第一节　玻璃幕墙的基本要求

由于玻璃属于一种易碎品，加之玻璃幕墙一般多应用于临街建筑上，玻璃的破碎是不可避免的，玻璃破碎就有可能对人构成伤害。最近几年玻璃工业的生产技术水平得到了不断提高，品种越来越多，对玻璃的选择空间越来越大，但要想合理地选用玻璃以使幕墙的安全性达到较好的理想状态，就必须对玻璃幕墙的基本技术要求有所了解。

一、对玻璃的基本技术要求

用于玻璃幕墙的玻璃种类很多，有中空玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃、夹层玻璃、防火玻璃等。玻璃表面可以镀膜，形成镀膜玻璃（也称为热反射玻璃，可将1/3左右的太阳能吸收和反射掉，降低室内的空调费用）。中空玻璃在玻璃幕墙中已应用十分广泛，它具有优良的保温、隔热、隔声和节能效果。

玻璃幕墙所用的单层玻璃厚度，一般为6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm；夹层玻璃的厚度，一般为（6+6）mm、（8+8）mm（中间夹聚乙烯醇缩丁醛胶片，干法合成）；中空玻璃厚度为（6+d+5）mm、（6+d+6）mm、（8+d+8）mm等（d为空气厚度，可取6mm、9mm、12mm）。幕墙宜采用钢化玻璃、半钢化玻璃、夹层玻璃。有保温隔热性能要求的幕墙宜选用中空玻璃。

为减少玻璃幕墙的眩光和辐射热，宜采用低辐射率镀膜玻璃。因镀膜玻璃的金属镀膜层易被氧化，不宜单层使用，只能用于中空玻璃和夹层玻璃的内侧。目前，高透型镀银低辐射（LOW-E）玻璃已在幕墙工程中使用，不仅具有良好的透光率、极高的远红外线反射率，而且节能性能优良，特别适用于地方寒冷地区。它能使较多的太阳辐射进入室内以提高室内的温度，同时又能使寒冷季节或阴雨天来自室内物体热辐射的85%反射回室内，有效地降低能耗，节约能源。

低辐射玻璃因其具有透光率高的特点，可用于任何地域的有高通透性外观要求的建筑，以突出自然采光的主要特征，这是目前比较先进的绿色环保玻璃。

二、对骨架的基本技术要求

用于玻璃幕墙的骨架，除了应具有足够的强度和刚度外，还应具有较高的耐久性，以保证幕墙的安全使用和寿命。如铝合金骨架的立梃、横梁等要求表面氧化膜的厚度不应低于AA15级。为了减少能耗，目前提倡应用断桥铝合金骨架。如果在玻璃幕墙中采用钢骨架，除不锈钢外，其他应采取表面热渗的方法进行镀锌。

黏结隐框玻璃的硅酮密封胶（工程中简称结构胶）十分重要，结构胶应有与接触材料的相容性试验报告，并有保险年限的质量证书。

点式连接玻璃幕墙的连接件和联系杆件等，应采用高强金属材料或不锈钢精加工制作，有的还要承受很大预应力，技术要求比较高。

三、玻璃幕墙必须解决的技术问题

玻璃幕墙虽然具有自重比较轻（为砖墙的1/10左右）、施工工期短、外形美观、立面丰富等特点，但也存在造价高、耗能大等问题，一般只用于高级建筑工程中。玻璃幕墙作为高层建筑的装饰墙体之一，必须解决好以下技术问题。

（一）满足自身强度要求

高层建筑的主要荷载来源于水平力（风力、地震力等），其中地震荷载主要由建筑结构主体承担，建筑结构应当正确选用结构材料（如钢筋混凝土和钢结构）和结构类型；而玻璃幕墙需要承担相应的风荷载。

风荷载对建筑物产生的影响，主要包括迎风面的正压力和背风面的负压力。风力的大小与地区气候条件、建筑物的高度有关。据有关部门测定，一般内陆地区100m左右高度的建筑承受的风压力约为1.97kN/m2，沿海地区则为2.60kN/m2，因此高层建筑中的风荷载是水平荷载中的主要荷载，玻璃幕墙在设计时应具有足够的抗风能力。

玻璃幕墙设计应选取合理的框架材料的截面，确定玻璃的适当厚度及面积大小，使玻璃幕墙具有足够的强度和安全度，这是玻璃幕墙设计中应重点解决的问题。1972年，美国在波士顿建造的汉考克大厦，外墙采用玻璃幕墙，玻璃总数为10000多块，施工后竟有1200多块玻璃破碎掉落，当时引起全世界的震惊。产生如此重大质量事故的原因，主要是玻璃自身强度不足所造成的。

为避免因玻璃自身强度不足而破损，除选用合理的玻璃厚度和尺寸外，还应采用钢化玻璃、夹丝玻璃和半钢化玻璃。

（二）满足结构变形要求

玻璃幕墙是一种厚度很小、面积很大的特殊结构，在建筑结构的外围主要受到风压力水平荷载。在风力的作用下，玻璃幕墙应当具有足够的抵抗变形的能力，通常用刚度允许值来决定。

根据工程实践总结，各国对玻璃幕墙的刚度允许值各有不同的规定，国外大部分控制幕墙挠度的允许值为l/1000～l/250，而我国则规定为l/800～l/150。挠度允许值过大或过小，对玻璃幕墙的安全度和经济性都有较大的影响，因此在进行玻璃幕墙设计时，应当慎重确定幕墙的刚度允许值。

（三）满足温度变形要求

工程实践证明，建筑的内外温差、天气温变和早晚温度的变化，均会使玻璃幕墙产生胀缩变形与温度应力，如铝合金型材其伸缩性比较大，幕墙与建筑结构主体之间应采取“柔性”连接，允许幕墙与建筑结构主体水平、垂直和内外方向有调节的可能性。

