【正文】 墻面板系統(tǒng)對平面內變形作用的抵抗能力。另外，當外界溫度變化時，建筑外圍護結構隨著環(huán)境溫度的變化發(fā)生熱脹冷縮，圍護結構受溫度影響比較敏感，主體結構的溫度變化則比較均衡和平穩(wěn)，這種建筑內部與外部溫度變化的差異導致幕墻體系產生附加溫度應力，結果會把承載能力相對較差的幕墻體系或連接部位損壞。所以建筑幕墻的立柱（豎龍骨）需要設置豎向溫度變形縫等措施。 自重輕建筑幕墻屬于輕質墻體，有利于減輕建筑的自重，因此大量應用于高層建筑。玻璃幕墻的重量只相對于傳統(tǒng)磚墻的 1/10，相當于混凝土墻板的 1/7，鋁單板幕墻更輕， 370mm 磚墻 760kg/m2，而玻璃幕墻只有 35~40kg/m2，鋁單板幕墻只有 20~25kg/m2。極大地減少了主體結構的材料用量，也減輕了基礎的荷載，節(jié)約了基礎和主體結構的造價。 裝飾效果好建筑幕墻依據不同的面板材料可以產生實體墻無法達到的建筑效果，如色彩艷麗、多變，充滿動感；建筑造型輕巧、靈活；虛實結合，內外交融，具有現代化建筑的特征。 安裝工藝簡單、高效清潔幕墻由鋼型材、鋁型材、拉索和各種面板材料構成，這些型材和板材都能工業(yè)化生產，安裝方法簡便，特別是單元式幕墻，其主要的制作安裝工作都是在工廠完成的，現場施工安裝工作工序非常少，因此安裝速度快，施工周期短。同時，幕墻安裝無揚塵，實現了高效清潔的安裝方式。 維修更換方便建筑幕墻構造規(guī)格統(tǒng)一，面板材料單一、輕質，安裝工藝簡便，因此維修更換十分方便。特別是對那些可獨立更換單元板塊和單元幕墻的構造，維修更換更是簡單易行。 特別適用于既有建筑的改造由于建筑幕墻是掛在主體結構外側，因此可用于舊建筑的更新改造，在不改動主體結構的前提下，通過外掛幕墻，內部重新裝修，則可比較簡便地完成舊建筑的改造更新。改造后的建筑如同新建筑一樣，充滿著現代化氣息，光彩照人，不留任何陳舊的痕跡。 功能化系統(tǒng)要求，易與新技術新材料結合4 / 122建筑幕墻無論是玻璃幕墻還是金屬與石材幕墻都是功能化系統(tǒng)的集成，因此建筑幕墻的設計應考慮以下性能：結構安全性（抗震防災、抗風壓性能） 、節(jié)能性能（保溫、遮陽、抗結露） 、密封性能（空氣滲透性能和防水、排水性能） 、防火、防雷、光學（采光、照明及對周邊環(huán)境的影響（如：眩光） ） 、隔聲與降噪、機械性能（啟閉靈活） 、耐久性等。同時建筑幕墻總是易與新技術結合，越來越多的人造板材幕墻以及不斷改進的板塊掛裝工藝就是幕墻與新材料、新技術的結晶。典型建筑幕墻的標志性建筑如香港的金融中心（見圖 ）和上海的環(huán)球金融中心與金茂大廈（見圖 ） 。 圖 香港的金融中心 圖 上海的環(huán)球金融中心與金茂大廈 建筑幕墻的基本構成幕墻體系的構成，總體上包括以下三大部分：幕墻面板、支承結構體系、連接構造體系（圖 ） 。圖 幕墻結構體系的構成5 / 122 對于常見的框式玻璃幕墻來說，其支承體系則由橫梁、立柱組成，而其連接體系則包括固定支座，結構膠粘結系統(tǒng)（SSGS structural sealant glazed system） ，周邊密封系統(tǒng)（perimeter seal）等（見圖 2） 。