淺析玻璃幕墻構造體系與造型特點

馮雪梅，陳韻竹，張 鏖，李 麟

（1.后勤保障部工程兵第四設計研究院，北京 100036；2.北京中智信息技術股份有限公司，北京 100176）

淺析玻璃幕墻構造體系與造型特點

馮雪梅1，陳韻竹2，張 鏖1，李 麟1

（1.后勤保障部工程兵第四設計研究院，北京 100036；2.北京中智信息技術股份有限公司，北京 100176）

伴隨玻璃材料和建筑技術的快速發(fā)展，玻璃幕墻的構造技術產生較大變化，出現了多種新型玻璃幕墻構造方式并趨于成熟。玻璃幕墻在節(jié)約性、整體性和藝術性等方面有了突破性發(fā)展?；诖耍P者歸納分析了幾種主要的玻璃幕墻構造體系和造型特點，并對其應用進行了探討。

玻璃幕墻；構造方式；承重體系；建筑技術

隨著建筑技術和玻璃材料技術的迅猛發(fā)展，玻璃幕墻的構造技術發(fā)生巨大變化，其構造體系逐漸趨于表層完全玻璃化。近些年如何完全取替金屬框架，從而制造出環(huán)保節(jié)能、減排且完全由玻璃構成的透明表層是玻璃幕墻構造技術研究的重點。

1 框式玻璃幕墻構造方式

這種方式以金屬框架作為墻體構造承重體系，該種玻璃幕墻構造方式最為常見，也是當前高層建筑玻璃幕墻首選的一種構造方式，其借助金屬框架作為墻體構造承重體系，建筑主體同金屬框架相連，按照玻璃尺寸、立面設計確定其分割和構圖。此種方式具有如下特點：①有利于建筑的隔音、防火等技術設計；②構造技術較為完善，幕墻角度、高度和規(guī)模等相對靈活可塑。然而，在造型方面框式玻璃受到約束，在內外立面上，金屬框的明確存在使玻璃墻面的透明性、整體性受到影響，一定程度上阻礙了玻璃造型的發(fā)展。

2 玻璃肋幕墻構造方式

該種方式構造單純，形象簡潔，將垂直于墻面的玻璃肋（短尺寸玻璃）添加在玻璃墻面中，以穩(wěn)定玻璃幕墻，在當代建筑設計中具有較為廣泛的應用。此方式的優(yōu)點在于完全取消了幕墻中的金屬框架，利用黏結劑將玻璃黏合在一起，從而形成完全由玻璃構成的透明墻面，使人體會到玻璃空間的開放感。然而在高度方面，玻璃肋幕墻受到限制，導致其在具有較大高度的建筑空間中無法得到應用。

3 隱框玻璃幕墻構造方式

該種幕墻構造方式隱藏了框式幕墻的金屬支撐結構，幕墻的支撐體系同框式玻璃相同，即利用金屬框架如鋁合金、不銹鋼和鐵等完成，區(qū)別在于金屬框架設在玻璃內部，幕墻外部完全由玻璃構成，金屬與玻璃間通過黏結實現玻璃支撐。該方式的特點在于能夠將金屬框隱在墻體內側，在建筑外部實現了玻璃整體性和延續(xù)性。相較于玻璃肋幕墻構造方式，其突破了高度上的限制，且不拘束于墻體的傾斜角度。然而，該方式依然沒有避免金屬框的存在，因玻璃透明特性，金屬框仍然會成為建筑造型的表現元素，特別是在燈光效果下，建筑難以完美達到玻璃造型的最終目標。

4 點支式玻璃幕墻構造方式

這種方式是在玻璃的四角鉆出小孔，插入帶有可自由旋轉系統(tǒng)的金屬支撐點，4點為一組，綜合成一個支撐點。墻面支撐體系同玻璃面完全脫離，且能夠按照建筑結構形式產生多種變化，較為常見的是通過金屬索網進行連接和支撐。該種構造方式的優(yōu)點如下：①玻璃墻面具有單純性和整體性，形成完整的玻璃造型；②可不受限制地制造出大面積和任意傾斜角度的玻璃墻面。然而，此方式必須在玻璃上鉆出孔洞，加大了玻璃加工難度，且在建筑的防火設計中存在難點，加之造價較高，難以在高層建筑中得到廣泛的應用。

