写字楼专题研究-幕墙

1、写字楼设计专题研究外墙系统幕墙设计部 2012年7月10日1目录一、幕墙基础知识 二、开启扇研究三、经验和教训（含预防措施）2一、玻璃幕墙基础知识基础知识幕墙分类框支玻璃幕墙点式幕墙玻璃板材31.1 建筑幕墙基础知识Curtain wall Introduction历史 最早出现的玻璃幕墙是在1917年 美国旧金山的哈里德大厦，而真正意义 上的玻璃幕墙是上世纪五十年代初建成 的纽约利华大厦和联合国大厦，我国第 一个采用玻璃幕墙的工程是1984年建 造的北京长城饭店。1917年美国旧金山（SanFransisico） 哈里德大厦（Willis Polks Hallidie）世界上第一块玻璃幕墙4

2、5纽约联合国秘书处大厦（U.N. secretariat building）1950年纽约（New York）利华大厦（Lever Building，22层）-真正具有代表性的“玻璃盒子”1984年， 我国第一 幢现代玻 璃幕墙高 建筑-中外合资 的北京长 城饭店竣 工。该工 程幕墙建 筑的设计、 制造、安 装施工皆 由外商负 责。62) 成长期：1995年2002年国内建筑幕墙从1982年开始起步，历经30年的发展，已经成为世界第一幕墙生 产大国。到2004年我国建成了约一亿平方米各式建筑幕墙（包括采光屋面）工程， 占世界总量的一半还多。建筑幕墙已经成为现代建筑文化、建筑个性化、建筑艺术、

3、建筑新科学的重要标志。中国内地幕墙发展三个阶段：1）起步期：19823）可持续发展期：2003年2010年在这一时期，我国铝门 窗及建筑幕墙产品还年1994年平均每年 产量约200万平方米， 主要是构件式玻璃幕1995年初成立了中国建筑金属 结构协会铝门窗幕墙委员会， 这是中国幕墙步入成长期的标志。这一时期，除玻璃幕墙外， 发展了铝板及石材幕墙，开发将继续保持稳步增长 的事态，其产品结构 会有较大的改变，断墙，模仿国外技术， 国内无行业规范和标 准，技术水平较低。了单元式幕墙，1995年引进点 支承幕墙。引进国外技术的同 时，开始结合国情有所创新。 从1996年开始，有了中国行业 技术标准和规

4、范，技术水平有 所提高。热铝型材、中空 LOW-E玻璃、优质五 金配件等产品的铝合 金节能门窗的使用比 例将较大提高。新规 范的颁布。789现在国内幕墙生产企业已能为各种不同建筑提供所需的各种类型幕墙。双层幕墙、光 电幕墙、遮阳板幕墙、生态幕墙、智能幕墙、膜结构幕墙、动态幕墙等。国内企业在国内市场中占有80%85%左右份额，境外公司（含港、澳、台公司） 占有不到20%的市场份额。在建筑幕墙（采光顶）大发展的同时，相关产业如玻璃、硅酮 密封胶、铝合金建筑型材等也同步发展，不仅在数量上满足了幕墙（采光顶）的需要（即 建筑幕墙、采光顶的大部分材料由国内生产、提供，仅小部分进口），而且这些行业的产品质

5、量也与世界先进水平相近，有些甚至超过了世界先进水平，这就为建筑幕墙（采光顶） 的发展提供了坚实的基础。代表项目：上海金茂大厦是当时世界上上楼层最高、工程规模最大、档次最高的幕墙 工程；工程规模最大的点支式玻璃幕墙工程广州会展中心；出现了面积最大的室内防火 玻璃隔断上海正大广场；出现了面积最大的防火玻璃幕墙广州会展中心。玻璃幕墙金属屋面是目前体育馆、机场、车站、文化中心、会展中心等大跨度公共 建筑的现代化象征。10由支承结构体系与面板组成可相对主体结构有一定的位移能力幕墙概念不分担主体结构所受作用建筑外维护结构或装饰性结构 轻质、采光、节能、装饰安装快捷、方便更换特点设计标准化、加工工厂化、施工

