文 | 中國建筑科學(xué)研究院 趙西安

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，更向幕墻強國邁進(jìn)。幕墻技術(shù)水平的提高主要表現(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)范的編制等幾個方面。

幕墻的新表現(xiàn)形式

非常規(guī)劃分板塊的幕墻

大多數(shù)幕墻采用四邊形板塊，然而近年來幕墻形狀日趨復(fù)雜，涌現(xiàn)出一些采用各種不同類型板塊的工程，其中采用三角形板塊更能適應(yīng)復(fù)雜的曲面。

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，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。

形式多樣的新穎遮陽裝置

新型遮陽板也是組成幕墻新穎手法的一部分，典型實例如下圖所示。

深圳灣體育中心變異菱形劃分

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6米。2010 年我國已經(jīng)生產(chǎn)了12.6米×2.6米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達(dá)100萬元人民幣。2011年已經(jīng)生產(chǎn)15.0米×3.6米的三塊12毫米夾膠玻璃。長度達(dá)18米的產(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)460米，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2毫米厚，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8000平方米的真空玻璃，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)計的各種要求，不銹鋼板、銅板、鈦板和鈦鋅板已在多個大型工程中采用。

陶板

陶板風(fēng)格古樸，防火、耐久和容易維護(hù)。尺寸通常寬150～300毫米，長450～900毫米，厚15～30毫米 ，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330米，石材幕墻高280米。近年來，砂巖、大理石、洞石等強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)

索網(wǎng)點支玻璃幕墻

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展中心。目前最大的單張索網(wǎng)是北京新保利大廈，90米×70米，三棱面。上海中國航海博物館采用了兩張54米高的馬鞍形索網(wǎng)，張拉在高度為78米的鋼骨混凝土“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。昆明新機場索網(wǎng)幕墻面積達(dá)2萬平方米，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)管中心和土城移動電話局都在兩座獨立的建筑之間布置索網(wǎng)，地震時兩座建筑的相對位移將會拉斷鋼索，為此開發(fā)、安裝了世界首個水平索端部彈簧保險裝置。

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)幕墻是北京會計師培訓(xùn)中心，此后各地陸續(xù)建造了許多工程，同時也在探索這項新技術(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?，這是一種清潔能源，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，僅在幕墻設(shè)計方法方面就進(jìn)行了玻璃面板的設(shè)計方法、支承結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、幕墻節(jié)能和熱工計算以及熱通道氣流狀況和熱工性能等的研究。此外，還進(jìn)行了許多新材料的性能試驗以及大型工程的性能試驗和幕墻振動臺試驗，如中央電視臺專門建造了18米×24米的超大試驗箱，18米高的幕墻菱形區(qū)域整體進(jìn)行多項測試。深圳北站2萬平方米的索網(wǎng)幕墻專門建造了實際大小樣板，進(jìn)行設(shè)計校核和施工過程的研究。目前我國最大的振動臺臺面已經(jīng)達(dá)到6米×6米，載重60噸，進(jìn)行過很多幕墻的振動臺試驗，其中包括幕墻的形式試驗和對特定工程項目的幕墻試驗。

幕墻標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

在總結(jié)我國幕墻工程經(jīng)驗和科學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上，先后頒布施行《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ 102—96）和《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ 133—2001），大大提高了我國幕墻工程的設(shè)計施工水平。2003年，修訂后的《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ 102—2003）頒布施行。2012年，新版本JGJ 133 和JGJ 102 規(guī)范進(jìn)入報批階段，不久即將頒布。

2008年汶川大地震和2010年玉樹大地震的震害調(diào)查表明：我國的幕墻規(guī)范經(jīng)受了地震的考驗，按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計施工的幕墻工程達(dá)到了設(shè)防烈度下保持完好或基本完好的要求，甚至在超烈度的強震下，也還能保持完整。