玻璃幕墻(reflection glass curtainwall)是現(xiàn)代一種新型墻體形式。它源于現(xiàn)代建筑理論中自由立面的構(gòu)想，在第二次世界大戰(zhàn)之后被廣泛應用于公共建筑的設(shè)計。玻璃幕墻將大面積玻璃應用于建筑物的外墻面，展示建筑物的現(xiàn)代風格，發(fā)揮玻璃本身的特性，使建筑物顯得別具一格，從而給人一種全新的感覺。與傳統(tǒng)的建筑圍護結(jié)構(gòu)相比，玻璃幕墻有自重輕、透光性好等優(yōu)點，但也有造成光污染以及鋼化玻璃自爆等危害。歐美一些國家早在20世紀80年代末，就開始限制在建筑物外部裝修使用玻璃幕墻。2012年2月1日《上海市建筑玻璃幕墻管理辦法》正式施行，將禁止在住宅、醫(yī)院、學校等建筑工程中使用玻璃幕墻。

玻璃幕墻 - 簡介

玻璃幕墻是當代的一種新型墻體形式，指由支承結(jié)構(gòu)體系與玻璃組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力、不分擔主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護結(jié)構(gòu)或裝飾結(jié)構(gòu)。它賦予建筑的最大特點是將建筑美學、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機地統(tǒng)一起來，建筑物從不同角度呈現(xiàn)出不同的色調(diào)，隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態(tài)的美。

玻璃幕墻與傳統(tǒng)的建筑圍護結(jié)構(gòu)相比，有不少優(yōu)點：如能較好地體現(xiàn)藝術(shù)效果，立體感突出;墻體自重輕，從而降低主體結(jié)構(gòu)和工程造價;材料單一，施工方便，工期短，維護維修比較方便;能較好地適應舊建筑外墻更新的要求。

在世界各大洲的主要城市均建有宏偉華麗的玻璃幕墻建筑，如紐約世界貿(mào)易中心、芝加哥石油大廈、西爾斯大廈都采用了玻璃幕墻。香港中國銀行大廈、北京長城飯店和上海聯(lián)誼大廈也相繼采用。

玻璃幕墻 - 發(fā)展歷史

玻璃幕墻源于現(xiàn)代建筑理論中自由立面的構(gòu)想。

第一次世界大戰(zhàn)后，大規(guī)模重建的需求，使標準化、工業(yè)化的各類建筑，成為政府與建筑師推崇的形式。建筑設(shè)計師用大面積的連續(xù)橫向開窗，替代了原來舊式建筑厚重的外墻和各式窄窗，解放了建筑的立面，使得室外景觀以前所未有的視角引入到室內(nèi)空間，不再受制于傳統(tǒng)立面設(shè)計的束縛。

大規(guī)模的玻璃幕墻應用，是在第二次世界大戰(zhàn)后的大型辦公建筑中。以密斯為代表的建筑師們崇尚簡潔、標準化、工業(yè)化，用極其簡單的建筑語匯、全新的鋼結(jié)構(gòu)和玻璃材料、細致而理性的節(jié)點設(shè)計、精準的工業(yè)化標準件，打造出了如西格拉姆大廈等一批玻璃幕墻為外立面的公共建筑。玻璃幕墻短時間內(nèi)被大量應用，很快便超過了實際功能的需要，變成一種將工業(yè)崇拜符號化的建筑語言。

玻璃幕墻建筑因其標準化、工業(yè)化以及不同于傳統(tǒng)建筑的美學呈現(xiàn)，迎合了中國快速城市化的需要，從而得到了大力的發(fā)展。中國從1984年最早引入玻璃幕墻到成為全球最大的市場，僅用了不到20年時間。到21世紀初，中國已有玻璃幕墻兩億平方米，占全世界85%，成為世界第一玻璃幕墻出產(chǎn)和使用大國。

