鋁合金玻璃幕墻與高層建筑的不解之緣

朱則剛

玻璃幕墻是當(dāng)代的一種新型墻體， 它賦予建筑物的最大特點(diǎn)是將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，令建筑物從不同角度呈現(xiàn)出不同的色調(diào)，隨陽(yáng)光、月色、燈光的變化給人以動(dòng)態(tài)的美。玻璃幕墻是近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，也是現(xiàn)代高層建筑時(shí)代的顯著特征。玻璃幕墻的節(jié)能途徑通常是通過(guò)斷橋鋁型材來(lái)降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，消除結(jié)構(gòu)體系“熱橋”，降低空氣滲透熱損失，提高密封性來(lái)實(shí)現(xiàn)。工程通過(guò)采用斷熱鋁型材，以及充入氬氣的中空玻璃結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)斷熱節(jié)能，降低了通過(guò)傳導(dǎo)的熱量損耗，降低室內(nèi)水分因過(guò)飽和而冷凝在鋁型材表面的可能性。因此，鋁合金玻璃幕墻在高層建筑上的運(yùn)用，歷年來(lái)受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。＼

鋁合金玻璃幕墻的誕生

由內(nèi)外2層玻璃幕墻組成的通風(fēng)式幕墻，又稱(chēng)雙層幕墻、呼吸式幕墻、熱通道幕墻。內(nèi)外兩層幕墻之間形成一個(gè)通風(fēng)換氣層，由于此換氣層中空氣流通或循環(huán)作用，使內(nèi)層幕墻的溫度接近室內(nèi)溫度，有效降低溫差，比傳統(tǒng)的幕墻采暖節(jié)約能源42%～52%，制冷時(shí)節(jié)約能源38%～60%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，建筑幕墻作為一項(xiàng)高技術(shù)產(chǎn)品，在我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展、應(yīng)用突飛猛進(jìn)。隨著鋁合金隱框幕墻的發(fā)展，鋁板幕墻也異軍突起，配合鋁合金玻璃幕墻在幕墻工程中進(jìn)行使用，令我國(guó)高層建筑更加光彩艷麗，各種顏色、各種材料組合成絕美的幕墻畫(huà)卷。使用鋁板制成的幕墻是建筑幕墻的一種形式，它多用于作墻體的蔽護(hù)和不采光的墻壁，代替馬賽克和釉面磚噴涂外墻。目前，國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)上能夠用于幕墻工程的鋁板，大致有單層鋁板、復(fù)合鋁板和蜂窩鋁板等幾種類(lèi)型，其中復(fù)合鋁板的應(yīng)用最為廣泛。

玻璃幕墻的傳熱過(guò)程大致有3種途徑。一是玻璃和鋁合金（不銹鋼）金屬框格的傳熱。它們通過(guò)單層玻璃的熱流傳熱；通過(guò)金屬框格傳熱；通過(guò)玻璃的鍍膜層減少輻射換熱。二是幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣和室內(nèi)環(huán)境間的換熱。即內(nèi)表面與室內(nèi)空氣間的對(duì)流換熱；內(nèi)表面與室內(nèi)環(huán)境間的輻射換熱。三是玻璃幕墻外表面與周?chē)諝夂屯饨绛h(huán)境間的換熱。包括外表面與周?chē)諝忾g的對(duì)流換熱；外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱；外表面與空間的各種長(zhǎng)波輻射換熱。綜上所述，普通玻璃幕墻采用單層玻璃和鋁合金型材的梁柱結(jié)構(gòu)，而節(jié)能玻璃幕墻則應(yīng)從上述3種途徑加以考慮。第1種途徑（熱傳導(dǎo)）對(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)影響最大，針對(duì)玻璃的導(dǎo)熱性能，設(shè)計(jì)時(shí)采用中空玻璃；針對(duì)鋁框的導(dǎo)熱性能，設(shè)計(jì)時(shí)采用尼龍66等結(jié)構(gòu)塑料，形成“斷橋”，可增大熱阻，減少熱傳導(dǎo)，從而設(shè)計(jì)隔熱幕墻。在此基礎(chǔ)上，再考慮第2種途徑（熱對(duì)流）和第3種途徑（熱輻射），在構(gòu)造上采用雙層Low-e玻璃，上下端對(duì)流開(kāi)口，從而設(shè)計(jì)出動(dòng)態(tài)幕墻。

