【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 整、通透的外觀，也提高了遮陽(yáng)效果。與傳統(tǒng)的單層玻璃幕墻相比，雙層幕墻具有集節(jié)能、采光、防水、防風(fēng)、隔聲和裝飾于一體的優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)通道內(nèi)氣體的循環(huán)方式，將雙層幕墻分為內(nèi)通風(fēng)雙層幕墻、外通風(fēng)雙層幕墻和開(kāi)放式雙層幕墻。 內(nèi)循環(huán)通道幕墻內(nèi)循環(huán)通道幕墻的外層是完全封閉的，其空氣循環(huán)過(guò)程均在室內(nèi)進(jìn)行，使得內(nèi)層幕墻的外表面溫度接近室內(nèi)溫度，能夠降低采暖和制冷的能耗（見(jiàn)圖 ）。內(nèi)循環(huán)通道幕墻一般在嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)使用，其外層一般由斷熱型材與中空玻璃等熱工性能優(yōu)良的型材和面板組成，其內(nèi)層一般為單層玻璃組成的玻璃幕墻或可開(kāi)啟窗，以便對(duì)通道進(jìn)行清洗和內(nèi)層14 / 122幕墻的換氣。通風(fēng)換氣層與吊頂部位設(shè)置的暖通系統(tǒng)抽風(fēng)管相連，形成自下而上的強(qiáng)制性空氣循環(huán)，室內(nèi)空氣通過(guò)內(nèi)層玻璃下部的通風(fēng)口進(jìn)入換氣層，使通道內(nèi)的空氣溫度達(dá)到或接近室內(nèi)溫度，達(dá)到節(jié)能效果。內(nèi)循環(huán)通道幕墻的循環(huán)通道厚度一般為 100~150mm。 圖 內(nèi)循環(huán)通道幕墻 圖 外循環(huán)通道幕墻 外循環(huán)通道幕墻外循環(huán)通道幕墻與“封閉式通道幕墻”相反，其的內(nèi)層玻璃是完全封閉的，外層是單層玻璃與非斷熱型材組成的玻璃幕墻，內(nèi)層是由中空玻璃與斷熱型材組成的保溫隔熱幕墻，室外新風(fēng)從外層幕墻下部的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)熱通道時(shí)帶走熱量，而后從幕墻上部的出風(fēng)口排出（見(jiàn)圖 ）。這種幕墻結(jié)構(gòu)不需要專用機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力，完全靠自然通風(fēng)和煙囪效應(yīng)實(shí)現(xiàn)空氣流動(dòng)，是目前應(yīng)用最廣泛的形式。在夏季，打開(kāi)外層幕墻上的通風(fēng)口，通過(guò)流動(dòng)的空氣帶走熱量，降低內(nèi)層幕墻的外表面溫度，減少室內(nèi)制冷負(fù)荷。在冬季，關(guān)閉外層幕墻上的通風(fēng)口使熱通道形成封閉空間，利用溫室效應(yīng)減少建筑物的采暖負(fù)荷。同時(shí)通過(guò)對(duì)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口位置的控制以及對(duì)內(nèi)層幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，達(dá)到內(nèi)通道自發(fā)向室內(nèi)輸送新鮮空氣的目的，從而優(yōu)化建筑通風(fēng)質(zhì)量。外循環(huán)幕墻的循環(huán)通道厚度宜為在 400mm 到 500mm。 開(kāi)放式通道幕墻開(kāi)放式通道幕墻一般在夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)使用，寒冷地區(qū)也有使用的。其外層原則上是不能封閉的，一般由單層玻璃和通風(fēng)百葉組成，其內(nèi)層一般為斷熱型材和中空玻璃等熱工性能優(yōu)良的型材和面板組成，或由實(shí)體墻和開(kāi)啟窗組成，兩層幕墻之間的通風(fēng)換氣層一般為 100mm~500mm，其主要功能是改變建筑立面效果和室內(nèi)換氣方式。