6、机械化旧建筑立面更新的需要，常用加装幕墙来作为建筑改建的手段1112按面板材料分玻璃幕墙石材幕墙金属幕墙其他1.2幕墙分类方式按施工方法分元件式幕墙半单元式幕墙单元式幕墙按发展过程分按是否防水气分13幕墙由三大 体系组成面材系统支承系统连接系统预 埋 件 区支承 系统面 材 系 统连 接 系 统别辅助系统密封防火抗震防雷系统系统系统系统14玻璃幕墙1.2.1按面板材料分石材幕墙 金属幕墙其他5116铝单板、铝塑复合板、铝蜂窝板、不锈钢板、钛锌板、钛镁合金板等、陶土板、千思板、 佳秀板、埃特板、GRC板鄂尔多斯博物馆东立面照片17天 津 击 剑 馆18煤碳博物馆案例设计煤层效果以装 饰建筑物外立

7、面19彩色金属幕墙 不锈钢板、铝塑板、铝蜂窝板、铝单板、金属夹心板可订制图案法律法规的要求，节能、防火考虑 大众审美，功能要求20211.2.2按施工方法分元件式幕墙 半单元式幕墙 单元式幕墙元件式幕墙：也称框架式，施工手段灵活，工艺较为成熟，经过较多工程 实践检验，是目前采用较多的幕墙结构形式，包括压块式、 小单元式、横挂竖压式等。幕墙大部分元件在工厂内加工后，运输到现场由安装人员根据设计图纸要求，按照竖框、横 框及板块的顺序，以散件的形式逐件安装，部分元件现场进 行二次加工。主要特点：安装灵活，工期较长，现场作业较多，大量安装工序现场进 行，要求现场管理工作量大，对工人素质要求高，安装质量

8、不可控，但维修最方便。22半单元式幕墙：是一介于框架式及单元式之间的结构。幕墙的所有结构元件都在工厂加工，除竖框外所 有结构元件在工厂按照设计图纸组装为独立的板块（一般为一个分格）后运到现场，现 场竖框安装好后，把组装好的板块与竖框连接。主要特点：安装灵活，工期长于单元式，现场作业多于单元式，一般无横框。易实现工业化生产，可减少现场加工、安装工序，易于控制工程质量。现场施工周期短，接逢处多使用胶条密封，一般不使用耐候胶（是目前国内外幕墙 技术的发展趋势），不受天气对打胶的影响，易缩短施工周期。可交叉作业施工，施工手段灵活，受主体结构影响小。维修保养相对方便，维护、更换板块时不影响周围板块。单元

9、式幕墙：幕墙的所有构件都在工厂加工完成，并按照施工图纸要求把幕墙各构件组装为独立的板 块（一般为一个层高，12个分格宽度），运输到现场直接与主体预设的挂点挂接安装。 安装可与主体结构施工同步进行（相差5-6个楼层即可）。单元与单元之间采用阴阳镶嵌的结构形式，即单元组件的左右竖框、上下横框都是和相邻单元组件对插，通过对插形成组合杆，从而形成单元组件间接逢。单元组件的竖框直接固定在主体结构上，所承 受的荷载是由单元组件的竖框直接传递到主体结构。主要特点：工厂化程度高，现场工期较短，现场作业较少，安装质量可控性强，平面变位能力强， 造价略高 。23幕墙单元工厂内加工制作易实现工业化生产，降低人工费用

10、，控制单元质量；缩短幕墙现场施工 周期和工程施工周期，为业主带来较大的经济效益和社会效益。接逢处多使用胶条密封，不使用耐候胶（是目前国内外幕墙技术的发展趋势），不受天气对打胶 的影响，工期易控制。主要在室内施工安装，主体结构适应能力较差，不适用于有剪力墙和窗间墙的主体结构。施工时有严格的施工顺序，必须按对插的次序进行安 装。对主体施工用垂直运输设备等施工机 械的安放位置有严格限制，否则将影响整个工程的安装。维修相对麻烦。2425普通功第一代幕墙系统1.2.3按发能型系 统能量转展过 程分换型系 统（框架式或元件式） 第二代幕墙系统（单元式或半单元式） 第三代幕墙系统（点驳式）第四代幕墙系统（双

11、层动态呼吸式） 第五代幕墙系统（光电智能式）26动态节能幕墙按通风原理分为自然通风和强制通风两种系统。由外层幕墙，内层幕墙、遮阳装 置，进风装置、出风装置组成。与传统普通幕墙相比，最大特点在于其独特的双层结构，具有 通风换气的功能，隔热、隔声，节能环保；采用不打胶工艺，彻底改变了传统幕墙的结构形式， 立面美观大方，没有硅酮胶的二次污染。且工厂化生产程度高，安装方便，便于控制施工质量。 在欧洲发达国家和地区，通风节能环保幕墙运用比较广泛。2728光伏建筑一体化是薄膜太阳能电池的一个重要应用，它是结合太阳能电池发电和建 筑物外墙的功能，将太阳能电池组件装置在建筑物上，使它起到既可以发电又可以 代替