5 無孔點支式玻璃幕墻構造方式

該方式是采用金屬夾的方式克服了點支式構造方式中需要在玻璃四角打孔的缺點。即采用一組鋼構件夾住玻璃，實現支撐固定。其優(yōu)點如下：建筑造型上較為簡潔，避免了在玻璃的四角鉆孔，同時在造型上，發(fā)揮支撐作用的鋼索網同玻璃的分隔重合，有效避免了支點式鋼索網的繁瑣，達到玻璃幕墻的整體透明性。然而，此方式對金屬夾和施工的精確度有很高要求，施工難度大且造價高，同時在建筑的防火設計中存在難點，跨防火分區(qū)的節(jié)點處理難度很大。

6 通風（呼吸）式雙層玻璃幕墻構造方式

該方式作為近些年出現的節(jié)能技術之一，是在內側中空低輻射玻璃配合隔熱鋁合金型材幕墻外層70～1 500 mm間再加一層單片玻璃幕墻。通風（呼吸）式雙層玻璃幕墻構造方式的原理是內外兩層幕墻間形成通風換氣層，位于換氣層上下兩端的進風和排風設備帶動自然空氣送至室內，通過調節(jié)熱通道內上下兩端進排風口，在通道內形成負壓，利用室內兩側幕墻的氣壓差和開啟扇可以在建筑物內形成氣流。冬天可關閉熱通道上下兩端的進排風口，經陽光照射形成溫室，如此內側幕墻外表溫度降得到有效提高，具有顯著的節(jié)能作用；而夏季則可以將熱通道上下打開，通過熱煙囪效應形成的氣流帶走通道內的熱能，從而使內側幕墻外表溫度得到有效降低。常用構造做法如圖1所示。設計中建筑師大量地使用雙層玻璃幕墻，既滿足了對建筑立面現代性、透明性、整體性、藝術性的追求，同時又能很好地解決外墻的保溫隔熱問題，達到節(jié)能環(huán)保的要求，是目前備受建筑師們青睞的構造方式之一。

7 太陽能光電玻璃幕墻構造方式

該方式用特殊的樹脂將太陽能光電池黏帖在玻璃上，鑲嵌于兩片玻璃之間，通過電池可將光能轉化成電能。太陽能光電池技術作為其關鍵技術，將光伏發(fā)電技術和幕墻技術集合于一體，可謂一種高科技產品。太陽能光電玻璃幕墻構造方式具有如下優(yōu)點：無需燃料，無噪音污染，不產生廢氣，無廢渣和無余熱，能夠用來發(fā)電；光電幕墻加裝光電模板后，能夠節(jié)省傳統(tǒng)的建筑材料。然而光電幕墻且不計光伏電池價格，僅外側的高透光率的玻璃的價格就昂貴，且目前大多依賴進口；同時，太陽能電池的價格昂貴，且轉換效率很低，陰天時很難發(fā)揮作用，效率很低，光電幕墻難以推廣。現在，隨著我國科技發(fā)展的不斷進步，幕墻中嵌入光電模板已成為可能，應用光電幕墻的時代已經到來，加之我國基于環(huán)保節(jié)能需要，該種光電幕墻方式正在逐漸被接受。

8 結語

綜上所述，在玻璃幕墻設計中，應對上述構造技術靈活運用，結合建筑設計意圖，時刻關注新技術發(fā)展，對造型設計中新技術的應用不斷探索，才可成功進行設計。隨著我國科技發(fā)展和社會的進步，現代建筑技術含量也日益提高，建筑業(yè)發(fā)展趨于綠色環(huán)保、節(jié)約能源和資源合理利用，玻璃幕墻的設計、建造和使用勢必會更加完善、合理，可更好地裝點人們的美好生活。

Analysis of structural system and modeling characteristics of reflection glass curtainwall

Feng Xuemei1, Chen Yunzhu2, Zhang Ao1, Li Lin1
（1.Fourth Design and Research Institute of Logistic Support Department Engineering Army，Beijing 100036, China；2.Beijing CI Comstars Information Technology Co., Ltd., Beijing 100176, China）

The construction technology of reflection glass screen wall has changed greatly, with the development of building technology and glass material technology. A variety of new construction method of reflection glass screen wall has appeared and matured gradually, meanwhile, it has more breakthrough on artistry, integrity and conservation. Based on it,the paper analyzed the characteristics of construction system of several foremost reflection glass screen wall and discussed its application.

glass screen wall; construction method; load-bearing system; building technology

圖1 通風（呼吸）式雙層玻璃幕墻構造方式

馮雪梅（1967— ），女，黑龍江依蘭，高級工程師；研究方向：建筑工程設計。