建筑幕墻是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成部分，是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，玻璃作為建筑幕墻的重要構(gòu)成部分，是建筑物外墻的各種材料里，最薄、最容易傳熱的材料。所以，要節(jié)約能源，就要改變玻璃的熱工性能。中空玻璃是由2片或多片玻璃組成，玻璃間用內(nèi)部灌有干燥劑的空心鋁管隔離，同時(shí)中空部分充入干燥空氣或惰性氣體，并用丁基膠、聚硫膠或結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行密封處理而成。在某些條件下，中空玻璃的斷熱性能優(yōu)于一般混凝土墻，普通雙層中空玻璃比單層玻璃熱傳導(dǎo)系數(shù)小30%左右，反射中空玻璃比單層玻璃熱傳導(dǎo)系數(shù)小70%左右，同時(shí)中空玻璃具有極好的隔音性能，一般可使噪音降低39～40分貝。另外，采用2片不同厚度的玻璃原片制成中空玻璃，由于減少了共振，其隔音效果更佳。現(xiàn)階段，大多數(shù)提高玻璃幕墻節(jié)能保溫性能的工程，主要采用鍍膜玻璃、Low-e玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃，以及隔熱斷橋鋁型材來(lái)降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K、消除結(jié)構(gòu)體系“熱橋”、降低空氣滲透熱損失、減少開(kāi)啟窗扇面積、提高其密封性等。

智能幕墻是通風(fēng)式幕墻的延伸，是在智能化建筑的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑配套技術(shù)（暖、熱、光、電）的適度控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)有效調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣、溫度和光線，其建筑能耗只相當(dāng)于傳統(tǒng)幕墻的30%。光電幕墻的基本單元為光電板，光電板是由若干個(gè)光電電池進(jìn)行串、并聯(lián)組合而成的電池陣列，將電池陣列放入雙層玻璃中用鑄膜樹(shù)脂熱固而成，在光電板背面接線盒和導(dǎo)線，這樣就可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，為人們的工作生活所使用。一般情況下，此種幕墻的立柱和橫梁采用隔熱鋁型材，為了減少冬季采暖供熱的熱損失和能源消耗，以及減少夏季空調(diào)制冷的熱襲入和能源消耗，玻璃幕墻熱工設(shè)計(jì)的發(fā)展趨向如下：對(duì)于以采暖供熱為主的幕墻追求達(dá)到溫室效應(yīng)，對(duì)于以空調(diào)制冷為主的幕墻追求達(dá)到冷房效果，無(wú)論何種幕墻都將追求合理利用太陽(yáng)能。動(dòng)態(tài)幕墻也稱(chēng)熱通道幕墻，雙層通風(fēng)幕墻是一種很好的發(fā)展方向，由光電板系統(tǒng)和幕墻系統(tǒng)組成的光電幕墻，也是主動(dòng)利用太陽(yáng)能的一個(gè)應(yīng)用發(fā)展方向，綜合運(yùn)用光能、熱能、電能的智能玻璃幕墻是最理想的發(fā)展方向。我國(guó)建筑能耗是相同氣候條件發(fā)達(dá)國(guó)家建筑能耗的2～3倍，在全面建設(shè)小康社會(huì)的進(jìn)程中，節(jié)能減排的任務(wù)十分艱巨。其實(shí)，建筑節(jié)能是提高住宅舒適度，降低使用費(fèi)用的基礎(chǔ)，也是可持續(xù)發(fā)展的迫切要求，只有把資源節(jié)約、降低能耗放在突出位置，才能更好促進(jìn)和諧社會(huì)的建設(shè)。

