玻璃幕墙基础

第一章         玻璃幕墙分类与发展
 
    建筑幕墙可分为混凝土幕墙、钢板幕墙、铝板幕墙、石材幕墙、塑料幕墙和玻璃幕墙,其中玻璃幕墙最引人注目。玻璃幕墙又分为明框玻璃幕墙、全隐玻璃幕墙、半隐玻璃幕墙、全玻玻璃幕墙和点支式玻璃幕墙。
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第一节  明框玻璃幕墙
 
    明框玻璃幕墙属于元件式幕墙,将玻璃板用铝框镶嵌,形成四边有铝框的幕墙元件,将幕墙元件镶嵌在横梁上,幕墙成为四边铝框明显,横梁和立柱均在室内可见的幕墙。明框玻璃幕墙不仅应用量大面广,性能稳定可靠,应用最早,还因为明框玻璃幕墙在形式上脱胎于玻璃窗,易于人们接受。施工简单,形式传统,所以明框玻璃幕墙至今仍被人们所钟爱。
    明框玻璃幕墙的玻璃与铝框之间的安装方式有三种,即干式安装、湿式安装和混合安装。干式安装是将密封条嵌入槽壁与玻璃的空隙,并将玻璃固定。型材断面形状不同,密封条的形式也不同。湿法安装是在槽壁与玻璃之间的空隙内注入密封胶填充。待密封胶固化以后将
玻璃板固定,同时缝隙也被密封起来。混合安装是玻璃的一侧空隙采用密封条嵌入,另一侧空隙采用密封胶注入缝隙固定。湿式安装的优点是气密性和水密性明显好于干式安装,如硅酮密封胶作为密封胶使用,其寿命将明显地长于密封条。图1是明框玻璃幕墙立面,图2是三种安装方式示意,图3是明框玻璃幕墙图片。
明框玻璃幕墙立面图
cnc真空吸盘怎么做图三种安装方式的示意图
垫块,铝框,橡胶填料,玻璃,5与硅硐胶相容的填料 6.硅硐胶 
 
第二节 全隐玻璃幕墙
 
    玻璃幕墙的玻璃是采用硅酮结构密封胶粘结在铝框上,一般情况下,不须再加金属连接件。铝框全部被玻璃遮挡,形成大面积全玻璃墙面。在有些工程上,为增加隐框玻璃幕墙的安全性,在垂直玻璃幕墙上采用金属连接件固定玻璃,如北京的希尔顿饭店。结构胶是连接玻璃与铝框的关键所在,两者全靠结构胶连接。因此在隐框玻璃幕墙应用的初期,有许多专家学者认为,隐框玻璃幕墙是悬在人们头上的定时。其实只要结构胶满足相容性,即结构胶必须有效地粘结与之接触的所有材料,如玻璃、铝框、垫块等,因此进行相容性试验是应用结构胶的前提。图4是隐框玻璃幕墙的立面图,图5是带金属扣件的隐框玻璃幕墙立面图,图6是隐框玻璃幕墙图片,图7是北京希尔顿饭店图片。
隐框玻璃幕墙的立面图
带金属扣件的隐框玻璃幕墙立面图 
  
太阳能光伏控制器图北京希尔顿饭店
第三节 半隐玻璃幕墙
 
    于明框玻璃幕墙来说,幕墙元件的玻璃板其中两对边镶嵌在铝框内,另外两对边采用结构胶直接粘结在铝框上,构成半隐框玻璃幕墙。立柱隐蔽,横梁外露的玻璃幕墙称之为竖隐横框玻璃幕墙。横梁隐蔽,立柱外露的玻璃幕墙称之为横隐立框玻璃幕墙。图8是竖隐横框隐玻璃幕墙的立面图,图9是竖隐横框玻璃幕墙图片,图10是横隐竖框玻璃幕墙的立面图。
8竖隐横框玻璃幕墙的立面图

10 横隐竖框玻璃幕墙的立面图 
 
第四节 全玻玻璃幕墙
 
    筑物一楼大堂、顶层和旋转餐厅,为增加玻璃幕墙的通透性,不仅仅玻璃板,包括支撑结构都采用玻璃肋,这类幕墙称之为全玻璃幕墙。根据玻璃肋与玻璃面板的相对位置,全玻璃幕墙可分为后置式、骑缝式、平齐式和突出式四种。分别见图12131415
12 后置式
13 骑缝式
14 平齐式
15 突出式
    全玻璃幕墙一般只用于一个楼层,如一层、顶层等。如今也有跨层使用的。如用于一个楼层,玻璃面板和玻璃肋上下端用镶嵌槽夹持。如楼层较低,例如4-5米,玻璃面板和玻璃肋由下端支撑,其上部与镶嵌槽底应留有足够的伸缩间隙。当玻璃高度超过5米,由于自重,玻璃会发生变形,压应力增加,危险性很大,而且施工中微调整也很困难。若采用上端悬挂,则上述缺点可消除。玻璃板下端与镶嵌槽之间应留有足够的伸缩间隙。安装方式最好不采用干式安装,而采用湿式或混合式安装。玻璃外侧应采用湿式安装,以保证气密性和水密性。判断是否需要把玻璃悬挂起来,应根据下列原则:
厚度银行联动门10mm, 高度4米以上;
厚度12mm, 高度5米以上;
厚度15mm, 高度6米以上;
厚度19mm, 高度7米以上。
    当全玻璃幕墙跨层使用时,有三种平面布置方式,即突出墙面式、内嵌墙体式和平齐墙面式。分别见图161718。图19是上部悬挂系统,图20是下部支撑系统,图21是全玻璃幕墙图片。