①—上框 ②—周邊密封 ③—立柱 ④—邊框 ⑤—擦窗機軌道 ⑥—橫梁⑦—固定支座 ⑧—面板 ⑨—下框圖 框架式幕墻的常見組成 面板幕墻的面板是組成幕墻外觀的主要部分，承受局部水平風荷載和自重荷載，發(fā)揮幕墻擋風避雨的功能。常用的幕墻面板有：玻璃面板（圖 ） 、天然石材面板（圖 ） 、金屬面板（圖 ）和其他人造板材。對于絕大多數金屬和石材幕墻、隱框玻璃幕墻、點式玻璃幕墻而言，面板材料就是整個幕墻的外觀。 圖 玻璃6 / 122 圖 石材 圖 金屬板 支承結構體系支承結構體系是指在幕墻面板和主體結構之間并把面板上的荷載傳遞到主體結構的結構體系，如：框架式幕墻（明框或隱框幕墻）的框架梁柱（見圖 ） ，點支承幕墻的支承鋼結構梁柱、鋼桁架、索桁架、索桿體系、索網體系，全玻幕墻的支承玻璃肋梁、肋柱，石材幕墻的橫梁、立柱（見圖 ）等。 圖 某單元體玻璃幕墻支承體系 圖 某石材幕墻支承體系目前，柔性結構在幕墻及其采光頂工程中大量應用，這類結構都屬于預應力鋼結構，通常統(tǒng)稱為張力結構，其剛度由預應力提供，如：索桁架、索桿體系、索網體系等。以北京世紀財富中心（見圖 和圖 ）為例：（1）支承結構為預應力單層索網結構，玻璃面板荷載通過高強度鋼絞線組成的單層索網結構傳給主體結構；（2）結構基于網球拍原理，索網通過施加的預應力產生抵抗平面外荷載的剛度；（3）單索結構幕墻由于需要鋼絞線產生的較大變形來抵抗風壓，因此索網的撓度一般控制在 l/50，較一般幕墻大。 圖 北京世紀財富中心點式幕墻 圖 應力檢測7 / 122 連接構造體系連接構造體系主要解決幕墻各構件、部件之間的可靠連接和協同工作，主要包括玻璃面板與支承結構的連接、支承結構構件之間的連接以及支承結構與主體結構之間的連接（主要形式之一是與主體結構的預埋件連接）等。 明框幕墻連接明框玻璃幕墻屬于元件式幕墻，將玻璃板用鋁框鑲嵌，形成四邊有鋁框的幕墻元件（見圖 ） ；硬性接觸處采用彈性連接，幕墻的隔音效果好；能夠實現建筑上的平面幕墻和曲面幕墻效果；拆卸方便，易于更換，便于維護。 圖 明框幕墻 隱框幕墻連接隱框幕墻采用硅酮結構密封膠連接玻璃與型材（見圖 ） 。這里也包括兩個內容：一是普通幕墻用結構密封膠，用于粘結玻璃與支承框架；二是中空玻璃用結構密封膠，用于粘結內外片玻璃。中空玻璃結構膠不同于一般結構膠，其變位能力一般為 5％左右，能保證中空玻璃兩片玻璃的相對位置不變；而一般結構膠的變位能力為177。25%～50%。 圖 隱框幕墻隱框玻璃幕墻的玻璃是采用硅酮結構密封膠粘接在鋁框上，膠的選取和使用極為重要，應具有優(yōu)越的耐候性，粘結性和抗紫外線能力，特別是膠的活動性能，必須長期持久地承受活動的張力，壓力和強烈的循環(huán)應力。 點式玻璃幕墻（采光頂）連接駁接爪按外形分為 X 形、H 形、山字形等；按表面處理分為鏡光、啞面、氟碳噴涂等；按材質分為不銹鋼、鋁合金等（見圖 ） 。8 / 122 1 支撐爪件 2 玻璃面板 點支承采光頂 石材幕墻連接一 點式點式石材幕墻連接方式，主要指背栓等可簡化為鉸接連接的石材掛接方式（見圖 ） 。采用不銹鋼脹栓無應力錨固連接，安全可靠；多向可調，表面平整度高，拼縫平直、整齊；采用掛式柔性連接，抗震性能好。圖 背栓石材幕墻系統(tǒng) 石材幕墻連接二 槽式槽式石材幕墻連接方式，主要指石材周邊開槽的連接方式，包括短槽、通槽、T 型連接等型式（見圖） 。