隨著玻璃幕墻成為一種符號化的建筑語言，也漸漸走到被濫用的邊緣。不考慮窗間墻、樓板、以及景觀朝向的玻璃幕墻，成為多數(shù)建筑的裝飾手段。玻璃幕墻誕生之初追求實用反對裝飾，卻最終淪為純裝飾。21世紀初，這種墻體形式向著低成本、高普及的方向轉(zhuǎn)變。由于標準不嚴、質(zhì)量不高，加之維護不力，隨著使用年限的增長，玻璃幕墻的隱患也開始逐漸顯露出來，玻璃爆裂傷人事件屢屢發(fā)生。能源危機在一定程度上加速了這一過程，對于大多數(shù)地處亞熱帶地區(qū)和暖溫帶地區(qū)的城市，大面積的玻璃幕墻暴露出其光污染和高耗能的一面。

玻璃幕墻 - 特點

優(yōu)點

與其他墻體材料比較，玻璃幕墻有其顯著的優(yōu)點——自重輕。一般情況下，玻璃幕墻自重只有50kg/m2左右，僅為磚墻的1/12~1/10、混凝土預制板墻面的1/7，利于高層建筑減輕墻體重量，既降低了基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)的造價，又提高了主體結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

玻璃具有其他材料不可比擬的獨特性——透明性，自然光通過玻璃射入到室內(nèi)，使室內(nèi)光線充足，創(chuàng)造出明亮的環(huán)境，在白天可不需要或減少室內(nèi)人工照明，達到節(jié)能的目的。

一般情況下，吸熱玻璃吸收紅外線后，減少20%~30%太陽能的入射量，降低進入室內(nèi)的熱能，具有保溫隔熱性。采用節(jié)能效果優(yōu)異的新型鍍膜玻璃--低輻射鍍膜玻璃(Low-E玻璃)可以使將近70%的太陽能可見光和近紅外光透過，有利于自然光采光，節(jié)省照明費用，對遠紅外光具有很低的輻射性。來自室內(nèi)、室外的高溫物體的熱輻射很難通過玻璃輻射過去，可以阻斷室內(nèi)的熱量輻射交換，具有良好的保溫性能。另外，隔熱斷橋鋁型材、中空玻璃和高質(zhì)量配件的使用，也為玻璃幕墻的保溫性能提供了可靠的保障。

局限性

當然，玻璃幕墻也有一定的局限性。

其一是大面積使用幕墻玻璃，特別是大面積地使用鍍膜玻璃產(chǎn)品時，在陽光的照耀下，鍍膜玻璃從不同的角度反射出的光使行人、司機、居民眩目，從而形成嚴重的光污染。

其二是安全性。自從玻璃幕墻開發(fā)利用至今，已有幾十年了，玻璃特別是中空玻璃的質(zhì)量保證期只有20年，一些城市特別是大中型城市，如北京和上海等是最早大面積使用中空玻璃幕墻的城市。大量的幕墻玻璃超期服役，如果將其更換掉，往往造成人力、物力等資源浪費，但是如果不換掉其潛在的風險系數(shù)將不斷增加。

其三是降低噪音的局限性。幕墻玻璃在設(shè)計當中，有時也會利用單片鋼化玻璃，如8毫米、10毫米、12毫米鋼化玻璃，但是這些玻璃在降低噪音方面沒有起到其應有的作用，而現(xiàn)在大規(guī)模使用中空玻璃特別是真空玻璃，將大大降低噪音，也有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護。

解決方案

專家認為，針對幕墻玻璃的光污染，不同的城市應采取不同的解決方案，有的城市控制幕墻玻璃使用百分比，有的特殊地帶嚴禁使用玻璃幕墻。與此同時，人們改革玻璃生產(chǎn)工藝，控制熱反射玻璃的可見光反射率使之呈下降趨勢。國際上的共識是控制可見光反射率在20%以內(nèi)，玻璃便不會產(chǎn)生光污染，可見光的透過率也顯著提高，實現(xiàn)了雙贏。

提高幕墻玻璃的保溫性能。降低能源消耗的有效方法是：大面積用中空幕墻玻璃，特別是真空幕墻玻璃，不僅改善了玻璃保溫狀態(tài)，明顯降低了費用支出，而且大大降低噪音，減少聲音的污染。

