寒地公共环境与建筑设计研究课程作业玻璃幕墙的材料、节能方法与构造措施周洪涛 楚方君 一、玻璃幕墙的材料n玻璃幕墙是由金属骨架与幕墙玻璃组成的不承重的建筑 外维护结构n玻璃幕墙的材料包括：n幕墙玻璃n密封材料n粘结材料n金属框架材料（点支式幕墙的支撑结构材料） n点支式幕墙的支撑装置玻璃幕墙的材料n（一）、幕墙玻璃n、平板玻璃厚度均匀、平整度好、透光率平均为 ，反射率约为，紫外线通过率为。n、钢化玻璃钢化玻璃又分为全钢化和半钢化两种。强度分别 为普通玻璃的倍和倍，全钢化玻璃破裂成蜂窝状 小颗粒，对人体伤害性较小，半钢化玻璃碎片较大。 钢化玻璃存在着自爆现象，不能切割、磨削、钻孔等 ，因此，必须在进行钢化处理前确定其规格尺寸，并 完成机械加工。玻璃幕墙的材料n、夹层玻璃夹层玻璃是由两片或多片玻璃用透明的聚乙烯醇 缩丁醛胶片牢固粘结而成的玻璃。它是一种性能优良 的安全玻璃，当受到外力冲击时，玻璃破裂所产生的 碎片仍粘结在PVB胶片上，减少了人员受伤的危险。 夹层玻璃具有透光、耐久、隔声、耐火、耐热、耐湿 、耐寒等特点。缺点是重量较重、造价较高。n、夹丝玻璃是一种将普通平板玻璃加热软化，再将预热处理 的金属网嵌入其内层的玻璃。夹丝玻璃具有一定的抗 穿透性能，并具有优良的防火性能，破碎时，玻璃碎 片仍能附在金属网上。玻璃幕墙的材料n、热反射镀膜玻璃热反射镀膜玻璃是在普通浮法玻璃的表面上覆盖 一层具有反射热、光线性能的不锈钢、铬、钛等金属 膜的节能玻璃。镀膜玻璃透光率可任意调整，一般小 于40%，反射率为6%-40%。具有很好的遮阳和防紫 外线效果，因此隔热性能高。n、低辐射镀膜玻璃低辐射镀膜玻璃又称“Low-E”玻璃。它具有高透 射性和良好的绝热性能，能使太阳能及可见光透射进 室内，又能把室内物体释放的的热能反射回去。因此 由低辐射玻璃组成的夹层玻璃和中空玻璃不仅适用于 冬季低温的高纬度地区，还能阻挡紫外线。玻璃幕墙的材料n、中空玻璃中空玻璃是由两片或多片玻璃合成，其周边用空 腹金属框形成隔层空间（标准空气层厚度为6-12） ，边框内加入干燥剂，四周边部密封，玻璃空腔内部 充入干燥洁净空气或惰性气体而制成的中空玻璃制品 。中空玻璃具有良好的保温、隔热和隔声性能。真空玻璃是将两片平板玻璃四周密闭起来，将其 间隙抽成真空并密封排气孔，两片玻璃间的间距为 .mm,真空玻璃的两片玻璃至少有一片是低 辐射镀膜玻璃,这样就将通过真空玻璃的传导、对流 、辐射方式散失的热量降到最低。玻璃幕墙的材料n、防火玻璃具有防火性能的玻璃有高强度单片铯钾防火玻璃 和复合防火玻璃。高强度单片铯钾防火玻璃在1000 火焰作用下能保持84-183分钟不炸裂，有较好的安全 性。缺点是价格比较昂贵。 n、电致变色玻璃是由玻璃、电致变色介质、电解质及透明电极 等组成，在玻璃的两个表面之间施加正、反向电 场或者是在施加电场和不施加电场时呈现不同的 透光性，使室内的采光达到自由控制。玻璃幕墙的材料n（二）、幕墙密封材料n1、橡胶密封条当前国内明框幕墙玻璃的密封，主要采用合成橡 胶密封条，依靠胶条自身的弹性在槽内起密封作用。 要求胶条具有耐紫外线、耐老化、而永久变形，耐污 染等特征。n2、硅酮耐候胶硅硐耐候胶，又称为硅酮耐候密封胶。主要用于 各类幕墙表面的密封嵌缝。具有优良的耐水性和耐候 性，耐紫外线照射，且在低温时弹性好，高温时不流 淌，耐污染和低透气率特点。玻璃幕墙的材料n（三）、 幕墙结构粘接材料n1、 结构硅酮密封胶。结构硅酮密封胶将建筑幕墙板 材粘结到支撑性的结构上。结构硅酮密封胶既起结构 粘结作用，又起幕墙密封胶作用。因此在幕墙设计中 如何选用合适的结构硅酮胶产品对确保幕墙的安全性 和耐久性是至关重要的。n 2、 低发泡间隔双面胶带。低发泡间隔双面胶带的作 用与结构硅酮胶相同。目前国内使用的双面胶带有聚 胺基甲酸乙酯低发泡间隔双面胶带和聚乙烯低发泡间 隔双面胶带两种产品。要根据幕墙承受的风荷载、高 度和玻璃大小、重量，铝型材的重量以及注胶厚度来 选用双面胶带。玻璃幕墙的材料n（四）、金属框架材料（点支式支撑结构材料） n1、铝合金型材铝合金(铝镁合金)具有良好的延伸性和适应性,并 且有种种复杂断面。