玻璃幕墻的熱工性能不可小覷

玻璃幕墻作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其傳熱耗熱量及冷風(fēng)滲透耗熱量所產(chǎn)生的熱損失，占全部建筑能耗的40%～50%，如果玻璃幕墻采用合理的結(jié)構(gòu)，則可以大幅度降低能量損耗。玻璃幕墻對(duì)既有建筑能耗的影響，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是玻璃幕墻的熱工性能影響到冬季采暖、夏季空調(diào)室內(nèi)外的溫差傳熱。二是幕墻的透明材料（如玻璃）受太陽(yáng)輻射影響，而造成的建筑室內(nèi)過(guò)熱現(xiàn)象。

玻璃幕墻的熱工性能主要包括，傳熱系數(shù)K、遮陽(yáng)系數(shù)Sc和抗結(jié)露系數(shù)。傳熱系數(shù)K值是指，由于玻璃熱傳遞和室內(nèi)外溫差，所形成的空氣到空氣的傳熱量，其傳熱過(guò)程包括對(duì)流和導(dǎo)熱2種方式。傳熱系數(shù)是玻璃幕墻熱工性能的重要方面，我國(guó)《建筑幕墻物理性能分級(jí)》中的保溫性能即由此劃分，K值越低，通過(guò)玻璃的傳熱量也越低。玻璃幕墻的遮陽(yáng)系數(shù)，是指在相同條件下，太陽(yáng)輻射能量透過(guò)幕墻玻璃的熱量與透過(guò) 3mm透明玻璃的熱量之比，Sc值越小，阻擋陽(yáng)光直接輻射的性能越好。所以，較低的K值和較小的Sc值，可有效降低以上3種熱傳遞。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)熱及對(duì)流傳熱的能力，可以用傳熱系數(shù)來(lái)衡量，輻射傳熱能力可用遮陽(yáng)系統(tǒng)來(lái)控制，建筑物的傳熱是上述3種方式綜合作用的結(jié)果。玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)重點(diǎn)，是設(shè)計(jì)合理的控制手段以達(dá)到節(jié)能目的，影響玻璃幕墻的熱工性能，可以通過(guò)控制傳熱和增加遮擋來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

根據(jù)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，透明玻璃幕墻的熱工性能要求與窗相同，傳熱系數(shù)與遮陽(yáng)系數(shù)，則應(yīng)根據(jù)其在外墻上所占面積的比例確定。透明玻璃所占的面積越大，傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)要求也就越小。由于透明玻璃的面積不得大于所在外墻面積的70%。而玻璃幕墻背后有建筑結(jié)構(gòu)梁柱，同時(shí)還要滿(mǎn)足防火規(guī)范要求，在玻璃幕墻的上下層之間設(shè)置800mm高的防火墻。我們則可以把2個(gè)部位的玻璃幕墻，設(shè)計(jì)成為不透明的玻璃或者其他材料，如果遇到兩個(gè)部位的面積和不到整個(gè)玻璃幕墻的30%，則通過(guò)建筑師設(shè)計(jì)過(guò)程里的計(jì)算和再設(shè)計(jì)，適當(dāng)增加不透明的玻璃幕墻比例，從而調(diào)整整個(gè)幕墻的系統(tǒng)虛實(shí)比例，最終滿(mǎn)足玻璃幕墻的節(jié)能要求。

隨窗墻比（幕墻透明部分和非透明部分的面積比）的增大，通過(guò)透明玻璃幕墻的熱量急劇增加，空調(diào)冷負(fù)荷也隨之急劇增加。由于加工工藝不同，玻璃可以分為普通平板玻璃、吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃和一些有特殊用途的功能玻璃，各種玻璃的傳熱系數(shù)不同。 幕墻型材對(duì)幕墻的熱工性能的影響，表現(xiàn)在無(wú)論是明框、隱框、吊掛式、點(diǎn)支式還是單元式玻璃幕墻，其結(jié)構(gòu)框架特別是連接點(diǎn)型材的性能，都對(duì)玻璃幕墻的熱工性能有一定影響。