現(xiàn)代化高層建筑的玻璃幕墻還采用了由鏡面玻璃與普通玻璃組合，隔層充入干燥空氣的中空玻璃。中空玻璃有兩層和三層之分，兩層中空玻璃由兩層玻璃加密封框架，形成一個夾層空間;三層玻璃則是由三層玻璃構(gòu)成兩個夾層空間。中空玻璃具有隔音、隔熱、防結(jié)霜、防潮、抗風壓強度大等優(yōu)點。據(jù)測量，當室外溫度為-10℃時，單層玻璃窗前的溫度為-2℃，而使用三層中空玻璃的室內(nèi)溫度為13℃。而在夏天，雙層中空玻璃可以擋住90%的太陽輻射熱。陽光依然可以透過玻璃幕墻，但曬在身上大多不會感到炎熱。使用中空玻璃幕墻的房間可以做到冬暖夏涼，極大地改善了生活環(huán)境。

玻璃幕墻 - 分類

框支承玻璃幕墻

1. 明框玻璃幕墻

明框玻璃幕墻是金屬框架構(gòu)件顯露在外表面的玻璃幕墻。它以特殊斷面的鋁合金型材為框架，玻璃面板全嵌入型材的凹槽內(nèi)。其特點在于鋁合金型材本身兼有骨架結(jié)構(gòu)和固定玻璃的雙重作用。

2. 隱框玻璃幕墻

隱框玻璃幕墻的金屬框隱蔽在玻璃的背面，室外看不見金屬框。隱框玻璃幕墻又可分為全隱框玻璃幕墻和半隱框玻璃幕墻兩種，半隱框玻璃幕墻可以是橫明豎隱，也可以是豎明橫隱。隱框玻璃幕墻的構(gòu)造特點是：玻璃在鋁框外側(cè)，用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠把玻璃與鋁框粘結(jié)。幕墻的荷載主要靠密封膠承受。

點式玻璃幕墻

按照支承結(jié)構(gòu)的不同方式，點式玻璃幕墻在形式上可分為以下幾種：

1、金屬支承結(jié)構(gòu)點式玻璃幕墻

它是用金屬材料做支承結(jié)構(gòu)體系，通過金屬連接件和緊固件將面玻璃牢固地固定在它上面，十分安全可靠。充分利用金屬結(jié)構(gòu)的靈活多變以滿足建筑造型的需要，人們可以透過玻璃清楚地看到支承玻璃的整個結(jié)構(gòu)體系。玻璃的晶瑩剔透和金屬結(jié)構(gòu)的堅固結(jié)實，“美”與“力”的體現(xiàn)。增強了“虛”、“實”對比的效果。

2、全玻璃結(jié)構(gòu)點式玻璃幕墻

通過金屬連接件及緊固件將玻璃支承結(jié)構(gòu)(玻璃肋)與面玻璃連成整體，成為建筑圍護結(jié)構(gòu)。施工簡便造價低，玻璃面和肋構(gòu)成開闊的視野，使人賞心悅目，建筑物室內(nèi)、外空間達到最大程度的視覺交融。

3、拉桿(索)結(jié)構(gòu)點式玻璃幕墻

采用不銹鋼拉桿或用與玻璃分縫相對應拉索做成幕墻的支承結(jié)構(gòu)。玻璃通過金屬連接件與其固定。在建筑中充分運械加工的精度，使構(gòu)件均為受拉桿件，因此，施工時要加以預應力，這種柔接可降低震動時玻璃的破損率。

玻璃幕墻 - 構(gòu)造

支承體系

支承體系是將面玻璃所受的各種荷載直接傳遞到建筑主構(gòu)上。因此，它是主要受力構(gòu)件，一般是根據(jù)承受的荷載大小和建筑造型來結(jié)構(gòu)形式和材料，如玻璃肋、不銹鋼立柱、鋁型材柱或加上適當?shù)姆栏⒎烂嫣幚淼匿撐黾?、鋼立柱及不銹鋼拉桿(索)等。

金屬連接件

金屬連接件包括固定件(俗稱爪座和爪子)和扣件。固定件通常用不銹普通鋼鑄造而成，而扣件則是不銹鋼機加工件?？紤]到金屬相容性，爪座必須采用與支承體系相同的材質(zhì)，或使用機械固定。

金屬連接件是建筑點式技術(shù)的精華所在。它把面玻璃固定在支承結(jié)構(gòu)上不僅產(chǎn)生玻璃孔邊緣附加應力，而且能夠允許少量的位移來調(diào)節(jié)由于建筑安裝帶來的施工誤差，同時還有減震措施以提高抗震能力，因此設(shè)計時考慮的因素是多方面的。