采用掛式結構，安裝是可三維調整；幕墻表面平整光滑；通長鋁合金型材的使用，有效提高系統(tǒng)安全性及強度。9 / 122圖 通長槽式石材幕墻連接 金屬板幕墻連接一 有附框的連接圖 金屬板幕墻的有附框連接金屬面板機械固定在附框上，通過附框把面板上的荷載傳遞到龍骨或埋件上（見圖 ） 。 金屬板幕墻連接二 無附框的連接（帶耳片、鋼框架） 圖 金屬板的耳片連接金屬面板側邊帶有耳片，通過耳片直接與骨架連接，或通過角碼與骨架轉接，面板上的荷載通過耳片或角碼傳遞到龍骨或埋件上（見圖 ） 。 建筑幕墻的分類建筑幕墻根據分類方式不同，可以有多種形式。按幕墻的使用功能，可以分為圍護用幕墻和裝飾性幕墻，其中裝飾性幕墻僅作為建筑的外裝飾面，而不具有氣密、水密性的要求。10 / 122按面板的支承形式可以分為框支承幕墻、肋支承幕墻和點式支承幕墻，對于一個矩形面板基本上對應四邊支承、兩邊支承和鉸支座的受力模式。而框支承玻璃幕墻，根據框的顯隱狀態(tài)又可分為明框、隱框和半隱框玻璃幕墻，在第四章玻璃幕墻部分將作詳細的介紹。從幕墻的施工方式上，又常分為構件式和單元式幕墻。當然，幕墻分類中最常用的分類是按照面板材料進行的，可分為玻璃幕墻、石材幕墻、金屬幕墻和人造板材幕墻幾種基本形式，其中金屬、石材及人造板材幕墻在幕墻體系的構成上具有很大的類似性。下面對幾種常見的幕墻進行簡單的介紹。 玻璃幕墻 明框玻璃幕墻明框玻璃幕墻是指玻璃面板通過壓板固定在橫梁和立柱構成的框架上，四邊鋁框室外可見的幕墻（見圖 和圖 ） 。明框玻璃幕墻不僅應用廣泛、性能穩(wěn)定，還因為明框玻璃幕墻在形式上與玻璃窗接近，易于被人們接受，施工簡單，形式傳統(tǒng)，所以至今仍被人們所鐘愛。 圖 明框玻璃幕墻 圖 隱框玻璃幕墻 圖 典型明框幕墻節(jié)點 圖 典型隱框幕墻節(jié)點 全隱框玻璃幕墻隱框玻璃幕墻指：玻璃是采用硅酮結構密封膠粘接在鋁附框上，構成玻璃單元板塊，然后連接在橫梁立柱組成的鋁框架上，形成四邊鋁框室外不可見的幕墻（見圖 和圖 ） 。在有些工程上，為增加隱框玻璃幕墻的安全性，在玻璃周邊增加鋁框來固定玻璃，如北京的西環(huán)廣場項目的小單元式隱框玻璃幕墻（圖 ） 。結構膠是連接玻璃與鋁框的關鍵所在，兩者全靠結構膠連接。因此在隱框玻璃幕墻應11 / 122用的初期，有許多專家學者認為，隱框玻璃幕墻是懸在人們頭上的定時炸彈。其實只要結構膠滿足相容性和剝離粘結性能，即結構膠能夠有效地黏結與之接觸的所有材料（如玻璃、鋁框、墊塊等） ，隱框玻璃幕墻的安全性能就能夠得到保證。 圖 隱框幕墻 半隱框玻璃幕墻相對于明框玻璃幕墻來說，幕墻的玻璃板兩對邊鑲嵌在鋁框內，另外兩邊采用結構膠直接粘接在鋁附框上，構成半隱框玻璃幕墻。豎框隱蔽、橫框外露的玻璃幕墻稱為橫明豎隱玻璃幕墻；橫框隱蔽，豎框外露的玻璃幕墻稱為橫隱豎明玻璃幕墻（圖 和圖 ） 。 圖 橫明豎隱玻璃幕墻 圖 橫隱豎明玻璃幕墻 全玻幕墻全玻璃幕墻就是由玻璃肋和玻璃面板構成的玻璃幕墻。在建筑物首層大堂、頂層和旋轉餐廳，為增加玻璃幕墻的通透性，不僅玻璃板，包括支承結構都采用玻璃肋（見圖 ） 。由圖可見，只有玻璃參與室內外傳熱，因此玻璃的熱工性能決定了全玻玻璃幕墻的熱工性能。12 / 122圖 全玻玻璃幕墻 點支承玻璃幕墻點支承玻璃幕墻是由玻璃面板、點支承裝置和支承結構共同組成的一種高通透的幕墻形式（見圖 9 和圖 ） 。