淺談幕墻結構的分類及特點

　　本篇文章內容由[中國幕墻網]編輯部整理發布：

　　幕墻(Curtain Wall)早在150年前(19世紀中葉)就已在建筑工程中使用，由于受當時材料和加工工藝的局限，幕墻達不到絕對水密性、氣密性、抵抗各種自然外力的侵襲(如風、地震、氣溫)、熱物理因素(熱輻射、結露)以及隔音、防火（詞條“防火”由行業大百科提供）等要求，一直得不到很好的發展及推廣。

　　我國建筑幕墻行業從1983年開始起步，三十年來建筑材料及加工工藝的迅速發展，各種類型的建筑材料研制成功，如各種密封膠的發明及其它隔聲、防火填充材料的出現，很好地解決了建筑外圍對幕墻的指標要求，并逐漸成為當代外墻建筑裝飾新潮流。

　　今天，幕墻不僅廣泛用于各種建筑物的外墻，還應用于各種功能的建筑內墻，如通信機房、電視演播室、航空港(機場)、大車站、體育館、博物館、文化中心、大酒店、大型商場等。

　　面對幕墻新工藝層出不窮，新材料琳瑯滿目,為了幫助行業讀者，建立系統的、綜合的“幕墻結構”知識體系，中國幕墻網特別制作“幕墻結構分類及特點”大百科欄目。

　　幕墻分類目錄樹

鋁合金/PVC鋁（詞條“鋁”由行業大百科提供）包木/實木門窗 (32)

　　1.全玻幕墻　是一種全透明、全視野的玻璃幕墻，利用玻璃的透明性，追求建筑物內外空間的流通和融合，使人們可以透過玻璃清楚地看到玻璃的整個結構系統，使結構系統由單純的支承作用轉向表現其可見性，從而表現出建筑裝飾的藝術感、層次感和立體感。具有重量輕、選材簡單、加工工廠化、施工快捷、維護維修方便、易于清洗等特點。其對于豐富建筑造型立面效果的功效是其他材料無可比擬的，是現代科技在建筑裝飾上的體現。

　　2.點接駁式全玻幕墻　每一分格玻璃用點接駁鋼件以點連接形式固定，其所承受的各種荷載和作用(風荷載、地震作用、溫度作用等)通過點接駁鋼件、鋼爪（詞條“鋼爪”由行業大百科提供）傳遞到受力支撐結構系統，再由中間受力支撐結構體系傳遞給主體結構;點接駁鋼件采用球狀鉸接螺栓(可自由轉動)，且球狀鉸接螺栓的轉動中心與玻璃重心是一致的，可以消除由于外力(風荷載、地震作用、溫度作用等)引起的玻璃位移。點接駁鋼爪有“H”形和“X”形等幾種形式。支承玻璃的受力支承結構系統可以是玻璃肋、鋼桁架也可以是不銹鋼拉桿、拉索或混合結構。因此點接駁全幕墻可分為玻璃肋點接駁全玻幕墻、鋼桁架（詞條“桁架”由行業大百科提供）點接駁全玻幕墻、拉索式點接駁全玻幕墻、混合結構形式點接駁全幕玻墻。

　　3.拉桿式點接駁　全玻幕墻是不銹鋼（詞條“不銹鋼”由行業大百科提供）拉杠柔性支承結構代替剛性桁架結構。拉桿式點接駁全玻璃幕墻采用預應力雙層拉桿結構。一般設計成對稱型，這是因為幕墻不僅要承受正風壓，還要承受負風壓，正風壓的承力索在負風壓時就變成了穩定桿;而負風壓的承力桿在正風壓時則變成穩定索。這樣就保證了在正負風壓的情況下，雙層拉桿結構的受力完整性。雙層拉桿結構的施工與設計的聯系十分緊密，設計時，必須預先考慮施工的步驟，尤其必須預先規定好張拉預應力和鋪設面板的步驟，實際施工時必須嚴格按照規定的步驟進行。