金屬連接件還產(chǎn)生顯著的裝飾效果，因此它除滿足功能上的要求之外，還要有優(yōu)美的造型設(shè)計和精細的加工制造，起“畫龍點睛”的作用。

玻璃

作為建筑外墻裝潢的鏡面玻璃，它是在浮法玻璃組成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等，并經(jīng)鋼化制成顏色透明板狀玻璃，它可吸收紅外線，減少進入室內(nèi)的太陽輻射，降低室內(nèi)溫度。它既能像鏡子一樣反射光線，又能像玻璃一樣透過光線。

玻璃幕墻使用強度較高的鋼化玻璃(鋼化玻璃的抗沖擊強度是浮法玻璃的3-5倍，抗彎強度是浮法玻璃的2-5倍)，鋼化玻璃另一個重要特性是使用安全，在遇到較大外力而破壞時產(chǎn)生無銳角的細小碎塊(俗稱“玻璃雨”)，不易傷人。

當?shù)靥幈狈降慕ㄖ锘驅(qū)Ρ馗魺嵊休^高要求的建筑物，往往采用中空玻璃，它是在兩片玻璃之間有一干燥的空氣層或惰性氣體層，中空玻璃能大幅度提高保溫隔熱性能的原因是玻璃的傳熱系數(shù)K值為0.8w/(m2.K)，而空氣的K值為0.03w/(m2.K)，惰性氣體就更低了。另外，中空玻璃防結(jié)露和隔音性能都比較好。由于熱傳導系數(shù)較小，考慮到換到節(jié)能的需要，現(xiàn)在中空玻璃也廣泛應用于南方廣大地區(qū)。

在人流比較大或采光頂這類對安全性能要求高的場合，往往選用夾膠玻璃，即在兩層玻璃之間夾入聚乙烯醇縮丁醛(PVB)膠片，使碎片會與PVB膠片粘在一起，避免玻璃掉落而造成人員傷害或財產(chǎn)損失。

密封材料

玻璃與玻璃之間采用耐候硅酮膠密封，玻璃與金屬結(jié)構(gòu)之間采用結(jié)構(gòu)硅酮膠粘結(jié)。建筑點式玻璃技術(shù)中密封膠只起密封作用，不必進行強度計算。在使用前必須進行膠與接觸材料的相容性試驗，性能檢測合格，并且在有效期內(nèi)使用，嚴格遵守操作規(guī)程，以確保施工質(zhì)量。

玻璃幕墻 - 安全隱患

1971年建成的60層高的波士頓漢考克大廈，它的外圍護全部采用鍍膜玻璃幕墻，其簡潔美麗的造型，轟動了整個歐美市場。但也因不斷爆裂的玻璃而焦頭爛額。

影響健康

臨街大樓用作裝飾的玻璃幕墻，就像一面大鏡子，在日光較強時，其反射系數(shù)高達90%。它所反射的太陽光容易使身處其中的人們產(chǎn)生近視、疲勞、偏頭疼、心動過速等疾患。對于駕駛員而言，更是容易頭暈目眩、視覺錯亂，以致引發(fā)以外交通事故。夏天，玻璃幕墻將陽光反射到居民室內(nèi)，可使室溫比一般民宅升高4-6℃，容易導致家用電器加劇老化。

火災隱患

有些玻璃幕墻本身就潛伏著火災隱患，尤其是那種凹形建筑物，其玻璃幕墻客觀上形成一面巨型聚光鏡。在深圳，曾經(jīng)有一輛轎車停在某商廈附近，由于該商廈玻璃幕墻的聚焦作用，該車的車門橡膠密封條竟被烤化;在德國柏林還曾發(fā)生過因玻璃幕墻聚焦而引起火災的發(fā)生。

放射性污染

有一些玻璃幕墻(如茶色的)含有一定的金屬鈷成分，其本身就是放射性元素，在陽光照射下更容易使人受到放射性污染，嚴重時會破壞人體的造血功能，引發(fā)癌癥和其它疾病。有關(guān)人士指出，由于光污染不能通過分解、轉(zhuǎn)化、稀釋來消除，因此只能加強預防。