玻璃的透明性可用于室內(nèi)的采光和取暖，透過(guò)玻璃窗的輻射能量總數(shù)，是由當(dāng)?shù)靥?yáng)光輻射強(qiáng)度、太陽(yáng)光透過(guò)玻璃的入射角，以及玻璃材料的性質(zhì)決定。當(dāng)入射角光線與玻璃法線的夾角超過(guò)60度時(shí)，反射率就會(huì)大幅增加。在夏季熱輻射增加空調(diào)負(fù)荷，而在冬季則有取暖作用。空氣滲透起因于風(fēng)壓和熱壓造成的建筑物內(nèi)外空氣壓力差，而建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上存在的縫隙或孔洞，是產(chǎn)生空氣滲透的必要條件。對(duì)于既有幕墻建筑，會(huì)因?yàn)椴考蓜?dòng)老化造成空氣滲透。而夏季熱空氣滲入會(huì)增加空調(diào)負(fù)荷，在冬季冷風(fēng)滲入會(huì)增加供熱負(fù)荷，對(duì)于夏熱冬冷的地區(qū)，冬季室外空氣設(shè)計(jì)溫度為0℃，室內(nèi)外溫差20℃，增加的供熱負(fù)荷不容忽視。

降低建筑的窗墻比，是最直接有效降低建筑能耗的方式。在實(shí)際工程中，應(yīng)綜合考慮外觀、采光的需求，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求、玻璃幕墻的性能，選擇合適的窗墻比。另外，采用節(jié)能玻璃、提高玻璃熱阻、降低玻璃傳熱系數(shù)，是降低玻璃能耗最為直接的方法。為了提高框架熱阻，選用斷熱橋型節(jié)能型材，設(shè)置玻璃幕墻遮陽(yáng)系統(tǒng)，遮陽(yáng)系統(tǒng)屏蔽太陽(yáng)輻射，減少太陽(yáng)輻射對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響，豐富建筑立面；對(duì)于傳熱系數(shù)基本相等的各類(lèi)玻璃幕墻，提高幕墻的氣密性能，減少空氣對(duì)流傳熱也是降低建筑幕墻能耗的關(guān)鍵。減少各種不可控的圍護(hù)結(jié)構(gòu)空氣滲漏，采用可控的通風(fēng)措施，有利于增加新風(fēng)的供給，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，降低建筑能耗。除了玻璃面板之外，玻璃幕墻的金屬型材，也是影響到整個(gè)幕墻系統(tǒng)外觀和節(jié)能的兩個(gè)重要因素。框式玻璃幕墻中，應(yīng)該將玻璃與幕墻結(jié)構(gòu)中的加權(quán)平均后的傳熱系數(shù)，作為玻璃幕墻的傳熱系數(shù)。如此看來(lái)，全隱框玻璃幕墻的傳熱系數(shù)，比較接近玻璃面板的傳熱系數(shù)，因?yàn)殡m然有結(jié)構(gòu)框架，但是由于隱藏在玻璃面板之后，所以其對(duì)整個(gè)幕墻傳熱系數(shù)的影響較小，但從幕墻的安全性來(lái)看，明框較為可靠，并通過(guò)段熱型的明框，可減少金屬框型的熱橋。

玻璃幕墻熱橋是它結(jié)構(gòu)的一部分，由于它的導(dǎo)熱性能太好，而造成整個(gè)結(jié)構(gòu)綜合斷熱能力下降。在普通玻璃幕墻中，鋁合金框架是玻璃幕墻的熱橋，它的導(dǎo)熱能力是玻璃的上百倍。冷橋是一種獨(dú)特的熱橋，是未經(jīng)斷熱處理的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，它將熱量導(dǎo)走的速度，比周?chē)膮^(qū)域和橋內(nèi)側(cè)表面都快，因此它的溫度較低，這種類(lèi)型的熱橋，俗稱(chēng)為“冷橋”。在冬季未經(jīng)斷熱處理的鋁型材就是冷橋，室內(nèi)水蒸氣在冷橋的表面形成冷凝水，而冷凝水的存在會(huì)增加構(gòu)造處理的難度，以及令幕墻收邊的室內(nèi)裝飾面出現(xiàn)發(fā)霉情況。在當(dāng)今的公共建筑中，展覽建筑、體育建筑等為了展示功能及美觀需求，普遍采用大面積的玻璃幕墻，由于玻璃是熱的良導(dǎo)體，為了節(jié)能大多采用中空玻璃或Low-e玻璃。如果采用普通玻璃幕墻的鋁合金框架，其傳熱系數(shù)為203.00 W/m·k，鋁合金框架將形成熱橋產(chǎn)生能耗。