　　4.拉索式點接駁　全玻幕墻是不銹鋼索柔性支承結構代替剛性桁架結構。拉索式點接駁全玻璃幕墻采用預應力雙層懸索結構。一般設計成對稱型，這是因為幕墻不僅要承受正風壓，還要承受負風壓，正風壓的承力索在負風壓時就變成了穩定索;而負風壓的承力索在正風壓時則變成穩定索。這樣就保證了在正負風壓的情況下，雙層懸索結構的受力完整性。雙層懸索結構的施工與設計的聯系十分緊密，設計時，必須預先考慮施工的步驟，尤其必須預先規定好張拉預應力和鋪設面板的步驟，實際施工時必須嚴格按照規定的步驟進行。

　　5.鋼桁架點接駁式　全玻幕墻是采用鋼結構為支撐受力體系的玻璃幕墻，所用的鋼結構可以是圓鋼管鋼杠，也可以是魚腹式鋼鉸支桁架或其它形式鉸支桁架。鋼結構上安裝鋼爪，面板玻璃四角開孔，鋼爪上的緊固件穿過面板玻璃上的孔，緊固后將玻璃固定在鋼爪上。此結構選材靈活、施工簡單。

　　6.框架式(元件式)幕墻　框架式(元件式,構件（詞條“構件”由行業大百科提供）式)幕墻的豎框(或橫梁)先安裝在主體結構上，再安裝橫梁(或豎框)，豎框和橫梁組成框格，面板材料在工廠內加工成單元組件，再固定在豎框和橫梁組成的框格上。面板材料單元組件所承受的荷載要通過豎框(或橫梁)傳遞給主體結構。該結構較常見的形式是：豎框和橫梁現場安裝形成框格后將面板材料單元組件固定于骨架上，面板材料單元組件豎向接逢在立柱上，橫向接逢在橫梁上，并進行密封膠接逢處理，防雨水滲透、空氣滲透。

　　框架式(元件式)幕墻主要特點

　　1.施工手段靈活，工藝較為成熟，經過較多工程實踐檢驗，是目前采用較多的幕墻結構形式。

　　2.主體結構適應能力強，安裝順序基本不受主體結構的影響。

　　3.采用密封膠接逢處理，水密性、氣密性好，具有較好的保溫（詞條“保溫”由行業大百科提供）、隔聲降噪能力，具有一定的抗層間位移能力。

　　4.面板材料單元組件工廠制作，結構膠使用性能有保證。

　　5.大量安裝工序現場進行，要求現場管理工作量大。

　　6.密封膠施工要求嚴格，前期清洗、打膠過程對工人素質要求高;安裝打膠控制點多，工序多，要求工程管理質量高。

　　7. 單元式幕墻（詞條“單元式幕墻”由行業大百科提供） 是由許多獨立的單元組合而成，每個獨立單元組件內部所有板塊安裝、板塊間接縫密封均在工廠內加工組裝完成，分類編號按工程安裝順序運往工地吊裝，安裝可與主體結構施工同步進行(相差5-6個樓層即可)。通常每個單元組件為一個樓層高(或二、三個樓層高)、一個分格寬，單元與單元之間采用陰陽鑲嵌的結構形式，即單元組件的左右豎框、上下橫框都是和相鄰單元組件對插，通過對插形成組合桿，從而形成單元組件間接逢。單元組件的豎框直接固定在主體結構上，所承受的荷載是由單元組件的豎框直接傳遞到主體結構。

　　其主要特點為：

　　1.幕墻單元工廠內加工制作易實現工業化生產，降低人工費用，控制單元質量;大量的加工制做、準備工作在工廠內完成，從而縮短幕墻現場施工周期和工程施工周期，為業主帶來較大的經濟效益和社會效益。

　　2.單元與單元之間陰陽鑲嵌連接，適應主體結構位移能力強，能有效吸收地震作用、溫度變化、層間位移，單元式幕墻較適用于超高層建筑和純鋼結構高層建筑。

　　3.接逢處多使用膠條密封，不使用耐候膠(是目前國內外幕墻技術的發展趨勢)，不受天氣對打膠的影響，工期易控制。

　　4.由于單元式幕墻主要在室內施工安裝，主體結構適應能力較差，不適用于有剪力墻和窗間墻的主體結構。

　　5.要求有嚴格的施工組織管理，施工時有嚴格的施工順序，必須按對插的次序進行安 裝。對主體施工用垂直運輸設備（詞條“設備”由行業大百科提供）等施工機械的安放位置有嚴格限制，否則將影響整個工程的安裝。

