准及技术规范, 判定产品实际性能、质量水平。第2 类是破坏性测试, 这类测试主要依据产品设计要求, 模拟产品可能遭遇的各种灾害性环境进行模拟试验, 主要用于评价幕墙抗灾能力和安全性能的判定。第3 类是开发性测试, 是根据新产品或新品种开发, 以及工程特殊要求进行的开发型设计而进行的测试, 评价产品综合水平或某些特殊技术指标。

试验检测是保证幕墙产品质量，加速新产品开发的重要手段。从2000年开始，我国检测技术逐渐成熟，并形成了完整的检测标准体系和检测设备产业化。此外也有很多不足，如检测技术发展滞后于产品研发；检测市场鱼龙混杂，行为极不规范；检测单位缺少必要的监管等等。幕墙测试技术需要不断提高，应积极引进或开发一些快速、有效、无损的检测方法；改进和完善检测标准，合理制定和选择合适的检测验收标准；并进一步强调测试机构的法制化管理，更明确地规定国家试验室、区域性试验室和企业试验室的职责、权限、分工。

1.6 成套技术

我国幕墙起步前期幕墙工程成套水平很低, 主要是配套专用设备、配套附件、成套材料发展滞后。近年来幕墙产品技术装备、产品配套水平和主要材料的国产化水平有了较大进步，但是诸如各种擦窗机、防雷专用器材、防火及其预警器材等配套设备；以及各种配套附件和各种辅助材料等，都面临着上品种、上档次、上规模和提高质量的发展。

2 建筑幕墙技术发展趋势

综合而言，对现有幕墙技术快速消化吸收及再创新是我国幕墙技术发展的主要趋势。技术创新的终极目标是最大化的实现幕墙功用，因此对原有品种进行改进之外幕墙技术需有重点的发展：

幕墙建筑学方面，侧重于多元化、个性化、动态化；

幕墙功能学方面，侧重于节能、舒适、通风和健康；

幕墙结构学方面，侧重于预应力结构、整体张拉结构、现代空间结构；

今后的路还很长，我国幕墙行业已经取得了很大的成绩，行业人士仍需不断努力，为推动建筑幕墙门窗的技术进步作出贡献。

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