玻璃幕墙 为什么高楼大厦需要玻璃幕墙？你想过吗？

现代高层建筑或大型公共建筑的外墙大多无法承受荷载，因为砖的强度根本不足以承受几十层的重量，所以只起到围护和隔离作用的外墙往往采用轻质材料。

这种外墙像舞台上的窗帘一样薄而轻，成为“幕墙”。

幕墙，说到这个比较专业的名词，大家可能都比较熟悉。之前边肖介绍了很多关于幕墙的知识，比如玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙等等...但似乎从来没有高层建筑为什么需要幕墙？今天，边肖从抵御温度变化、抵御地震灾害、节约成本等方面阐述了使用建筑幕墙的好处。

什么是幕墙？高层建筑为什么需要幕墙？

无论你走在纽约、新加坡、法兰克福、东京的街头，还是漫步在北京、上海、深圳、香港的街头，只要你抬头仰望高耸入云的高楼大厦，你就会发现它们几乎无一例外地使用建筑幕墙。这些幕墙可能都是玻璃；也有可能透光部分是玻璃，其他部分是铝板、石板、陶瓷板等板材。

所有高层建筑都使用幕墙而不是传统填充墙是偶然的巧合吗？不是，除了建筑功能和建筑艺术，更重要的是考虑安全性和经济性。

我国现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规范》(JGJ3-2002)第4.9.5条明确指出，150m以上的高层建筑外墙应采用各种幕墙，这表明从建筑结构的角度来看，高层建筑也需要幕墙。

什么是建筑幕墙

建筑幕墙不同于填充墙，它具有以下特点:

它是由面板和支承结构组成的完整的结构系统;它在自身平面内可以承受较大的变形或者相对于主体结构可以有足够的位移能力;它是不分担主体结构所受的荷载和作用的围护结构。

幕墙通常由面板(玻璃、铝板、石板、陶瓷板等)组成。)及其背后的支撑结构(铝梁柱、钢结构、玻璃肋等。).这种外墙系统支撑在主体结构上，通常包围主体结构。由于嵌板之间有较宽的间隙，嵌板与梁柱之间的连接具有流动性，幕墙可以承受1/100的平面大变形。

如果幕墙通过螺栓、摇臂和弹簧机构与主体结构连接，它们之间会有较大的相对位移，即使主体结构侧移达到1/60，也不会损坏幕墙。

抵抗温度变化需要幕墙

当外界温度变化时，结构会冷缩，热胀。如果不采取措施，夏季结构会发生弯曲和挤压；冬天结构会开裂断裂。所以长路面要分，长建筑要用温度缝分几段，减少温度变化的影响。

长的建筑可以用垂直温度缝分割成几段，但高层建筑不能用水平缝分割成几段，因为水平缝后的楼层不能挂起来。

由于不可能分段解决高层建筑的温度变化问题，所以出路只有一个:用建筑幕墙将整个结构围起来，使结构处于室内，温度不会发生变化，不会对结构造成破坏，保证主体结构的安全。这是高层建筑必须采用建筑幕墙的主要原因之一。

而传统的砖墙、砌块墙是在梁柱平面填充，部分梁柱暴露在室外大气中，直接受温度变化影响。因此，填充墙不能解决温度变化的问题，难以在高层建筑中应用。

抵御地震灾害需要幕墙

在1995年的阪神大地震和1999年的台湾集集大地震中，震中烈度都在11度以上。砌体填充墙和常规玻璃窗大量受损，而幕墙，甚至玻璃幕墙很少报告震害，地震后大多保存完好。

▲1995年日本阪神大地震

中国建筑科学研究院结构研究所对7种不同类型的幕墙进行了振动台试验。结果表明，即使当桌面输入加速度达到0.9g(相当于10度地震)且结构位移达到1/60以上时，幕墙也不受损，并保持良好的性能。

砌体填充墙在1/1000位移时开裂，在1/300位移时破坏，即使在小地震下也是如此，在中等地震下破坏严重。原因是在自身平面内变形能力差，填充在主体结构内，不能有相对位移，被迫一起振动，最终导致失效。常规玻璃窗一般都是类似的。所以地震中震害非常严重。

建筑幕墙的宽缝和特殊的连接结构使其能抵抗1/100 ~ 1/60的大位移和大变形。类似于树叶相对于树枝，窗帘相对于平台开口，无论主体结构如何晃动，幕墙都可以安全完好。

高层建筑高耸入云，在地震中摇摆强烈。只有幕墙才能保证抗震安全，防止倒塌坠落，防止人员伤亡。

幕墙节省了结构和基础成本

建筑材料，如钢材、水泥等，是高能耗、高成本的材料。节约材料就是节约能源和资源。

玻璃幕墙的重量只有砖墙的1/10，混凝土墙板的1/7。铝幕墙较轻:370mm砖墙760Kg/㎡，200mm空芯砖墙250Kg/㎡，而玻璃幕墙只有35 ~ 40 kg/㎡，铝幕墙只有20 ~ 25 kg/㎡。对于高度为150m、外墙为20000㎡的高层建筑，幕墙可减少墙体自重5000t ~ 12000t，这大大降低了主体结构的材料消耗，减轻了基础的荷载，节约了基础的成本。在上海、天津等软土地基上建造超高层建筑起着决定性的作用。

可以解决存在的问题

凡事一分为二，正确的态度是扬长避短。

如果玻璃幕墙大面积使用镀膜玻璃，可能会将阳光反射到周围的建筑物和街道上，造成干扰。目前已规定玻璃的反射率控制在30%以下，下层可采用铝板、石材、玻璃的复合幕墙，以减少阳光反射的干扰。应该说这个问题不用过度渲染也能解决。

据央视报道，2004年中国有20万人死于车祸。但是我们没有听到过因为幕墙反光导致汽车翻车死亡的报道，所以不必高估幕墙反光的危险性。

从2005年7月1日起，《公共建筑节能设计标准》开始实施。铝幕墙和板岩幕墙由于背面有保温层，完全可以满足标准的要求。只要玻璃幕墙设计合理，就能满足标准要求。Low-E中空玻璃幕墙的推广使用是有力的措施。

双层通风幕墙和真空玻璃幕墙的保温性能优于传统墙体材料。节能不节能，所以不是玻璃。选择合适的玻璃，采用合理的结构，完全可以达到节能标准。“玻璃幕墙不节能”的说法过于武断和笼统，技术依据不足。

总结

在目前的技术条件下，高层建筑不得不采用建筑幕墙，其他墙体难以替代。建筑幕墙是结构安全的重要保证。合理的设计，精心的施工是我们应有的态度。就像汽车消耗能源，污染空汽油，造成车祸，没有人会拒绝使用；同样，我们相信建筑幕墙在扬长避短、扬长避短、技术创新方面会取得更大的进步。

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