　　8. 半單元式幕墻 是先在主體結構上安裝豎框或豎框與橫梁組成的框架，豎框和相鄰豎框對插，通過對插形成組合桿。單元組件(裝飾面板)再固定在豎框或橫梁上。一般有兩種結構形式：一種是豎框先安裝在主體結構上，豎料上裝有掛接板塊的裝置，橫梁與面板材料組成單元板塊，板塊掛接豎料上。豎向接縫在豎框上，橫向采用上下單元板塊對插接縫，進行接縫處理，形成整片幕墻。另一種是豎框與橫梁組成框架，固定于主體結構上，面板組成獨立的小板塊，掛接于框架上。豎向接縫在豎框上，橫向接縫在橫梁上，并進行接縫處理，形成整片幕墻。

　　其主要特點是：

　　1.豎框采用對插形式，變位適應能力強，具有較強的層間位移調節能力，抗震性能好。

　　2.豎框通過對插形成接逢，對地震作用、溫度變化等引起的變形適應能力好，且位移時噪聲小。

　　3.易實現工業化生產，可減少現場加工、安裝工序，易于控制工程質量。

　　4.現場施工周期短，接逢處多使用膠條密封，一般不使用耐候膠(是目前國內外幕墻技術的發展趨勢)，不受天氣對打膠的影響，易縮短施工周期。

　　5.可交叉作業施工，施工手段靈活，受主體結構影響小。

　　6.維修保養方便，維護、更換板塊時不影響周圍板塊。

　　9.雙層呼吸式幕墻：圖片1　　圖片2(右)

　　功能要點――智能化、節能：雙層幕墻的導熱、遮陽特性，可以明顯減少樓宇內的能量消耗。通過被動使用光能，冬季通過雙層幕墻的熱量損失可減少30%，夏季通過夜間散熱，可使用戶減少使用空調，從而減少能量的損耗。如果夜間散熱和遮陽板使用正確，還可以保持室內溫度低于室外。

　　通風、防塵：自然通風，即使天氣惡劣，也一樣可以開窗（詞條“窗”由行業大百科提供）換氣。減少空調綜合癥的發生，提高人們的生活質素和工作效率。

　　隔音：研究檢測，對隔音效果影響最大的是通風口的開口位置。即使窗戶開放，雙層幕墻仍可達到單層幕墻窗戶關閉時的隔音效果。不僅隔斷室外噪音，而且也隔斷房間之間和樓層之間的噪音。

　　換氣過程―――夏季，出風口開啟，依據熱壓（詞條“熱壓”由行業大百科提供）原理(煙囪效應)，冷氣會從進風口進入雙層幕墻的空氣緩沖層;進行熱交換后，熱空氣從出風口排出。若內層幕墻開啟，也可將室內頂部的熱空氣同時排出。冬季，出風口關閉，空氣緩沖層在溫室層的作用下，緩沖層溫度會高于室外，從而也提高內層幕墻外表面溫度（詞條“表面溫度”由行業大百科提供），這樣會大大降低室內熱損失（詞條“熱損失”由行業大百科提供）。

　　10.銷釘式結構：此結構屬石材干掛技術第一代產品，是在石板的上下端面鉆孔，采用托板與銷釘固定。此結構簡便，但板面為局部受力，易產生擠壓應力，板塊抗變形能力不好，且板塊破損后不宜更換，適用于低層建筑。

　　11半圓槽結構：此結構屬石材干掛技術第二代產品，是指在石板的上下端面銑成半圓槽口，采用托板及半圓勾板固定，此結構受力較銷釘合理，較易吸收變形，考慮到強度問題，一般多用不銹鋼勾板，但板塊破損后不宜更換，適用于低層建筑。

　　12.通長槽固定方式：此結構是在石板上下端面開設通長槽口，采用鋁合金通長勾板固定，其特點是受力合理，可靠性高，板塊抗變形能力強，且板塊破損后可實現更換要求，適用于高層建筑。

　　13背栓式結構：此結構屬石材干掛技術第三代產品，是目前世界上較先進技術，在國內，只有我公司有此技術、加工和施工技術及進口專用加工設備，是國內石材幕墻技術發展的方向，其特點是實現石材的無應力加工，石材背面采用不銹鋼脹栓連接，連接強度高，節省強度值約30%左右，板塊抗變形能力強，且板塊破損后可實現更換要求，適用于高層建筑，我公司在上海浦東國際金融大廈首次采用此種技術。

