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写字楼设计专题研究写字楼设计专题研究外墙系统—幕墙外墙系统幕墙设计部2012年7月10日1目录目录一、幕墙基础知识、幕墙基础知识二、开启扇研究三经验和教训（含预防措施）三、经验和教训（含预防措施）2一玻璃幕墙基础知识、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CurtainwallIntroductionCurtainwallIntroduction历史昀早出现的玻璃幕墙是在1917年历史昀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造的北京长城饭店。1917年美国旧金山（SanFransisico）1917年美国旧金山（SanFransisico）哈里德大厦（WillisPolksHallidie）―――世界上第一块玻璃幕墙4纽约5纽约联合国秘书处大厦（U.N.secretariatbuilding）1950年纽约（NewYork）利华大厦（LeverBuilding，22层）--真正具有代表性的“玻璃盒子”1984年，我国第我国第一幢现代玻璃幕墙高层建筑层建筑--中外合资的北京长城饭店竣城饭店竣工。该工程幕墙建筑的设计、筑的设计、制造、安装施工皆由外商负由外商负责。6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、建筑新科学的重要标志中国内地幕墙发展三个阶段2)成长期：1995年～2002年3）可持续发展期：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：19822)成长期：1995年2002年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主要是构件式玻璃幕墙，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。会有较大的改变，断热铝型材、中空LOW-E玻璃、优质五金配件等产品的铝合准，技术水平较低。从1996年开始，有了中国行业技术标准和规范，技术水平有所提高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7所提高。范的颁布。89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）品质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昀高、工程规模昀大、档次昀高的幕墙工程；工程规模昀大的点支式玻璃幕墙工程—广州会展中心；出现了面积昀大的室内防火玻璃隔断上海正大广场；出现了面积昀大的防火玻璃幕墙广州会展中心玻璃隔断—上海正大广场；出现了面积昀大的防火玻璃幕墙—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幕墙概念可相对主体结构有一定的位移能力不分担主体结构所受作用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、装饰特点安装快捷、方便更换设计标准化加工工厂化施工机械化设计标准化、加工工厂化、施工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玻璃幕墙按面板材料分玻璃幕墙石材幕墙按面板材料分金属幕墙其他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按施工方法分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体系组成材系统支系统连接系统面材系统支承系统连接系统面连接系统预埋件区支承系统面材系统统别辅助系统系统辅助系统密封防火抗震防雷……14系统系统系统系统……玻璃幕墙1.2.1按面板材料分石材幕墙金属幕墙其他1516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天津津击剑剑馆18煤碳博物馆案例煤碳博物馆案例设计煤层效果以装饰建筑物外立面19彩色金属幕墙彩色金属幕墙—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大众审美，功能要求2021元件式幕墙1.2.2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行，要求现场管理工作量大，对工人素质要求高，安装质量不可控，但维修最方便。22半单元式幕墙：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。场竖框安装好后，把组装好的板块与竖框连接。主要特点：1.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。2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2.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。3.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。4.可交叉作业施工，施工手段灵活，受主体结构影响小。5.维修保养相对方便，维护、更换板块时不影响周围板块。单元式幕墙：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，1~2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23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。1.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，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。2.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2.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。3.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。4.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。械的安放位置有严格限制，否则将影响整个工程的安装。5.维修相对麻烦。2425普通功第一代幕墙系统（框架式或元件式）第二代幕墙系统1.2.3按发普通功能型系统第二代幕墙系统（单元式或半单元式）第三代幕墙系统按发展过程分（点驳式）能量转第四代幕墙系统程分能量转换型系统（双层动态呼吸式）第五代幕墙系统（光电智能式）（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，昀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昀佳方案。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，薄膜太能发电，又可降低二氧化碳的排放量，这是未来个新的趋势。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：1.节省太阳能电池支撑结构，并可替代屋顶、墙面、窗户等建材；2.节省太阳能电池安装成本；3.有效利用建筑物的表面积，不需另外占用土地；4.可以遮阳，降低建筑物外表温度；5.增加建筑物美观；将太能和建筑物结合使建筑物能有自的电供应6.将太阳能和建筑物结合，使建筑物能有自己的电源供应。29与建筑结合的并网光伏发电系统（BIPV）与建筑结合的并网光伏发电系统可采用“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）；①太阳电池②开关/保护/防雷③电缆④并网逆变器⑤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31式2008年6月24日晚，亚洲当时昀大的“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场光影交错的视觉盛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，拥有亚洲昀大的单体彩色光电显示屏和国内第一套集成至玻璃幕墙的光电系统。该幕墙的昀大特点是实现了能源的自给可以昀大墙的昀大特点是实现了能源的自给，可以昀大限度地节约能源。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。的电能供应给墙体表面的显示屏。32按封闭式系统：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按是否防雨水渗漏功能的建筑幕墙开放式系统：不要求具有阻止空气渗透水气分开放式系统：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点驳式