在通道內(nèi)設(shè)置可調(diào)控的百葉窗或垂簾，可有效地調(diào)節(jié)日照遮陽(yáng)，為室內(nèi)創(chuàng)造更加舒適的環(huán)境。 光電幕墻將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換模板密封在中空鋼化玻璃中，安全地實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的建筑幕墻。除發(fā)電這項(xiàng)主要功能外，光電幕墻還具有隔熱、隔聲、安全、裝飾等功能，特別是太陽(yáng)能電池發(fā)電不會(huì)排放二氧化碳或產(chǎn)生有溫室效應(yīng)的氣體，是一種清潔能源，與環(huán)境有很好的相容性。但因價(jià)格比較昂貴，光電幕墻現(xiàn)主要用于標(biāo)志性建筑的屋頂和外墻，隨著節(jié)能和環(huán)保的需要，我國(guó)正在逐漸接受這種幕墻形式。 單元式與構(gòu)件式幕墻建筑幕墻按施工安裝方式分為構(gòu)件式和單元式。 構(gòu)件式幕墻構(gòu)件式幕墻指在現(xiàn)場(chǎng)在依次安裝立柱、橫梁和面板的建筑幕墻。構(gòu)件式幕墻一般為框支承幕墻（見(jiàn)圖 ） 。 單元式幕墻15 / 122單元式幕墻是一種高速度、高質(zhì)量、高精度的幕墻形式，它將土建施工與外裝施工同時(shí)進(jìn)行，可最大限度的縮短工程周期。單元式幕墻是由金屬構(gòu)件與玻璃板材和鋁合金板材以單元方式組成的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是工廠加工程度較高的一種類型幕墻（見(jiàn)圖 ） 。單元式幕墻由于采用對(duì)插接縫，使幕墻對(duì)外界因素的變形適應(yīng)能力更好；為采用雨幕原理進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)提供了最佳場(chǎng)合，從而為提高整幅幕墻的水密性和氣密性創(chuàng)造了條件。單元式幕墻的立面布置方式更趨靈活，為采用更合理的桿件計(jì)算簡(jiǎn)圖提供了條件，從而使桿件用料更經(jīng)濟(jì)；單元式幕墻由于在工廠組裝，單元組件本身的質(zhì)量控制比工地優(yōu)越。 圖 構(gòu)件式幕墻 圖 單元式幕墻 幕墻的發(fā)展 建筑幕墻的歷史建筑幕墻的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)過(guò)程： 第一代建筑幕墻（1750 年——1850 年）“建筑幕墻（curtain wall） ”這個(gè)概念起源于 16 世紀(jì)，當(dāng)時(shí)是用來(lái)描述一種厚重的要塞建筑，這些建筑連在一起形成一個(gè)防御線用來(lái)保護(hù)被其包圍的中世紀(jì)的村莊。最終，這個(gè)詞匯從起到戰(zhàn)場(chǎng)防御功能的建筑要塞逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)建筑物外立面或建筑對(duì)于外界環(huán)境的“防御線”，形成目前它所包含的意義。在 19 世紀(jì)前期，新一輪的建筑革新運(yùn)動(dòng)逐漸開(kāi)始。在此之前，所有的建筑物幾乎都是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行建造、安裝的。19 世紀(jì)見(jiàn)證了各種新型的建筑材料在建筑外墻上的應(yīng)用，鑄鐵、鐵、鋼和玻璃等材料在橋梁、溫室和鐵路車站上的逐漸應(yīng)用開(kāi)辟了一個(gè)新的空間概念，拱廊變得更寬、外墻變得透明。1830 年，在美國(guó)賓夕法尼亞州 Pottsville 城有一個(gè)叫 John Haviland 的木匠，首次將鑄鐵板鑲嵌在一棟兩層高的建筑物上，他將鑄鐵鑲嵌板漆染成石頭的顏色，從外觀上看幾乎可以以假亂真。