【正文】 墻面板系統(tǒng)對(duì)平面內(nèi)變形作用的抵抗能力。另外，當(dāng)外界溫度變化時(shí)，建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隨著環(huán)境溫度的變化發(fā)生熱脹冷縮，圍護(hù)結(jié)構(gòu)受溫度影響比較敏感，主體結(jié)構(gòu)的溫度變化則比較均衡和平穩(wěn)，這種建筑內(nèi)部與外部溫度變化的差異導(dǎo)致幕墻體系產(chǎn)生附加溫度應(yīng)力，結(jié)果會(huì)把承載能力相對(duì)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(shè)置豎向溫度變形縫等措施。 自重輕建筑幕墻屬于輕質(zhì)墻體，有利于減輕建筑的自重，因此大量應(yīng)用于高層建筑。玻璃幕墻的重量只相對(duì)于傳統(tǒng)磚墻的 1/10，相當(dāng)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(jié)構(gòu)的材料用量，也減輕了基礎(chǔ)的荷載，節(jié)約了基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)的造價(jià)。 裝飾效果好建筑幕墻依據(jù)不同的面板材料可以產(chǎn)生實(shí)體墻無(wú)法達(dá)到的建筑效果，如色彩艷麗、多變，充滿動(dòng)感；建筑造型輕巧、靈活；虛實(shí)結(jié)合，內(nèi)外交融，具有現(xiàn)代化建筑的特征。 安裝工藝簡(jiǎn)單、高效清潔幕墻由鋼型材、鋁型材、拉索和各種面板材料構(gòu)成，這些型材和板材都能工業(yè)化生產(chǎn)，安裝方法簡(jiǎn)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(xiàn)場(chǎng)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(shí)，幕墻安裝無(wú)揚(yáng)塵，實(shí)現(xiàn)了高效清潔的安裝方式。 維修更換方便建筑幕墻構(gòu)造規(guī)格統(tǒng)一，面板材料單一、輕質(zhì)，安裝工藝簡(jiǎn)便，因此維修更換十分方便。特別是對(duì)那些可獨(dú)立更換單元板塊和單元幕墻的構(gòu)造，維修更換更是簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)外側(cè)，因此可用于舊建筑的更新改造，在不改動(dòng)主體結(jié)構(gòu)的前提下，通過(guò)外掛幕墻，內(nèi)部重新裝修，則可比較簡(jiǎn)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(xiàn)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(shù)新材料結(jié)合4 / 122建筑幕墻無(wú)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(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下性能：結(jié)構(gòu)安全性（抗震防災(zāi)、抗風(fēng)壓性能） 、節(jié)能性能（保溫、遮陽(yáng)、抗結(jié)露） 、密封性能（空氣滲透性能和防水、排水性能） 、防火、防雷、光學(xué)（采光、照明及對(duì)周邊環(huán)境的影響（如：眩光） ） 、隔聲與降噪、機(jī)械性能（啟閉靈活） 、耐久性等。同時(shí)建筑幕墻總是易與新技術(shù)結(jié)合，越來(lái)越多的人造板材幕墻以及不斷改進(jìn)的板塊掛裝工藝就是幕墻與新材料、新技術(shù)的結(jié)晶。典型建筑幕墻的標(biāo)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(gòu)成幕墻體系的構(gòu)成，總體上包括以下三大部分：幕墻面板、支承結(jié)構(gòu)體系、連接構(gòu)造體系（圖 ） 。圖 幕墻結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)成5 / 122 對(duì)于常見的框式玻璃幕墻來(lái)說(shuō)，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(jié)構(gòu)膠粘結(jié)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(jī)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(fēng)荷載和自重荷載，發(fā)揮幕墻擋風(fēng)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(duì)于絕大多數(shù)金屬和石材幕墻、隱框玻璃幕墻、點(diǎn)式玻璃幕墻而言，面板材料就是整個(gè)幕墻的外觀。 圖 玻璃6 / 122 圖 石材 圖 金屬板 支承結(jié)構(gòu)體系支承結(jié)構(gòu)體系是指在幕墻面板和主體結(jié)構(gòu)之間并把面板上的荷載傳遞到主體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，如：框架式幕墻（明框或隱框幕墻）的框架梁柱（見圖 ） ，點(diǎn)支承幕墻的支承鋼結(jié)構(gòu)梁柱、鋼桁架、索桁架、索桿體系、索網(wǎng)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(jié)構(gòu)在幕墻及其采光頂工程中大量應(yīng)用，這類結(jié)構(gòu)都屬于預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)，通常統(tǒng)稱為張力結(jié)構(gòu)，其剛度由預(yù)應(yīng)力提供，如：索桁架、索桿體系、索網(wǎng)體系等。