12、建筑材料的双重用途。在土地价格昂贵的地区，光伏建筑一体化是解决土地成 本过高和整合发电运送的最佳方案。建筑业已开始使用薄膜太阳能电池，因为它既 能发电，又可降低二氧化碳的排放量，这是未来一个新的趋势。在这方面，薄膜太 阳能电池具有无限的潜力。依安装位置的不同，光伏建筑一体化有很多种类型，如与屋顶结合、与外墙结 合、与遮阳装置结合、做玻璃幕墙用等。光伏建筑一体化具有如下优点：节省太阳能电池支撑结构，并可替代屋顶、墙面、窗户等建材；节省太阳能电池安装成本；有效利用建筑物的表面积，不需另外占用土地；可以遮阳，降低建筑物外表温度；增加建筑物美观；将太阳能和建筑物结合，使建筑物能有自己的电源供应。29与

13、建筑结合的并网光伏发电系统（BIPV）可采用“可逆流”并网方式（电流是双向的，可以从电网取电，也可以向电网送电）；太阳电池开关/保护/防雷电缆并网逆变器电度表（光伏电量）电池-组件-阵列30单晶硅形式的光伏玻璃幕墙312008年6月24日晚，亚洲当时最大的“光伏建 筑一体化”光电幕墙在北京辉煌净雅大酒店揭 幕。由净雅集团与尚德电力公司倾力打造的这 面光电幕墙实时上演了一场光影交错的视觉盛 宴，让与会的嘉宾由衷赞叹：“静止的建筑也 能演绎出别样的艺术魅力”。这项由尚德电力系统工程公司的技术团队历经 一年精心构筑的光电幕墙，面积达2200平方 米，拥有亚洲最大的单体彩色光电显示屏和国 内第一套集成

14、至玻璃幕墙的光电系统。 该幕 墙的最大特点是实现了能源的自给，可以最大 限度地节约能源。白天，每块玻璃板后面的光 伏电池将太阳能吸收储存起来，晚间则将储存 的电能供应给墙体表面的LED显示屏。32封闭式系统：要求具有阻止空气渗透和 雨水渗漏功能的建筑幕墙1.2.4按是否防 水气分开放式系统：不要求具有阻止空气渗透 和雨水渗漏功能的建筑幕墙，包括遮挡 式和开放式建筑幕墙33明框玻璃幕墙半隐框玻璃幕墙1.2.5玻璃幕墙隐框玻璃幕墙点驳式全玻璃幕墙玻璃肋34框支承玻璃幕墙明框式隐框式半隐框式优势安装方便，施工手段灵活，工艺成熟劣势现场管理工作量大水密性、气密性好，有较好保温、隔声降噪能力主体结构适应

15、能力强，安装顺序不受主体结构影响施工质量要求高35明框玻璃幕墙是最传统的玻璃幕墙形式，玻璃采用镶嵌或 压扣等机械方式固定，工作性能可靠，使用寿命长，表面 分格明显，可做成多种形状做装饰线条36非断热系统与断热系统断热材料，解决冷热桥问题，节能37热塑性塑料穿条系统 (尼龙66)穿条式断热条的形 状与规格是一定的，如高度为12,14等 PA66GF25（聚酰胺75%+玻璃纤维25%） 与铝膨胀系数相近，机械强度高，耐高38温，防腐热固性塑料浇注系统 (聚氨酯)注胶断 热条需要专用设备进行热浇注，力学 性能好隐框玻璃幕墙金属框架构件全部不显露在外表面 的玻璃幕墙39玻璃幕墙点支承玻璃幕墙拉杆支撑式