其支承結構多采用鋼結構梁、柱、桁架及張力結構（包括索網、索桁架、單索等） ，索結構支承點式玻璃幕墻將玻璃與拉索系統(tǒng)完美結合，充分展示了建筑的時尚與個性。玻璃面板必須經過鋼化處理，可采用單層玻璃、中空玻璃、夾層玻璃。由圖可見，不僅玻璃參與室內外傳熱，金屬爪件也參與室內外傳熱，在一個幕墻單元中，玻璃面積遠超過金屬爪件的面積，因此玻璃的熱工性能在點支式玻璃幕墻中占主導地位。 圖 點支式玻璃幕墻 圖 點支式玻璃幕墻 石材幕墻面板材料是天然建筑石材的幕墻，如：花崗石幕墻、石灰石幕墻、砂巖幕墻等。石材幕墻是獨立于實體墻之外的圍護結構體系，一般在主體結構上設計安裝專門的獨立骨架體系（橫、豎龍骨） ，該骨架固定在在主體結構上，然后采用金屬掛件將石材面板安裝在骨架結構上。石材幕墻應能承受自身的重力荷載、風荷載、地震荷載和溫差作用，不承受主體結構所受的荷載。按石材幕墻板塊之間是否打膠，石材幕墻又常分為閉縫式和開縫式兩種，閉縫式石材幕墻應具有保溫、隔熱、隔聲、防水等功能（見圖 ） 。13 / 122石材幕墻面板的掛接形式主要有背栓式、背槽式、短槽式（L 型、T 型） 、通槽式四個類型，由于 T型掛件不易實現石材板塊的獨立更換，因此不推薦使用。石材幕墻不是石材貼面墻，石材貼面墻是將石材通過拌有黏結劑的水泥砂漿直接貼在墻面上，石材面板與實墻面形成一體，兩者之間沒有間隙和任何相對運動或位移。 圖 石材幕墻 圖 金屬幕墻（鋁板） 金屬板幕墻金屬板幕墻是通過骨架體系懸掛在主體結構上的，只是板塊是金屬面板（圖 ） 。金屬板幕墻按面板材料可分為鋁單板幕墻、鋁塑板幕墻、鋁瓦楞板幕墻、銅板幕墻、彩鋼板幕墻、鈦板幕墻、鈦鋅板幕墻等，按是否打膠分為封閉式金屬板幕墻和開放式金屬板幕墻。金屬板幕墻具有重量輕、強度高、板面平滑、富有金屬光澤、質感豐富等特點，同時金屬板幕墻還具有加工工藝簡單、加工質量好、生產周期短、可工廠化生產、裝配精度高和防火性能優(yōu)良等特點，因此被廣泛地應用于各種建筑中。 人造板材幕墻幕墻面板為人造板材的幕墻，包括陶土板、瓷板、千思板、蜂窩板、微晶玻璃等幕墻型式。人造板材幕墻的構造型式尤其是結構支承系統(tǒng)和金屬與石材幕墻一致，面板安裝方式有的接近石材幕墻，有的接近金屬板幕墻，其基本設計原理和金屬與石材幕墻類似。 雙層幕墻雙層幕墻（doubleskin facade，簡稱 DSF）作為節(jié)能幕墻的一種形式，又被稱為雙層通風幕墻、呼吸式幕墻或者熱通道幕墻等。雙層幕墻以良好的通透性、新穎的造型和合理的結構為人們青睞，是現代高檔建筑顯著的特征。雙層幕墻由內外兩層幕墻組成，在內外幕墻之間形成一個相對封閉的空間，空氣一般從幕墻下部進風口入，從上部排風口出，通道內的空氣經常處于流動狀態(tài)。冬季，由于陽光照射熱通道溫度升高，形成一個高溫緩沖層，起到了隔絕室外冷空氣的作用，提高了內側玻璃的外表面溫度，減少了建筑物采暖的運行費用；夏季，熱通道內溫度很高，打開外側單層玻璃幕墻的進、出風口，通道中的空氣由于煙囪效應而產生流動，流動空氣帶走通道中熱量，使內層幕墻的外表面溫度降低，減少空調負荷。在夏季由于緩沖層容易形成溫室效應造成室內過熱，在兩層玻璃幕墻之間的通道中一般有遮陽設備，以通風排走遮陽百葉吸收并釋放到通道中的熱量，既保持了建筑平