土木工程概论论文浅析玻璃幕墙

2024年3月7日发(作者：伍余福)

浅析玻璃幕墙

【摘要】：当今建筑设计中，玻璃幕墙因为诸多优点越来越多的被采用，假以时日一定会风靡全球。下面我将简单的介绍其发展史、分类等，并在其优缺点、解决措施、以及发展趋势方面提出自己的看法。

【关键字】：玻璃幕墙 形式 分类 优缺点 措施 发展趋势

【前言】：随着我国经济的繁荣发展与建筑科学技术的飞快进步，玻璃幕墙也被越来越多建筑的设计者采用。经济的发展带动着城市大规模的建设，一批批高层建筑，超高层建筑拔地而起。对于这些建筑而言，维护结构采用传统的砖墙显然不能适应，混凝土墙体过于笨重，不但给施工带来很大的不便，而且会使结构危险程度增大。玻璃幕墙以其轻巧美观、安装方便、维护简单等诸多优点在高层建筑上迅速崛起。但玻璃幕墙也存在着一些缺点需要改进，而且随着科技的更新，玻璃幕墙也将呈现多样化。

一、玻璃幕墙的概念

玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的。可相对于主体，结构有一定位移能力，不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构，由于其具有吸收红外线，减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度等优点，因此在我国建筑工程中得到广泛应用。玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代主义高层建筑时代的显著特征。

一般情况下，玻璃幕墙是用铝合金或其他金属轧成的空腹型杆件做骨架，以玻璃封闭而成的房屋围护墙。有单层和双层玻璃墙体。反光绝缘玻璃厚6mm，墙面自重约40kg/m2,有轻巧美观，不易污染，节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有色彩的金属镀膜，从外观上看整片外墙犹如一面镜子。

二、玻璃幕墙的形式

1、明框形式与格线

“明框”指将玻璃板镶嵌在明框内，构成四边都露出铝框幕墙构件，在将其镶在横梁立柱上，横梁立柱可见，形成了水平和垂直的格线。

2、半隐框形式与格线

“半隐框”是将玻璃两边对嵌在铝框上，另外两对用结构胶粘贴在铝框

上，立柱外露横梁被挡住称为竖框横隐，形成垂直的格线；横梁外露立柱被挡

称为横框竖隐，形成水平的格线。

3、隐框形式与格线

“隐框”是指将玻璃用结构胶粘结在铝框上，使铝框隐藏在玻璃后面，形成大面积的全玻璃镜面，玻璃之间的间隙形成不太明显的格线。

4、单元式幕墙

单元式幕墙，是指由各种墙面权与支承框架在工厂制成完整的幕墙结构基本单位，直接安装在主体结构上的建筑幕墙。单元式幕墙主要可分为：单元式幕墙和半单元式幕墙又称坚挺单元式幕墙，半单元式幕墙详分又可分为：立挺分片单元组合式幕墙，窗间墙单元式幕墙。

5、点支式幕墙

点式玻璃幕墙它的全称为金属支承结构点式玻璃幕墙。由玻璃面板、点

支撑装置和支撑结构构成的玻璃幕墙称为点支式玻璃幕墙。点式玻璃幕墙的开发与应用，一开始就显示出了较强的生命力，它为建筑大师们提供了一个新的设计空间，无疑将会促进建筑幕墙的发展与延伸。究其原因主要是它具有钢结构的稳固性、玻璃的轻盈性以及机械的精密性。

三、玻璃幕墙的优点

玻璃幕墙是现代的新型墙体，现在已经广泛使用于高层建筑以及一些商业建筑中。它赋予建筑的最大特点是将建筑美学，建筑功能和建筑结构有机的结合起来。

现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃有两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃有隔音，隔热，防结霜，防潮，抗风压强大的特点

1、轻巧美观

相比于普通的混凝土墙体，玻璃幕墙质地非常的轻，产生的自重荷载小，给建筑物施加的压力小，有利于建筑物稳定性的提高，这也是它广泛用于高层建筑的主要原因。

2、光线效果

通过玻璃将建筑周围的景色折射和反射，形成丰富奇妙的光影效果。玻璃幕墙是在浮法玻璃组成中添加微量元素，并经钢化制成颜色透明板状玻璃。它既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。使建筑从不同的角度呈现出不同的色调，随阳光，月色，灯光的变化给人以动态美。

3、吸收红外线

在玻璃中添加的微量元素，使玻璃具有吸收红外线的特点，还能减少太阳辐射，对人们的健康是十分有益的。它也满足了建筑对安全的要求，使人最大程度的从建筑中受益。

4、中空玻璃隔热

据测量，当室外温度为-10℃时，单层玻璃窗前的温度为-2℃，而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在夏天，双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热。