为防腐蚀,铝合金型材应作阳极氧 化处理,使型材表面形成银白色的氧化膜,具有保护和装 饰双重作用。而阳极氧化加电解着色或有机着色可提 供不同的氧化膜颜色。表面保护层还可作化学磨光和 喷砂处理，以呈现不同的表面肌理。为了减少铝型材热传导，还有一种隔断热桥铝合 金型材，采用强化聚酰胺尼龙作隔断，既保留铝合金 型材强度高、重量轻、寿命长的优良特性，又使得铝 材导热性能大幅度降低。一般用于对气候条件要求高 的幕墙。玻璃幕墙的材料n、 钢和不锈钢材料1）、钢钢材的技术要求和性能要求应符合国家 现行标准的规定。钢龙骨有足够的强度，但 暴露在大气环境中易生锈，需在其表面进行 热浸镀锌或涂刷防腐处理。2）、不锈钢幕墙骨架最好采用不锈钢，其屈服强度 、抗拉强度、伸长率、硬度等物理性能都优 于其他类型钢材。玻璃幕墙的材料n点支式玻璃幕墙钢制支撑结构可分为杆件体系和索杆体 系两种，主体钢筋混凝土结构也可以是支撑结构的一部 分。杆件体系是由刚性构件组成的结构体系。索杆体系 是由拉索、拉杆和刚性构件等组成的预应力结构体系。n杆件体系可分为单杆件、桁架、空腹桁架几种形式。n单杆结构常用单根钢管（圆形或方形）或形钢制造， 结构简单，常用于高度较小的点式玻璃幕墙。n桁架通常用钢管相贯式焊接而成，当空间较大时，一般 采用空腹桁架或鱼腹桁架支撑结构。n索杆体系的受拉杆件采用高强度钢索或圆钢代替，结构 上简单美观，在点式玻璃幕墙中有广泛的应用。玻璃幕墙的材料n单杆体系（长春火车站北站房）玻璃幕墙的材料n桁架体系玻璃幕墙的材料n拉杆体系长春净月管委会综合楼玻璃幕墙的材料n拉索体系广州新白云机场玻璃幕墙的材料n柔索体系北京新保利大厦玻璃幕墙的材料n世界最大单层单层 双向式柔索玻璃幕墙墙n“新保利大厦”的正立面（东北面）采用的是约90米 高、68米宽的单层双向柔索玻璃幕墙。这一设计是国 内首次使用，其高度和面积均位列世界第一（目前最 大的此种玻璃幕墙高约45米，位于德国慕尼黑的凯宾 斯基机场饭店）。n幕墙颠覆了贯常思维的钢框隔离技术，在无桁架的网 索结构上，以柔韧的钢索巧妙穿梭于玻璃之间，采用 预应力钢缆固定的方式，这一技术在民用建筑中还是 首次采用，其强度之高也是国内建筑行业的首创。玻璃幕墙的材料n（五）、点支式幕墙的支承装置n支承装置包括螺栓和钢爪。玻璃板通过螺栓固定在钢 爪上，钢爪与后面的支撑结构连接，使玻璃的受力通 过螺栓、钢爪传递到支撑结构上。 n连接螺栓以不锈钢制造。按照构造可分为活动式、固 定式；按外形可分为沉头式和浮头式。球铰螺栓的球 头上镶配有不锈钢和特殊铝合金材质的铰座和衬垫。n钢爪用不锈钢制造或碳钢铸造，外表面喷氟碳涂两种 材料。根据使用部位不同钢爪又分为单点、两点、三 点、四点、多点爪等不同结构形状，在实际工程中还 有一些异型爪件。二、玻璃幕墙的节能方法与构造措施n1、传统玻璃幕墙的节能n改善玻璃幕墙的保温隔热性能，减少开启扇。根据区 域气候特点选择适当的幕墙玻璃，如热反射玻璃、低 辐射镀膜玻璃，中空玻璃或多层中空玻璃、真空玻璃 等。 n减少热桥，采用隔热断桥铝合金型材，降低结构传热 系数n对非采光部分采用隔热较好的材料作后衬墙，或进行 保温处理。 n做好密闭处理，提高其密封性，降低空气渗透热损失 。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n、新型的节能幕墙n ）、热通道双层玻璃幕墙（也称为气循环幕墙、 呼吸幕墙、生态幕墙、绿色幕墙、健康幕墙等），是 指由一层外层玻璃幕墙和一层内层玻璃幕墙（或玻璃 窗）组成的双层玻璃幕墙，两者之间留有一空腔（通 道）n热通道双层玻璃幕墙根据通道的宽度可分为窄通道 双层玻璃幕墙和宽通道双层玻璃幕墙；根据构造形 式上可分为封闭式通风双层玻璃幕墙、窗箱式双层 玻璃幕墙、和外廊式双层玻璃幕墙；根据通道高度 可分为单层通风双层玻璃幕墙和双层（多层）通风 双层玻璃幕墙；根据通道循环方式可分为内循环双 层玻璃幕墙和外循环双层玻璃幕墙。