玻璃幕墻的遮陽(yáng)系統(tǒng)，是直接降低幕墻遮陽(yáng)系數(shù)最為直接的方式之一，除了可以通過(guò)選擇不同材料特性的玻璃材質(zhì)外，還可以通過(guò)另外設(shè)遮陽(yáng)系統(tǒng)達(dá)到降低遮陽(yáng)系數(shù)的目的，這也成為重要的立面形式。玻璃幕墻的體系可以根據(jù)位置分為外遮陽(yáng)系統(tǒng)、雙層玻璃幕墻間層遮陽(yáng)系統(tǒng)、內(nèi)置遮陽(yáng)系統(tǒng)3種方式。玻璃幕墻在當(dāng)今建筑應(yīng)用中越來(lái)越廣泛，隨著玻璃幕墻技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)，其在建筑設(shè)計(jì)中的地位也更加重要。建筑師應(yīng)采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)形式，既考慮到玻璃的美觀度，還能兼顧到它的熱工性能，以便順應(yīng)我國(guó)的節(jié)能減排政策和節(jié)約能源的大趨勢(shì)。

斷熱鋁型材是

安全幕墻的生命線

鋁型材作為建筑幕墻的重要構(gòu)成部分，必須確保能源節(jié)約，這就需要改變鋁型材的熱工性能。

斷熱鋁型材，由鋁型材和中間的隔熱材料組成，中間的隔熱材料主要阻止熱傳導(dǎo)。國(guó)外“斷熱冷橋”技術(shù)，是將高導(dǎo)熱性的鋁型材的導(dǎo)熱路徑上的一部分去掉，代之低導(dǎo)熱性的材料，串聯(lián)起來(lái)并將鋁型材處于不同環(huán)境溫度的兩端隔離。這樣得到的復(fù)合材料，整體導(dǎo)熱性必將大大降低，熱阻值大大提高，鋁型材損失的熱量也會(huì)大大減少。這種隔離方式叫做“斷熱冷橋”或簡(jiǎn)稱(chēng)“斷橋”。應(yīng)用了這種隔離方式的鋁合金型材，稱(chēng)為“隔熱斷橋鋁型材”或簡(jiǎn)稱(chēng)“斷橋鋁型材”，隔離物就稱(chēng)為“斷熱（冷）橋材料”或簡(jiǎn)稱(chēng)“斷熱（冷）橋”、“斷橋”。由于斷熱冷橋的絕熱作用，當(dāng)型材的室外端已是零度以下時(shí)，室內(nèi)端仍保持常溫狀態(tài)。由于斷熱冷橋與鋁合金之間存在粘結(jié)力，使兩者能相互作用（相互對(duì)力和變形進(jìn)行傳遞），這就保證在荷載作用下構(gòu)件中的斷熱冷橋，能夠與其兩邊咬合的鋁合金型材協(xié)調(diào)變形、共同受力，即斷熱冷橋能夠與其兩邊咬合的鋁合金型材，在載荷作用下不會(huì)發(fā)生相對(duì)移位。斷熱冷橋與鋁合金的溫度線膨脹系數(shù)比較接近，當(dāng)溫度變化時(shí)，二者間不會(huì)產(chǎn)生較大的相對(duì)變形，不會(huì)讓粘結(jié)力遭到破壞。斷熱冷橋鋁型材有效改善了幕墻的保溫隔熱性能，它承受高溫的能力較強(qiáng)，但不能對(duì)其進(jìn)行氟碳噴涂，所以需要噴涂的斷熱冷橋鋁型材，應(yīng)該先噴涂后復(fù)合。

