1851年,英国伦敦工业博览会水晶宫大厅的成功建造宣告了幕墙时代的诞生。该建筑的玻璃板块面积达到了8.5万平方米。1931年,美国纽约帝国大厦建成,其外墙采用了骨架和面材的组合结构,其中骨架采用不锈钢和铝型材,面材采用花岗石和不锈钢板,是现代幕墙发展的雏形。1982年,广州出口商品交易会正面上半幅墙面采用了大面积玻璃墙面作为会标的底衬,为中国幕墙发展的开端。此后,受益于中国经济的快速发展,各地建成了一大批建筑幕墙标志性工程:北京长城饭店、上海联谊大厦、深圳国贸大厦、上海新锦江大酒店等。进入21世纪,中国超高层建筑的迅速兴起,幕墙迎来了一轮高科技引领的技术发展,诞生了众多知名的幕墙建筑:上海环球国际金融中心(492米高)、深圳平安金融大厦(597米高)、上海中心大厦(632米高)等。40余年的发展,中国建筑幕墙行业实现了从无到有、从外资企业垄断到国内企业主导、从模仿引进到自主创新的跨越式发展。到21世纪初,中国已经发展成为幕墙行业世界第一生产大国和应用大国,其中玻璃幕墙占到全部幕墙的60%以上。
建筑幕墙
相对主体结构有一定位移能力、不承担建筑主体结构所受作用的建筑物外围护墙体或装饰性结构工程。幕墙是建筑的外表皮,由支承结构体系和面板组合而成,具有通透、宜居、美观、节能和安全的功能,主要应用于高层建筑、大跨度建筑、异形建筑和建筑综合体等。
- 英文名称
- curtain wall engineering
- 所属学科
- 土木工程
按面板的材料,建筑幕墙可分为玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙及其他新材料幕墙。其中,玻璃幕墙按照结构支承形式可分为框支承玻璃幕墙、点支承玻璃幕墙、全玻璃幕墙和双层幕墙。
玻璃面板周边由金属框架支承的建筑幕墙。按照幕墙形式可分为:①明框玻璃幕墙,即金属框架的构件显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙。②隐框玻璃幕墙,即金属框架的构件完全不显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙。③半隐框玻璃幕墙,即金属框架的竖向或横向构件显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙(图1)。
由金属连接件将玻璃面板与支承骨架连接成一个整体的组合式建筑幕墙。按支承骨架形式可分为:钢结构支承点式幕墙(图2)、玻璃肋支承点式幕墙(图3)、不锈钢拉索支承点式幕墙、不锈钢拉杆支承点式幕墙(图4)。点支承玻璃幕墙是建筑设计、结构设计和机械设计的完美统一,它将结构美和机械美深入到每一个细部,加以艺术的塑造,从而形成建筑的整体美。主要应用于大型公共建筑及商业综合体的首层、入口、采光顶等区域。
由玻璃面板和玻璃肋组合而成的建筑幕墙。按玻璃高度的不同,分为座地式幕墙、吊挂式幕墙(图5)。全玻璃幕墙是随着玻璃生产技术的提高而诞生的新型建筑幕墙,具有整体外观效果平整、通透的特点,主要应用于各类公共建筑的首层采光区域。
由内外两层建筑幕墙组成,中间能够形成一个有组织的流动空气层的建筑幕墙,又称呼吸式幕墙(图6)。按进风口位置可分为:①外循环双层幕墙,进风口设置在外层幕墙的双层幕墙。②内循环双层幕墙,进风口设置在内层幕墙的双层幕墙。③双循环双层幕墙,在内外两层幕墙同时设有进风口,可根据需要启闭进风口和排风机械,实现内循环和外循环相互转化的双层幕墙。双层幕墙能够通过通风换气层中空气的流通或循环,使内层幕墙的温度接近室内温度,与传统幕墙相比,能够大幅度节约能源。
按照不同的安装方法,幕墙大致可分为构件式和单元式两类。安装前应先测量放线,并在主体结构施工时同步进行预埋件的定位和安装。构件式幕墙采用现场组装的安装方法,先安装纵横金属型材支承骨架,然后逐块安装面板,具有适应性广的优点。单元式幕墙采用工厂预制现场整体安装的方法,面板与支承骨架在工厂内组装成完整的幕墙结构基本单元,运至现场后直接吊装就位,具有质量控制好和现场安装便捷的优点。
建筑幕墙具有巨大的发展空间,且发展速度将高于建筑行业整体的平均水平。主要呈现出如下特点:①产品升级和技术创新速度加快。随着新材料、新工艺、新技术的出现,建筑幕墙逐步向节能、环保、智能化、高技术方向发展。建筑幕墙部品工业化、标准化水平不断提高,现代高端幕墙产品将成为新的发展热点。②绿色环保成为建筑幕墙行业的新主题。发展高性能、高技术的生态节能幕墙,减少环境污染和能源消耗,营造舒适的居住环境,必定成为行业的发展主题。