试验充分证明，只有满足幕墙温度变形的要求，不仅可以防止幕墙玻璃的破碎，而且可以消除由于变形、摩擦而产生的噪声。

（四）满足围护功能要求

玻璃幕墙作为建筑结构的围护结构，应能满足防风雨、防蒸汽渗透、防结露等方面的要求，并具有一定的保温、隔声、隔热的能力。防风雨、防蒸汽渗透、防结露主要靠密封的方法堵塞缝隙，其中以硅酮胶进行密封的效果最好，但注入缝隙中的厚度不应小于5mm。

硅酮密封胶性能优良，耐久性好，根据德国工业标准DIN 53504中提供的技术数据，其可以抵抗-60～200℃的温度，抗折强度可达1.6N/mm2。

在实际玻璃幕墙的施工中，由于硅酮胶的价格高昂，为减少用量和降低工程造价，可与橡胶密封条配套使用，即幕墙的下层采用橡胶条，上层采用硅酮密封胶。这样既能达到密封的良好效果，又能降低工程的投资。

在保温方面，应通过控制总热阻值和选取相应的保温材料解决。为了减少热量的损失，可以从以下方面加以改善。

（1）改善采光面玻璃的保温隔热性能，尽量选用节能型的中空玻璃，并减少幕墙上的开启扇。

（2）对非采光部分采取保温隔热处理，通常做法是采用防火和隔热效果均较好的材料，如浮石、轻混凝土等，并设置里衬墙，也可以设置保温芯材。

（3）加强对接缝的密闭处理，以减少透风量。

玻璃幕墙的各种玻璃保温性能，如表3-1所示。

（五）满足隔热功能要求

在我国南方炎热地区，为减少太阳的辐射和减少能耗，玻璃幕墙一般应采用吸热玻璃和热反射玻璃。常用的吸热玻璃又称为有色玻璃，可以吸收太阳辐射热45%左右；热反射玻璃又称为镜面玻璃，它能反射太阳辐射热30%左右，反射可见光40%左右。

最新研制成功的热反射玻璃，在夏季能反射86%的太阳辐射热，室内的可见光仅17%左右，是一种极好的玻璃幕墙材料。

在玻璃幕墙的设计中，还可以根据实际情况，采用不同品种的玻璃组合的中空玻璃，如吸热玻璃与无机玻璃的组合、吸热玻璃与热反射玻璃的组合、热反射玻璃与无色玻璃的组合等，其中热反射玻璃与无色玻璃的组合是采用最多的一种。

热反射玻璃的最大特征是具有视线的单向性，即视线只能从室内的一侧看到室外的一侧，但不能从室外的一侧看到室内的一侧。这种特征使玻璃既有“冷房效应”，又有单向观察室外的效果。

（六）满足隔声功能要求

作为建筑结构外围的玻璃幕墙，必须具有一定的隔声性能，其隔声效果主要考虑隔离来自室外的噪声。按照声音传播的质量定律和材料试验，一般玻璃幕墙的隔声量低于实体承重墙，通常只有30dB左右，为半砖双面抹灰墙体隔声量65%左右。如果采用中空玻璃，其隔声量可以达到45dB；如果采用中空玻璃加其他隔声措施，其隔声效果会更好。

在表3-2中列举了不同材料墙体隔声性能的有关数据，在进行玻璃幕墙设计和施工中可供参考。

（七）具有一定防火能力

玻璃幕墙的防火必须符合《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102—2003）中的要求。采用铝合金全玻璃幕墙的高层建筑，一旦发生火灾，铝合金框架达不到预定的耐火极限，为此除应设置砖石材料的里衬墙外，还应设置防火隔墙，即在玻璃与墙体之间填充岩棉或矿棉等非燃烧材料。

为确保玻璃幕墙具有一定的防火能力，在幕墙与楼板处的水平空隙，应采用阻燃性材料进行填充，有条件时应设置水幕，水幕的喷水强度为0.5L/s，喷头的间距应不大于1m。此外，所有裸露的金属支座均应采用防火涂料进行保护。

（八）满足清洁更换要求

玻璃幕墙位于建筑结构的外围，暴露于大自然之中，其表面不可避免地存在不同程度的污染问题，所以在玻璃幕墙设计中应设置擦窗机。如深圳国贸大厦的玻璃幕墙为满足清洗和维修的要求，共设置了三台擦窗机，在主楼、裙房和旋转餐厅各设置一台。

擦窗设备种类很多，如平台、滑动梯、单元式吊架、整体式吊架、吊轨式吊箱、轨道式悬臂吊箱、无轨吊车和大型轨道式双悬臂吊箱等多种，在设计中应根据玻璃幕墙的实际情况进行选用。

（九）防止“冷热桥”出现

玻璃幕墙一般由金属骨架和玻璃饰面组成，这两种材料的热导率存在很大差别，因此玻璃幕墙的“冷热桥”现象，是玻璃幕墙在使用中常见的一种质量问题，多发生在玻璃和型材的接触部分。

为减少这种现象的发生，一种方法是在其间设置绝热材料，如聚氯乙烯硬质塑料垫等，这是最常采用的方法；另一种方法是在金属骨架中间设置阻止导热材料，不使金属传热速度过快，从而可防止“冷热桥”出现。

最近几年，玻璃幕墙发展非常迅速，国外已朝着进一步提高保温、隔热、防水、气密、隔声、节能方向发展。除玻璃幕墙以外，还有铝板幕墙、铝合金复合保温板幕墙、其他金属复合保温板幕墙等。这些幕墙的骨架组合施工吊装和玻璃幕墙相同，幕墙饰面板的安装固定方法主要采用扣式连接和挂式连接。