John Haviland 可視為金屬幕墻發(fā)展的鼻祖。而大約在同一時(shí)期，以鑄鐵作為建筑物的外表裝飾物，也陸續(xù)在美國(guó)圣路易斯及新奧爾良等地出現(xiàn)，這些建筑象征著開(kāi)始使用鑄鐵作為建筑物外墻裝飾的新紀(jì)元，并影響了美國(guó)建筑界長(zhǎng)達(dá) 50年之久。建筑師德斯繆斯伯頓（ Decimus Burton）于 1844——1848 年在英國(guó)皇家植物園內(nèi)建筑的名為棕櫚屋（Palm House）的溫室，為玻璃在早期建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)上大面積應(yīng)用的重要開(kāi)端之一。在這個(gè)溫室建筑中，玻璃被劃分成許多小塊鑲嵌于鑄鐵制成的穹頂支承框架之間，形成了一個(gè)通體透明的玻璃宮殿，至今仍為英國(guó)皇家植物園內(nèi)最著名的景點(diǎn)之一。 第二代建筑幕墻（1850 年——1940 年）16 / 1221851 年 5 月 1 日，第一屆世界博覽會(huì)在英國(guó)倫敦的海德公園順利開(kāi)幕，其主展館為英國(guó)園藝設(shè)計(jì)師約瑟夫 帕克斯頓（Joseph Paxton）模仿植物王蓮葉脈的結(jié)構(gòu)，創(chuàng)意設(shè)計(jì)的一座以鋼鐵和玻璃為主要元素的“水晶宮”（Crystal Palace） 。整個(gè)建筑物由鋼架支撐，屋頂、墻面等部分采用大塊玻璃組裝而成。 “水晶宮”的成功不僅成就了世博會(huì)也奠定了近現(xiàn)代功能主義建筑的雛形。1854 年， “水晶宮”遷至英國(guó)錫德漢姆，用于舉辦美術(shù)展覽、音樂(lè)會(huì)等，并于 1936 年毀于大火之中。1890 年，Daniel Burnham 和 John Wellborn Root 設(shè)計(jì)的 Reliance 大樓采用了大面積玻璃面板和陶土色的瓷磚作為其外立面裝飾材料，大樓高 15 層，于 1894 年竣工，該大樓預(yù)示了 20 世紀(jì)將是高層建筑采用玻璃幕墻的一個(gè)重要時(shí)代。1917 年，在美國(guó)舊金山市由 Willis Polk 設(shè)計(jì)的一棟 6 層的建筑物哈里德大廈（Hallidie） ，其外立面采用金屬與玻璃的組合，大多數(shù)美國(guó)建筑史學(xué)者認(rèn)為其為美國(guó)近代建筑幕墻史上第一棟玻璃幕墻建筑。該建筑迄今仍在使用，并成為舊金山市具有重要?dú)v史價(jià)值的建筑地標(biāo)之一。20 世紀(jì) 20——30 年代，隨著建筑材料和建筑科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是 19 世紀(jì)末葉以來(lái)出現(xiàn)的新材料、新技術(shù)得到完善充實(shí)并逐步推廣應(yīng)用，形成了 20 世紀(jì)一種最重要的建筑思潮和流派，即后來(lái)所謂的“現(xiàn)代主義建筑” ?，F(xiàn)代建筑強(qiáng)調(diào)建筑隨時(shí)代發(fā)展而變化，要求建筑體現(xiàn)時(shí)代精神，同工業(yè)時(shí)代的條件和特點(diǎn)相適應(yīng)，強(qiáng)調(diào)建筑師要研究和解決建筑的實(shí)用功能需求和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，主張采用新材料、新結(jié)構(gòu)，促進(jìn)建筑革新，在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用和發(fā)揮新材料、新結(jié)構(gòu)的特性。這時(shí)期出現(xiàn)了三位現(xiàn)代主義大師——沃爾特格羅皮烏斯（Walter Gropius，1883——1969 年） ，勒 柯布西耶（Le Corbusier，1887——1965 年）和密斯 凡德 羅（Mies van der Rohe，1886——1969 年） 。