鋼化玻璃自爆

幕墻鋼化玻璃自爆是在無外力的作用下發(fā)生破裂，這是鋼化玻璃的固有特性，大部分廠家產(chǎn)品的自爆率在3‰左右。鋼化玻璃自爆的根本原因是因為玻璃中含有硫化鎳及其他顆粒雜質(zhì)，在玻璃被太陽照射，溫度發(fā)生改變后，會產(chǎn)生膨脹，從而導致玻璃自爆。鋼化玻璃的單片面積越大、結(jié)構(gòu)越厚，自爆可能性越大。由于硫化鎳在玻璃生產(chǎn)中不能完全杜絕，玻璃自爆被著名建筑師福斯特稱為"玻璃幕墻的癌癥"。鋼化玻璃用在低層建筑上通常沒有多大問題，但如果建筑高度達到5層，鋼化玻璃自爆后的玻璃雨就會對人體造成傷害，如果建筑超過25層，玻璃碎片甚至可以擊穿人的頭蓋骨。

在歐美等國，雖然沒有法規(guī)禁止鋼化玻璃的使用，但是業(yè)內(nèi)卻自覺形成規(guī)則：不用鋼化玻璃。因為鋼化玻璃盡管美觀廉價(更為安全的夾絲玻璃價格約是鋼化玻璃的兩倍)，但破碎后會導致碎片到處飛散。在玻璃幕墻應用廣泛的日本，鋼化玻璃只有在比較偏遠的地區(qū)才能看到，在人群密集的鬧市區(qū)，日本使用的還是夾絲玻璃或夾層玻璃，與鋼化玻璃相比，夾層玻璃和低鐵超白玻璃的安全性要高得多。夾層玻璃即使發(fā)生自爆，玻璃碎片仍可由夾層中的PVB膜維持成片狀，不會灑落地面?zhèn)π腥?。而低鐵超白玻璃則不會自爆。日本沒有硬性規(guī)定，但一切基于建筑物的安全功能要求進行設(shè)計、施工，是建設(shè)方基于對整個安全的責任。

玻璃幕墻 - 限制使用

歐美

歐美一些國家早在20世紀80年代末，就開始限制在建筑物外部裝修使用玻璃幕墻，不少發(fā)達國家或地區(qū)甚至明文限制使用釉面磚和馬賽克裝飾外墻。在發(fā)現(xiàn)玻璃幕墻存在的諸多安全隱患和不夠環(huán)保之后，美國出臺《節(jié)約能源法》對玻璃玻璃使用提出限制;德國禁止使用大面積玻璃幕墻。發(fā)達國家轉(zhuǎn)而尋找新型玻璃和技術(shù)，其中充氬雙層低鐵Low-e玻璃、變色玻璃窗因可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度而開始被使用，而鋁合金框架和玻璃的結(jié)合也讓玻璃幕墻變得更加安全。

中國

1996年建設(shè)部頒發(fā)的《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》明確規(guī)定：玻璃幕墻大樓正常使用后每5年需進行一次全面檢查;對玻璃、密封條、密封膠、結(jié)構(gòu)硅酮密封膠等應進行檢查。1997年施行的《上海市建筑物使用安全玻璃規(guī)定》也明確指出：幕墻安全玻璃使用滿8年的，建筑物所有者或管理者應當委托有資格的技術(shù)鑒定機構(gòu)進行查勘等。

2005年7月1日，中國才實施第一部《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》，開始對公共建筑的外窗可開啟面積、玻璃幕墻占墻面的面積等提出具體限制標準。

2012年2月1日《上海市建筑玻璃幕墻管理辦法》正式施行。根據(jù)新規(guī)，上海將禁止在T形路口正對直線路段的建筑物上采用玻璃幕墻;禁止住宅、醫(yī)院門診急診樓和病房樓、中小學校教學樓、托兒所、幼兒園、養(yǎng)老院的“二層以上”建筑物采用玻璃幕墻。

新規(guī)還明確，已完成施工安裝的既有玻璃幕墻，建筑物所有人即業(yè)主為使用與維護的責任主體。同時要求建立玻璃幕墻專項維修資金。