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n 热通道双层玻璃幕墙主要特征：保温 隔热性能高，节能效果好；设置在夹层的 电动百叶可以调节室内的自然采光效果， 夏季可以起到遮阳作用，减少空调能耗； 外循环热通道双层玻璃幕墙可以起到良好 的通风换气效果。n 影响热通道双层玻璃幕墙系统效能的 因素有：自然通风机械辅助通风的效率， 玻璃种类及排列顺序，空气腔的尺寸和深 度，遮阳装置的位置和面积等。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n）、光电幕墙n是在玻璃中间复合光电池板块，然后在装配时将 其连接在一起，从而形成一套发电系统，这套发 电系统通过一定的储存设备和转换设备将电能转 换为可直接利用的电源，供照明及辅助设施之用 。n双层玻璃幕墙在我国的很多项目上得到应用，光 电幕墙没有大面积应用的实例。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n、清华大学超低能耗示范楼上的玻璃幕墙介绍玻璃幕墙的节能方法与构造措施n）、窄通道 式内循环双层 玻璃幕墙n由意大利帕玛斯 迪利沙公司提供 的。n将保温性能较好 的高性能中空玻 璃放置在外层幕 墙，而将单层玻 璃放置在里层幕 墙。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n特征：双层玻璃幕墙间距mm，外层幕墙玻璃 组成mmlow-e12A 10mm透明钢化玻璃，内层 幕墙玻璃为mm透明钢化玻璃，双层幕墙外设置有 太阳辐射传感器，通过实际的测量数据来控制夹层百 叶的升降和旋转角度,此外，夹层内还设置有温度传 感器，将夹层空气与室内空气的温差作为夹层通风量 的控制参数，将夹层的温度控制在一个合适的范围内 。幕墙对外不设开口使其有较好的隔声、保温性能； 百叶能有效的控制室内自然采光效果，同时夏季起到 遮阳作用，冬季能减少夜间散热，增强保温功能；窄 通道的设置，减少了传统双层幕墙的占地面积；不足 是幕墙无法满足房间的自然通风需要。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n）、窄通道式外 循环双层玻璃幕墙玻璃幕墙的节能方法与构造措施n窄通道式外循环双层玻璃幕墙特征：双层 幕墙间距110mm，外层幕墙玻璃为8mm 透明钢化玻璃，不可开启，上下设有扁长 的开口；内层玻璃为8mmlow- e+18air+4/pvb/4夹胶玻璃，设有可内开 的窗户；中间设有25mm宽的电动遮阳百 叶，夹层自然通风效果不是很明显，故在 夹层顶部设置有小型风机进行辅助通风。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n）、宽通道式单 层通风双层玻璃幕 墙玻璃幕墙的节能方法与构造措施n宽通道式单层通风双层玻璃幕墙特征：双层幕墙 间距600mm，外层幕墙玻璃为6mm透明钢化玻 璃，上下设有电动开启的进出风口；内层玻璃为 4mmlow-e+9air+5cl+9air+ 4mmlow-e；在立 面的高度上分个功能区，上方主要解决采光， 中部解决保温、隔热、遮阳问题，下部解决通风 问题，而层与层间采用磨砂玻璃来遮挡夹层处的 设备管道和仪器等；中中间设有50mm宽的由下 向上升起并可调节角度的电动遮阳百叶；在立面 约高度置两块反光板，将太阳光反射进入 室内顶棚。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n）、宽通道式多 层串联通风双层玻 璃幕墙。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n宽通道式多层通风双层玻璃幕墙特征：构 造几乎与单层通风幕强一致，唯一不同是 将单层通风幕墙层间的固定隔板改成活动 隔板，关闭中间的通风口只留下最上和最 下部的通风口，这样夹层内基于热压效应 而来的自然通风能力得到加强，但顶层由 于流通的空气温度较高，其隔热性能会受 到一些影响，还有各层串联通风可能会引 起楼层之间的串声问题。玻璃幕墙的节能方法与构造措施n）、水平外百叶玻 璃幕墙玻璃幕墙的节能方法与构造措施n水平外百叶玻璃幕墙特