其中沃爾特 格羅皮烏斯著名的代表作品是包豪斯校舍試驗(yàn)工廠（Bauhaus，1926 年） ，這座四層廠房的二、三、四層有三面是全玻璃幕墻，玻璃墻面與實(shí)墻面形成虛與實(shí)，透明與不透明，輕薄與厚重等不同的視覺(jué)效果和建筑形象，成為后來(lái)多層和高層建筑采用全玻璃幕墻的先聲；薩伏伊別墅（Villa Savoye，1928——1930 年）體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑大師勒柯布西耶所提出的“新建筑 ”的特點(diǎn)，橫向長(zhǎng)窗與自由立面使建筑空間表現(xiàn)出更多的自由、變化和豐富；巴塞羅那博覽會(huì)德國(guó)館（1928——1929 年）則是密斯凡 德羅早期現(xiàn)代主義建筑的一個(gè)代表作。自從 1886 年鋁金屬精煉法發(fā)明后，鋁的大量生產(chǎn)及價(jià)格下跌，從開(kāi)始只是用于建筑物飾品的鋁金屬逐漸成為建筑幕墻的主要建筑材料。1929 年紐約知名建筑師 Shreve、Lamb 和 Harmon 率先使用 6000 片鋁板用于帝國(guó)大廈，1931 年落成的紐約帝國(guó)大廈僅用四方的金屬框架結(jié)構(gòu)便支撐起一座 102 層的摩天大樓，它的出現(xiàn)既得益于建筑設(shè)計(jì)觀念掙脫了古典裝飾的羈絆，又得益于新的建筑材料被科學(xué)地運(yùn)用。從此，用鋁材料做建筑幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐漸風(fēng)行，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展并混合各種不同的建筑材料形成了目前現(xiàn)代建筑幕墻的規(guī)模。目前，最為流行的一種幕墻形式——雙層幕墻也在這一時(shí)期開(kāi)始出現(xiàn)并得到發(fā)展。第一棟采用雙層幕墻的建筑是位于德國(guó) Giengen 的 Steiff 工廠，該建筑是由該工廠所有者的兒子 Richard Steiff 設(shè)計(jì)，并于1903 年建造完成的。考慮到陽(yáng)光的需求和寒冷天氣以及強(qiáng)風(fēng)的影響，Richard Steiff 設(shè)計(jì)的這座三層建筑采用 T 型截面的焊接鋼結(jié)構(gòu)作為支承框架，在框架上每一支柱固定兩層夾板，玻璃安裝在夾板之間，中間留有 25cm 的空間寬度，而形成一種雙層玻璃幕墻。1904 年和 1908 年又有兩棟相似的雙層幕墻系統(tǒng)相繼建成，但是在其結(jié)構(gòu)中由木材取代了鋼材，這三棟建筑目前還都在使用。1903 年，Otto Wagner 贏得了奧地利維也納的郵政儲(chǔ)蓄銀行大廈的設(shè)計(jì)權(quán)，該建筑從 1904 年到 1912 年分兩個(gè)階段建設(shè)，在大廳的主要銀行部分采用了雙層天窗，由鋼結(jié)構(gòu)、玻璃和鋁材組合的雙層天窗占了該建筑的五分之三。在 20 世紀(jì)20 年代，雙層幕墻得到了較大程度的發(fā)展。在這期間，莫斯科建造了兩棟具有代表性的雙層幕墻建筑，Moisei Ginzburg 設(shè)計(jì)的 Narkomfin 大樓（1928 年）和 Le Corbusier 設(shè)計(jì)的 Centrosoyus。一年后，Le Corbusier 于法國(guó)巴黎設(shè)計(jì)了兩棟采用雙層幕墻的建筑物 Cite de Retuge（1929 年）和 Immeuble Clarte（ 1930 年） ，但最終在實(shí)際建造中均未采用。在第二次世界大戰(zhàn)之后，世界各國(guó)逐漸把應(yīng)用在軍事上的技術(shù)和材料轉(zhuǎn)移到建筑業(yè)上來(lái)，許多有利17 / 122于建筑幕墻發(fā)展的新理論、新材料、新工藝的開(kāi)發(fā)和利用，使建筑幕墻要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)，如承載力、空氣滲透、雨水滲透、保溫防潮、隔聲防火等有了可靠的材料基礎(chǔ)的技術(shù)保證，從而使建筑幕墻獲得了飛速發(fā)展。 