16、点支承玻璃幕墙拉索支撑式桁架支撑式玻璃肋支撑式优势通透性好，减少光污染劣势隔热保温性能相对较差，能源消耗大灵活性好，可以最大限度地满足建筑造型的需求安全性好具有良好的工艺感和艺术感40玻璃幕墙点支承玻璃幕墙爪件 驳接头41玻璃幕墙全玻璃幕墙玻璃受托于下支架上优势玻璃肋支承于玻璃后部适用于机场，音乐厅等大型公建劣势整体高度有限制，多用于首层、二层通透性好、重量轻、选材简单、加工工厂 化、施工快捷、维护维修方便、易于清洗42 艺术感、层次感和立体感强全玻璃幕墙多用于建筑物的裙楼、橱窗、走廊并适用 于展示室内陈设或游览观景玻璃夹具43玻璃幕墙玻璃板材按玻璃光学特性分类：根据验收要求，透光率应大于10

17、%。透明玻璃玻璃板材本体着色玻璃镀膜玻璃热反射镀膜玻璃Low-e镀膜玻璃透光率低低辐射， 透光率高44浮法玻璃上世纪50年代末，英国皮尔金顿玻璃公司宣告平板玻璃的浮法成型工艺研制成 功，但皮尔金顿却对中国搞起了技术封锁。1971年5月，原国家建筑材料工业部 决定浮法工业试验在洛玻进行，全国各地玻璃专家云集洛玻，洛玻千余名职工 参战， 1971年9月23日，团结奋战了3个多月，终于成功地建起了第一条浮法玻 璃生产线。“洛阳浮法玻璃工艺”在洛玻的诞生，结束了一个旧的时代，迎来 了中国玻璃工业发展的新曙光，为我国玻璃工业的发展竖起一座雄伟的丰碑， 成为世界玻璃工业中与英国皮尔金顿浮法、美国匹兹堡浮法

18、并驾齐驱的世界三 大浮法工艺之一工艺：浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体（N2及H2）的锡槽中完成 的 。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下 ，玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、 冷却后经退火、切裁，就得到平板玻璃产品 。可为在线生产一些新品种提供适 合条件，如电浮法反射玻璃 、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等 。Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，使其 与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有优异的隔热效果和良好的透光 性。

19、45玻璃幕墙玻璃板材玻璃板材按玻璃的加工方式分类钢化玻璃热增强玻璃彩釉玻璃中空玻璃夹胶玻璃46一种预应力玻璃强度高，抗弯， 耐高温，破坏时整 体粉碎成无锐角小 碎片，易自爆介于普通平板玻 璃和钢化玻璃之间 的一个品种。强度较高，不易 自爆，破坏时呈放 射状径向开裂，但 不属于安全玻璃将无机釉料(印刷 到玻璃表面，然后 经烘干、钢化或热 化处理将釉料永久 烧结于玻璃表面颜色、图案丰富， 耐磨耐腐蚀，遮阳四周用高强高气 密性复合粘结剂， 将两片或多片玻璃 与密封条、玻璃条 粘接、密封，中间 充入干燥气体。隔热隔音，节能把专门设备PVB胶 片夹在两层或者多层 玻璃中间，经预热、 预压后进入高压釜内

20、热压成型而成耐震，防盗，防弹， 防爆，隔音，节能钢化玻璃（Tempered Glass）高强度将平板玻璃放置在特制的高温炉加热至620后，迅速风冷，使其表面和 内部分别形成压应力和拉应力。其表面应力可达到普通玻璃的4倍，玻璃 设计选用时取安全系数2.5破碎的时候呈颗粒状，对人不会造成严重伤害。47二、开启扇研究方案一方案二方案三48方案一：每层三段式。分别为栏板、开启扇、包梁。新华保险大厦时代金融中心 新华保险大厦深圳国际商会大厦49优缺点分析成本概念：开启扇和框料越多，成本越高。框料每层横向3条。成本较低开启扇面积大，因此数量较低，通透性强 较大，启费力，于荷载大，接件易损坏，维修相对麻烦不利于人工开启；总结：目前较常见的，对等级和管理要求不高， 可自行开窗，适合销售型写字楼。维修较麻烦。50方案二：四段式，明框隐框相结合。中心商务大厦51联通大厦兴业银行大厦优缺点分析框料每层横向4条。明框3条，隐框1条 成本相对方案一高。增加隐框，通透性略差 易开启，但开启扇面积相对较小总结：目前较常见的，对等级和管理要求不高， 可自行开窗，适合销售型写字楼。维修方便。52方案三：高窗式，三段，明框隐框相结合。航天大厦卓越大厦53优缺点分析框料每层横向3条。明框2条，隐框1条。 成本相对3个方案最高开启面积小开启扇较多难开启，适用于物业统一操