因此，中空玻璃幕墙可以起到调节室温的作用，冬暖夏凉，可以十分有效的节约自然资源。夏天空调的冷气和冬天的暖气不容易流失，玻璃幕墙将冷热传递部分阻隔，起到了资源节约利用的效果，有效减少了温室气体的排放，控制了对大气和环境的污染。中空玻璃在住宅，商业建筑和办公建筑中有着广泛的应用，很好改善了生活环境。

5、中空玻璃的隔声

通过将玻璃与玻璃之间充入干燥气体，来达到阻隔声音传播的目的。这能很好的营造一个安静舒适的环境。在住宅建筑与办公建筑中，使用比较广泛。因为，住宅是要求私密性的，有效的隔声能够提高私密性，营造安静氛围。而在办公区，人们因为要细心工作，减少交流，同样需要很好的隔声效果。中空玻璃就能很好的满足这一要求。

四、玻璃幕墙的缺点及改进措施

任何事物都具有双面性，玻璃幕墙也不例外，虽然它的优点有很多，但是它也有一些缺点。在建造过程中，要我们时刻注意。

1、光污染

高层建筑幕墙使用涂膜玻璃或镀膜玻璃，阳光直射时由镜面反射而产生的反射眩光。这应该算是最严重的问题了。光污染会在很多情况下造成交通的事

故的发生，而且还影响居民事物日常生活，我们必须要解决光污染的问题。

首先，加强规划控制管理，在设计时，旁边尽可能安排林荫道和绿地，使反射光被树木吸收，以改善和调节光照环境；其次，在制订城市主要干道规划时，首先应当制订临街的光环境规划，限制玻璃幕墙的广泛分布和过于集中，尤其注意避免在并列和相对的建筑物上全部采用玻璃幕墙；还有我们应当积极的开发新型材料，更好的解决光污染的问题。

2、自爆

自爆是由热应力引起的，玻璃幕墙在受热时会不均产生热应力，从而造成玻璃的爆裂。在玻璃幕墙的发展史上，自爆的事件发生了很多次。2011年05月18日，中午，上海浦东时代金融中心大楼的一块玻璃幕墙突然从46层坠落，随风飘落，砸中下方停车场内停放的车辆，造成50多辆车不同程度损坏。 像这样的事件还很多。

现今最常用的防止玻璃爆破的方法是给玻璃贴隔热膜，就相当于给玻璃穿了一层“防护衣”。

3、雷电危害

高层建筑玻璃幕墙使地表电场分布发生畸变，其电场强度比一般建筑物要大很多，加上离放电云层近，所以易遭受雷击。高层建筑玻璃幕墙围护高层建筑物后，建筑物防雷装置由于玻璃幕墙的屏蔽效应，不能直接起到接闪和防雷作用，闪电对建筑的雷击往往变成闪电对玻璃幕墙的雷击。同时高层建筑玻璃幕墙的金属材质由于雷电的效应，将会产生静电感应作用，当天空雷云和大地形成电场时，幕墙的金属体就会积聚与雷云极性相反的大量感应电荷，当雷云瞬间放电后，云与大地的电场忽然消失，这时幕墙的金属体感应电荷不能以相应的速度流散，将会产生高达万伏以上的对地电位，这就是静电感应电压，对人和设备产生危害。

充分利用接闪器、引下线、接地等装置，将幕墙龙骨和建筑物防雷网接通，连成一个整体，将巨大的雷电能量通过接地系统迅速输送到地下，可以保护建筑物免受雷电破坏。

当然玻璃幕墙还存在着其他的一些问题，我就不一一详细例举了，例如能耗大，表面的气密性，热密性等问题，这些问题对幕墙整体也有较大的影响，在施工过程中都值得我们注意。

五、发展趋势

随着科技的发展，新型幕墙的种类越来越多，例如光电幕墙、生态幕墙、双层幕墙等等，在未来幕墙将更加蓬勃的发展，也更加人性化，例如将玻璃幕墙3D化、智能化。

1、玻璃幕墙3D化

3D化幕墙将带来非平面化的玻璃幕墙系统，大面积玻璃被分成几块，变成如棱镜般的凸面玻璃造型。3D化玻璃幕墙可以根据当地日照条件、建筑朝向等因素个性化设置，优化采光、通风、冷暖调节,极具人性化。

2、智能化幕墙系统

智能化幕墙系统将充分利用建筑所处的自然环境，集建筑、结构、机械、电子、生态等技术于一体，通过幕墙的主动适应性，使室内达到最舒适的状态。

参考文献

【1】张其林.玻璃幕墙结构.山东：山东科学技术出版社，2006

【2】中华人民共和国建设部.玻璃幕墙工程技术规范.(JGJ102-2003).中国建设工业出版社，2003

【3】罗艺，黄圻，刘忠伟.建筑幕墙设计与施工（第二版）.北京：化学工业出版社，2011

【4】张芹.幕墙工程1000问.北京：机械工业出版社，2006

【5】刘正权.建筑幕墙检测.北京：中国计量出版社，2007