第三代建筑幕墻（1950 年——1970 年）自 20 世紀(jì) 50 年代之后，現(xiàn)代主義建筑的玻璃幕墻蓬勃發(fā)展，使得玻璃幕墻建筑在 20 世紀(jì)中后期一度成為現(xiàn)代主義建筑的代名詞。這一時(shí)期，建筑幕墻在高層建筑上的應(yīng)用是該時(shí)期的主題。其實(shí)早在 1921 年，密斯凡德羅在一個(gè)高層建筑設(shè)計(jì)競(jìng)標(biāo)方案中就向人們首次展示了全新的高層建筑構(gòu)想：將高層建筑的一切裝裱全部剝?nèi)?，只留下最基本的框架結(jié)構(gòu)，外面覆蓋純凈透明的玻璃幕墻。第一個(gè)真正采用全玻璃幕墻的高層建筑是 1952 年 Skidmore，Owings amp。 Merrill 事務(wù)所（SOM ）設(shè)計(jì)的紐約利華大廈（Lever Buildings） ，其外形酷似一個(gè)“玻璃盒子 ”，開(kāi)創(chuàng)全玻璃幕墻的高層建筑先例，首次實(shí)現(xiàn)了密斯 20 年代提出的玻璃摩天樓的夢(mèng)想?！皹?gòu)件式幕墻”（Stick Curtain Wall）系統(tǒng)是這一時(shí)期的早期階段較為廣泛采用的幕墻體系，它是把建筑幕墻構(gòu)件在工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組合，首先安裝上錨固系統(tǒng)，其次是立柱、橫梁，加上窗間板后再安裝橫梁，最后安裝玻璃面板及進(jìn)行密封和內(nèi)部裝飾。采用此施工方法的好處是材料節(jié)省、搬運(yùn)費(fèi)用低廉、材料構(gòu)件尺寸較具彈性，缺點(diǎn)是工地的施工時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高且質(zhì)量也不容易控制，但在總成本上算起來(lái)比較便宜，因此該幕墻系統(tǒng)還是被廣泛采用，這種幕墻系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上要嚴(yán)格計(jì)算和考慮伸縮縫的位置和樓層間的側(cè)向位移。目前，我國(guó)常用的明框幕墻、隱框幕墻和半隱框幕墻以及全玻璃幕墻都屬于構(gòu)件式幕墻系統(tǒng)。“嵌板式幕墻”（panelized curtain wall）系統(tǒng)也是這一時(shí)期出現(xiàn)的新型幕墻系統(tǒng)。它是將幕墻板塊整體固定在建筑物的主體結(jié)構(gòu)上，這種幕墻具有輕薄的、連續(xù)的外層結(jié)構(gòu)，但是承受水平荷載的能力較差，往往采用凹槽或波浪軋制的板面，板面也可沖壓成具有三維剛度的凹凸形狀，增加其承受水平荷載的能力。如果板面跨度較大也可在板內(nèi)側(cè)增設(shè)附框，將其固定在建筑物主體結(jié)構(gòu)上，在特殊情況下，混凝土嵌板也可配置鋼筋，以提高其抗彎能力。整層高度的嵌板幕墻多采用垂直跨接，精度計(jì)算困難，一般采用帶有附框的金屬板、混凝土預(yù)制板、石材等嵌板構(gòu)造體系。嵌板式幕墻系統(tǒng)是后來(lái)單元式幕墻系統(tǒng)的早期雛形，不同之處在于單元式幕墻系統(tǒng)是由許多幕墻構(gòu)件組合而成，而嵌板式幕墻系統(tǒng)則是指預(yù)制混凝土或金屬?zèng)_壓而成的單元系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用于外墻簡(jiǎn)單并可大量復(fù)制外墻造型，大部分用于工業(yè)廠房或辦公室。這一時(shí)期，國(guó)外高層建筑采用幕墻結(jié)構(gòu)的迅速增多，世界范圍內(nèi)建造了許多經(jīng)典的采用構(gòu)件式幕墻系統(tǒng)的高層建筑，如：1952 年美國(guó)賓夕法尼亞州匹茲堡市建成的阿爾考大廈（Alcoa Building） ，它是早期單元式幕墻的代表作；19