16 突出墙面式
17 平齐墙面式 
 
18 内嵌墙面式
19 玻璃面板和玻璃肋由上部结构悬挂
20 玻璃面板和玻璃肋由底部支撑
21 全玻璃幕墙
 
第五节 点支式玻璃幕墙
 
    由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构构成的玻璃幕墙称为点支式玻璃幕墙。根据支撑结构,点支式玻璃幕墙可分为工形截面钢架、格构式钢架、柱式钢桁架、鱼腹式钢架、空腹弓形钢架、单拉杆弓形钢架、双拉杆梭形钢架、拉杆(索)形式一和拉杆(索)形式二,见图22
22 支撑结构分类 
 
上述9种结构可分为三类:
(1).金属支撑结构点支式玻璃幕墙:这是最早的点支式玻璃幕墙结构,也是采用最多的结构类型。采用金属材料作为结构支撑系统,由金属紧固件和连接件将玻璃固定,安全可靠。可最大限度地利用金属结构的灵活多变,以适应建筑造型的需要。透过玻璃,人们可以看到支撑玻璃的整个结构系统,金属结构的坚固结实和玻璃晶莹剔透形成完美的组合,体现了的效果。见图24
24 金属支撑结构
 
(2).点支式全玻璃幕墙:支撑结构是玻璃板,称其为玻璃肋。采用金属紧固件和连接件将玻璃面板和玻璃肋相连接,形成玻璃幕墙。由玻璃面板和玻璃肋构成的全玻璃幕墙视野开阔,结构简单,使人耳目一新。最大限度地消除了建筑物室内外的感觉。见图25
25 点支式全玻璃支撑结构
 
(3).杆(索)式玻璃幕墙:支撑结构是不锈钢拉杆或拉索,玻璃由金属紧固件和金属连接件与拉杆或拉索连接。在此类玻璃幕墙的结构中,充分体现了机械加工的精度,每个构件都十分的细巧精致,本身就构成了一种结构美。
点支式玻璃幕墙是一门新兴技术,它体现的是建筑物内外的流通和融合,改变了过去用玻璃来表现窗户、幕墙、天顶的传统做法,强调的是玻璃的透明性。透过玻璃,人们可以清晰地看到支撑玻璃幕墙的整个结构系统,将单纯的支撑结构系统转化为可视性、观赏性和表现性。由于点支式玻璃幕墙表现方法奇特,尽管它诞生的时间不长,但应用却极为广泛,并且日新月异地发展着。图27是一种新型的结构体系平面网索结构,它的特点是:结构简洁,无任何空间遮挡,通透性极佳,变形大。
27 平面网索结构 
 
点支式玻璃幕墙有如下特性:
(1).通透性好:玻璃面板仅通过几个点连接到支撑结构上,几乎无遮挡,透过玻璃视线达到最佳,视野达到最大,将玻璃的透明性应用到极限。
(2).灵活性好:
在金属紧固件和金属连接件的设计中,为减少、消除玻璃板孔边的应力集中,使玻璃板与连接件处于跤结状态,使得玻璃板上的每个连接点都可自由地转动,并且还允许有少许的平动,用于弥补安装施工中的误差,所以点支式玻璃幕墙的玻璃一般不产生安装应力,并且能顺应支撑结构受荷载作用后产生的变形,使玻璃不产生过度的应力集中。同时,采用点支式玻璃幕墙技术可以最大限度地满足建筑造型的需求。
(3). 安全性好:由于点支式玻璃幕墙所用玻璃全都是钢化的,属安全玻璃,并且使用金属紧固件和金属连接件与支撑结构相连接,耐候密封胶只起密封作用,不承受荷载,即使玻璃意外破坏,钢化玻璃破裂成碎片,形成所谓的玻璃雨,不会出现整块玻璃坠落的严重伤人事故。
(4). 工艺感好:点支式玻璃幕墙的支撑结构有多种形式,支撑构件加工精细,表面光滑,具有良好的工艺感和艺术感,因此,许多建筑师乐于选用。
(5).环保节能性好:点支式玻璃幕墙的特点之一是通透性好,因此在玻璃的使用上多选择无光污染的白玻、超白玻和低辐射玻璃等,尤其是中空玻璃的使用,节能效果更加明显。
 