　　石材干掛工藝的比較

　　14. 鋁塑復合板與鋁單板的比較

　　15 鋁合金/PVC/鋁包木/實木門窗

　　以下用以鋁合金門窗為例展開介紹：在我國已廣泛應用于各類建筑，它具有優越的物理性能。使用鋁合金門窗的建筑不僅外觀美，而且鋁合金門窗漏氣量小，可降低能耗，其優異的水密性能保護了室內高級裝修，可避免雨水滲漏造成的破壞。公司生產的平開窗、推拉窗（詞條“推拉窗”由行業大百科提供）均已系列化、標準化。產品具有采光、通風、防風雨、隔聲、防塵、防盜等使用功能，能為人們提供安全舒適的室內居住環境。鋁合金型材料的表面可加工成銀白色、咖啡色、古銅色、金黃色、黑色等多種色彩，而且表面光潔度極高，為家居環境增添色彩。其中平開窗可采用多種高、中檔配件，實現客戶的不同需要，高檔兩點鎖在門窗產品的應用，使門窗性能等級提高到A1級。門窗玻璃可選用中空玻璃、珠片花紋玻璃、磨砂玻璃等。中空玻璃窗隔聲性能達到30dB，保溫性能的傳熱系數在3.9W/m2.K左右。

　　節能環保鋁合金門窗技術性能

　　(1)優越的保溫性能，節能效果顯著。根據需要，采用不同的斷熱鋁型材及中空玻璃配置，可獲得不同的傳熱系數K 值，以滿足不同地區的節能需求。

　　(2) 利用壓力平衡原理設計有結構排水系統。

　　(3) 等強度穿條式斷熱鋁型材。斷熱條的強度及熱變形性能與鋁型材相近，并采用先進的壓紋復合工藝，保證斷熱型材具有足夠的抗拉伸和抗剪切強度及抵御熱變形能力。

　　(4) 窗體強度高，堅固耐用。抗風壓變形能力強，可用于高層公共建筑及民用住宅，且可做成較大規格(5) 精選優質五金配件，操作手柄人性化設計。方便靈活，美觀舒適,堅固耐用。

　　(6)成熟完善的門窗加工工藝，配以高精密程序控制加工中心進行加工，規模化批量生產，質量穩定可靠。

　　(7)鋁型材通過四種表面處理方式(陽極氧化、電泳涂漆、靜電噴塑、氟碳噴涂，可獲得任意所需顏色及效果，并可達到門窗的室內外表面不同顏色，滿足不同使用者對顏色效果的需求。

　　(8)門窗整體長壽命設計，鋁型材、五金配件、密封橡膠條等均具有較高的耐老化和耐腐蝕性能，尤其耐老化性能和開啟的靈活性，遠遠優于塑鋼門窗。

　　(9)所有材料均可回收再利用，屬綠色建材環保產品，符合可持續性發展的戰略。

　　(10)節能環保鋁合金門窗，根據不同建筑風格及使用功能要求，可選擇多種開啟形式： 如：平開式、內傾式、側滑式、上懸式、中懸式、立軸回轉式、推拉式、平開和內傾兼有的復合式等。

　　(11)開啟和鎖緊靈活，經久耐用，每種產品，每一個使用動作都經過嚴格檢驗和測試，疲勞試驗次數達10萬次以上。

　　“十二五”期間中國將大力發展建筑節能相關產業，我國將對5.7億平方米建筑進行節能改造，這對建筑幕墻產業無疑是一次快速發展的機遇。中國幕墻產業經過多年的發展，產銷量呈現快速發展態勢，已成為全球幕墻生產與使用大國。中國幕墻每年生產安裝各類建筑幕墻約5,500萬平方米，年產值近1,200億，市場總量已占世界總量的60%以上。

　　在未來，幕墻類型和工藝與科技的結合，全力響應全球節能減排的號召，智能型幕墻，如太陽能光伏幕墻、通風道呼吸幕墻、感應風雨智能幕墻等，將展示出建筑的獨特魅力。