以北京世紀(jì)財(cái)富中心（見圖 和圖 ）為例：（1）支承結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，玻璃面板荷載通過(guò)高強(qiáng)度鋼絞線組成的單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)傳給主體結(jié)構(gòu)；（2）結(jié)構(gòu)基于網(wǎng)球拍原理，索網(wǎng)通過(guò)施加的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生抵抗平面外荷載的剛度；（3）單索結(jié)構(gòu)幕墻由于需要鋼絞線產(chǎn)生的較大變形來(lái)抵抗風(fēng)壓，因此索網(wǎng)的撓度一般控制在 l/50，較一般幕墻大。 圖 北京世紀(jì)財(cái)富中心點(diǎn)式幕墻 圖 應(yīng)力檢測(cè)7 / 122 連接構(gòu)造體系連接構(gòu)造體系主要解決幕墻各構(gòu)件、部件之間的可靠連接和協(xié)同工作，主要包括玻璃面板與支承結(jié)構(gòu)的連接、支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接以及支承結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)之間的連接（主要形式之一是與主體結(jié)構(gòu)的預(yù)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?qū)崿F(xiàn)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(hù)。 圖 明框幕墻 隱框幕墻連接隱框幕墻采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠連接玻璃與型材（見圖 ） 。這里也包括兩個(gè)內(nèi)容：一是普通幕墻用結(jié)構(gòu)密封膠，用于粘結(jié)玻璃與支承框架；二是中空玻璃用結(jié)構(gòu)密封膠，用于粘結(jié)內(nèi)外片玻璃。中空玻璃結(jié)構(gòu)膠不同于一般結(jié)構(gòu)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(duì)位置不變；而一般結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)密封膠粘接在鋁框上，膠的選取和使用極為重要，應(yīng)具有優(yōu)越的耐候性，粘結(jié)性和抗紫外線能力，特別是膠的活動(dòng)性能，必須長(zhǎng)期持久地承受活動(dòng)的張力，壓力和強(qiáng)烈的循環(huán)應(yīng)力。 點(diǎn)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(zhì)分為不銹鋼、鋁合金等（見圖 ） 。8 / 122 1 支撐爪件 2 玻璃面板 點(diǎn)支承采光頂 石材幕墻連接一 點(diǎn)式點(diǎn)式石材幕墻連接方式，主要指背栓等可簡(jiǎn)化為鉸接連接的石材掛接方式（見圖 ） 。采用不銹鋼脹栓無(wú)應(yīng)力錨固連接，安全可靠；多向可調(diào)，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(jié)構(gòu)，安裝是可三維調(diào)整；幕墻表面平整光滑；通長(zhǎng)鋁合金型材的使用，有效提高系統(tǒng)安全性及強(qiáng)度。9 / 122圖 通長(zhǎng)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(jī)械固定在附框上，通過(guò)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(wú)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(cè)邊帶有耳片，通過(guò)耳片直接與骨架連接，或通過(guò)角碼與骨架轉(zhuǎn)接，面板上的荷載通過(guò)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(jù)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(hù)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(diǎn)式支承幕墻，對(duì)于一個(gè)矩形面板基本上對(duì)應(yīng)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(jù)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(xì)的介紹。從幕墻的施工方式上，又常分為構(gòu)件式和單元式幕墻。當(dāng)然，幕墻分類中最常用的分類是按照面板材料進(jìn)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(gòu)成上具有很大的類似性。下面對(duì)幾種常見的幕墻進(jìn)行簡(jiǎn)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(guò)壓板固定在橫梁和立柱構(gòu)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(yīng)用廣泛、性能穩(wěn)定，還因?yàn)槊骺虿Ａ粔υ谛问缴吓c玻璃窗接近，易于被人們接受，施工簡(jiǎn)單，形式傳統(tǒng)，所以至今仍被人們所鐘愛(ài)。 圖 明框玻璃幕墻 圖 隱框玻璃幕墻 圖 典型明框幕墻節(jié)點(diǎn) 圖 典型隱框幕墻節(jié)點(diǎn) 全隱框玻璃幕墻隱框玻璃幕墻指：玻璃是采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘接在鋁附框上，構(gòu)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(lái)固定玻璃，如北京的西環(huán)廣場(chǎng)項(xiàng)目的小單元式隱框玻璃幕墻（圖 ） 。