第六节 玻璃幕墙在我国的发展
 
一、有框玻璃幕墙的发展
    八十年代以前我国大陆没有玻璃幕墙建筑,1984年北京长城饭店是我国大陆第一个采用玻璃幕墙的建筑。长城饭店采用银灰镀膜玻璃,单元式组装明框幕墙,透光部分为中空玻璃,不透光部分为单层玻璃加保温层,此后玻璃幕墙如雨后春笋在我国大陆遍地矗立,有明框,有隐框,比较著名的建筑有京广中心大厦,57层,208米高,蓝灰明框玻璃幕墙。
北京国际贸易中心,40层,144米高,茶吸热玻璃。 
深圳帝王大厦,81层,320米高,采用绿镀膜中空玻璃幕墙。 
上海浦东金茂大厦,88层,420米高,采用玻璃铝板幕墙。

二、 点支式玻璃幕墙的发展
    无框玻璃系统是在六十年代发展起来的一种玻璃幕墙构造技术,六十年代末,皮尔金顿玻璃公司首先开发了建筑玻璃补钉式装配体系(Patch Fitting System)和平式装配体系(Plain Fitting System)。开始这种跨时代的发明并未引起建筑师们的注意,这种构造在建筑上没有被大量采用,直到1986年法国建筑师安德良在拉 维莱特科学馆的设计中开始采用这种技术。拉 维莱特科学馆是为纪念法国大革命200周年而建造的十大建筑之一,是在一个废弃的仓库上作的改造设计。建筑师安德良玉结构工程师、幕墙工程师密切合作,设计了一种点式连接系统,(Dot Point Glazing),用于外墙的玻璃幕墙,取得了空前的成功。
    1996年,在德国莱比锡博览会上,人们惊讶地看到主会场馆全部是由钢结构和玻璃组成的,尤其特别的是钢结构和玻璃反常地交换了位置,钢结构在上,反吊着下层的玻璃,完全出乎人们的意料和经验。在人们还很陌生于玻璃技术新的逻辑时,玻璃的点式连接技术已开创了大规模的先河,点支式连接技术开始走向成熟,并显示了广阔的应用前景。
    1997年,随着深圳康佳展销馆的落成,我国第一座采用点支式连接系统的玻璃幕墙建筑在深圳落成。此举不仅大造了康佳公司的崭新形象,更使建筑界的精神为之一振,从此,点支式玻璃幕墙系统在中国的重要建筑中被广泛地采用,甚至成为一种现代建筑的标志。
深圳康佳展销馆采用的是全金属刚性杆系统,是目前采用最多的一种形式。见图33
33 深圳康佳展销馆
 
随着点支式玻璃幕墙的开发应用,相继研究开发了全玻璃结构系统,全索(杆)系统和混合系统,分别见图
36 沈阳国际会展中心
 
电容式触摸开关    点支式玻璃幕墙技术含量高、多学科交叉,为从理论深入进行研究,中国著名学府清华大学为此成立了建筑玻璃与金属结构研究所,专门研究点支式玻璃幕墙。随着理论研究的推进,在实践上,点支式玻璃幕墙开始在大型的标志性工程中出现。深圳新机场航站楼是第一个点支式玻璃幕墙航空港工程,也是第一个大规模采用点支式玻璃幕墙的建筑。该航站楼的玻璃幕墙面积超过一万平方米,由于是第一个,因此前期的论证、设计、招标等都非常复杂,也极为严谨。在工程中,建设者克服了一个又一个的难题,终于如期建成。建成后的新航站楼遭遇了三次特大台风的袭击,点支式玻璃幕墙经受住了考验,不仅没有一片损坏,而且没有出现任何渗漏,反正了设计的合理以及点支式玻璃幕墙的科学性、施工的质量。 
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    位于北京西长安街的北京国际金融中心大厦是五星级的办公建筑,在建筑的中央,建筑师独具匠心地设计了一个多棱多面形采光顶,颇有画龙点睛之效。玻璃幕墙设计者和建筑师充分交流,多角度、多方案比较,设计了多种金属连接件,最终满足了三维空间的要求,也满足了建筑师追求的皇冠上镶嵌一颗明亮闪耀的钻石的艺术效果,更使点支式玻璃幕墙在完成复杂几何形体的实践中迈出坚实的一步。见图38
38 北京国际金融中心
 
    北京香山植物园展览温室的建造是极其复杂的工程,也是极其富有挑战性的工程。经过一年多的艰苦奋战,在精心组织、精心施工下,圆满完成了这个划时代的工程,实现了建筑师的梦想。见图39


39 北京香山植物园展览温室
 
    温州世纪广场的城市雕塑世纪之光是用玻璃作大型纯艺术作品的一个例子,这个作品从风洞试验到工程设计及施工完成仅仅用了六个月。玻璃作为这么大型的城市雕塑在全国还是第一次,这个具有观光功能的城市雕塑落成后受到了各方的关注和好评,这个作品是工程和艺术的一次优美表演,是玻璃建筑与艺术的一次诗意的对话。
    式玻璃幕墙技术活跃,不断创新,2003年成功地开发出单层平面正交网索结构,并应用在北京土城电话局和国家计算机网络中心,见图4142
41 北京土城电话局 
 
42 国家计算机网络中心
2010年7月27日23:03:29整理于广元火车站

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