結(jié)構(gòu)膠是連接玻璃與鋁框的關(guān)鍵所在，兩者全靠結(jié)構(gòu)膠連接。因此在隱框玻璃幕墻應(yīng)11 / 122用的初期，有許多專家學(xué)者認(rèn)為，隱框玻璃幕墻是懸在人們頭上的定時(shí)炸彈。其實(shí)只要結(jié)構(gòu)膠滿足相容性和剝離粘結(jié)性能，即結(jié)構(gòu)膠能夠有效地黏結(jié)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(duì)于明框玻璃幕墻來(lái)說(shuō)，幕墻的玻璃板兩對(duì)邊鑲嵌在鋁框內(nèi)，另外兩邊采用結(jié)構(gòu)膠直接粘接在鋁附框上，構(gòu)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(gòu)成的玻璃幕墻。在建筑物首層大堂、頂層和旋轉(zhuǎn)餐廳，為增加玻璃幕墻的通透性，不僅玻璃板，包括支承結(jié)構(gòu)都采用玻璃肋（見圖 ） 。由圖可見，只有玻璃參與室內(nèi)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(diǎn)支承玻璃幕墻點(diǎn)支承玻璃幕墻是由玻璃面板、點(diǎn)支承裝置和支承結(jié)構(gòu)共同組成的一種高通透的幕墻形式（見圖 9 和圖 ） 。其支承結(jié)構(gòu)多采用鋼結(jié)構(gòu)梁、柱、桁架及張力結(jié)構(gòu)（包括索網(wǎng)、索桁架、單索等） ，索結(jié)構(gòu)支承點(diǎn)式玻璃幕墻將玻璃與拉索系統(tǒng)完美結(jié)合，充分展示了建筑的時(shí)尚與個(gè)性。玻璃面板必須經(jīng)過(guò)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(nèi)外傳熱，金屬爪件也參與室內(nèi)外傳熱，在一個(gè)幕墻單元中，玻璃面積遠(yuǎn)超過(guò)金屬爪件的面積，因此玻璃的熱工性能在點(diǎn)支式玻璃幕墻中占主導(dǎo)地位。 圖 點(diǎn)支式玻璃幕墻 圖 點(diǎn)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(dú)立于實(shí)體墻之外的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系，一般在主體結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)安裝專門的獨(dú)立骨架體系（橫、豎龍骨） ，該骨架固定在在主體結(jié)構(gòu)上，然后采用金屬掛件將石材面板安裝在骨架結(jié)構(gòu)上。石材幕墻應(yīng)能承受自身的重力荷載、風(fēng)荷載、地震荷載和溫差作用，不承受主體結(jié)構(gòu)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(yīng)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(gè)類型，由于 T型掛件不易實(shí)現(xiàn)石材板塊的獨(dú)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(guò)拌有黏結(jié)劑的水泥砂漿直接貼在墻面上，石材面板與實(shí)墻面形成一體，兩者之間沒(méi)有間隙和任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(guò)骨架體系懸掛在主體結(jié)構(gòu)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(qiáng)度高、板面平滑、富有金屬光澤、質(zhì)感豐富等特點(diǎn)，同時(shí)金屬板幕墻還具有加工工藝簡(jiǎn)單、加工質(zhì)量好、生產(chǎn)周期短、可工廠化生產(chǎn)、裝配精度高和防火性能優(yōu)良等特點(diǎn)，因此被廣泛地應(yīng)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(gòu)造型式尤其是結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)原理和金屬與石材幕墻類似。 雙層幕墻雙層幕墻（doubleskin facade，簡(jiǎn)稱 DSF）作為節(jié)能幕墻的一種形式，又被稱為雙層通風(fēng)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(jié)構(gòu)為人們青睞，是現(xiàn)代高檔建筑顯著的特征。雙層幕墻由內(nèi)外兩層幕墻組成，在內(nèi)外幕墻之間形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間，空氣一般從幕墻下部進(jìn)風(fēng)口入，從上部排風(fēng)口出，通道內(nèi)的空氣經(jīng)常處于流動(dòng)狀態(tài)。冬季，由于陽(yáng)光照射熱通道溫度升高，形成一個(gè)高溫緩沖層，起到了隔絕室外冷空氣的作用，提高了內(nèi)側(cè)玻璃的外表面溫度，減少了建筑物采暖的運(yùn)行費(fèi)用；夏季，熱通道內(nèi)溫度很高，打開外側(cè)單層玻璃幕墻的進(jìn)、出風(fēng)口，通道中的空氣由于煙囪效應(yīng)而產(chǎn)生流動(dòng)，流動(dòng)空氣帶走通道中熱量，使內(nèi)層幕墻的外表面溫度降低，減少空調(diào)負(fù)荷。在夏季由于緩沖層容易形成溫室效應(yīng)造成室內(nèi)過(guò)熱，在兩層玻璃幕墻之間的通道中一般有遮陽(yáng)設(shè)備，以通風(fēng)排走遮陽(yáng)百葉吸收并釋放到通道中的熱量，既保持了建筑平