時(shí)下，斷熱鋁型材在幕墻領(lǐng)域中的使用越來(lái)越廣泛，但是玻璃幕墻也存在著一些局限性，例如光污染、能耗較大等問(wèn)題。但這些問(wèn)題隨著新材料、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，正逐步納入到建筑造型、建筑材料、建筑節(jié)能的綜合研究體系中，作為一個(gè)整體設(shè)計(jì)問(wèn)題正被深入探討。針對(duì)防止玻璃幕墻反光的問(wèn)題，目前有3招。一是選材要用毛玻璃等粗糙材質(zhì)的玻璃，而不應(yīng)使用全反光玻璃；二是要注意玻璃幕墻安裝的角度，盡量不要在凹形、斜面建筑物使用玻璃幕墻；三是可在玻璃幕墻內(nèi)安裝雙層玻璃，給內(nèi)側(cè)的玻璃貼上黑色吸光材料，這樣能大量吸收光線，避免反射光會(huì)影響到市民。

斷熱型鋁塑復(fù)合建筑鋁型材，解決了普通建筑鋁型材傳熱系數(shù)高的問(wèn)題，使鋁門(mén)窗與鋁幕墻的保濕隔熱性能得到改觀，令高效節(jié)能、高檔豪華的鋁門(mén)窗推廣成為可能，也開(kāi)拓了新的市場(chǎng)發(fā)展空間。斷熱鋁型材應(yīng)用于窗及明框玻璃幕墻，為達(dá)到與其等效的保溫、隔熱效果，它一般與中空玻璃配套使用。對(duì)于明框玻璃幕墻，由于室內(nèi)外的鋁合金為一體式或直接接觸式，而鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)很大，保溫、隔熱效果不好。所以，明框玻璃幕墻采用中空玻璃配斷熱鋁型材，具有明顯的保溫、隔熱效果。而對(duì)于隱框玻璃幕墻，由于幕墻結(jié)構(gòu)與室外直接接觸的是中空玻璃，玻璃與鋁型材之間是硅酮結(jié)構(gòu)膠，結(jié)構(gòu)膠內(nèi)側(cè)是鋁型材，所以理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隱框玻璃幕墻不必采用斷熱鋁合金型材。

目前，一部分工程項(xiàng)目為降低成本，采用PVC斷熱條替代尼龍66斷熱條。但是，PVC的線膨脹系數(shù)與鋁合金的線膨脹系數(shù)相差甚遠(yuǎn)，且其強(qiáng)度低（僅30N/mm 左右）、耐熱性差（80℃）、抗老化性能差等諸多缺陷，導(dǎo)致用PVC斷熱條穿條復(fù)合后的斷熱鋁型材，在實(shí)際安裝使用后由于熱脹冷縮等原因，會(huì)造成PVC斷熱條在鋁型材內(nèi)出現(xiàn)松動(dòng)，甚至完全脫離。斷熱條也是斷熱玻璃幕墻的功能件，在承載受力時(shí)，斷熱條還承擔(dān)密封、傳接的功能。如果通過(guò)機(jī)械復(fù)合滾壓后，斷熱條與鋁型材基質(zhì)的熱膨脹系數(shù)不一致，那么在熱冷不均的條件下，必然出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，不能保證鋁型材與斷熱條會(huì)保持“伸縮同步”。另外，斷熱條作為斷熱鋁型材的一個(gè)重要組成部分，它的尺寸精度直接決定了復(fù)合成型的斷熱鋁型材尺寸精度。玻璃幕墻的裝配精度是0.2～0.3mm，為保證斷熱玻璃幕墻的抗風(fēng)壓性、氣密性、水密性，再綜合考慮累積誤差的余量，若斷熱條本身的外形尺寸不能?chē)?yán)格控制在 0.1mm以下的精度，就很難保證整體玻璃幕墻的裝配精度。

鋁合金建筑型材GB5237-2004已經(jīng)實(shí)施，新標(biāo)準(zhǔn)增加了斷熱型材標(biāo)準(zhǔn)，隨后斷熱條的建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也將出臺(tái)。有了規(guī)范化的生產(chǎn)運(yùn)作參照后，各方面都將對(duì)斷熱玻璃幕墻的制造、安裝給予充分重視，也會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)斷熱玻璃幕墻市場(chǎng)的規(guī)范化。

建筑幕墻所用玻璃各有千秋

作為玻璃幕墻的主要材料，玻璃面板的熱工性能，極大決定了玻璃幕墻整體的熱工性能。因此，選擇合適的玻璃幕墻材料，成為考驗(yàn)玻璃幕墻的熱工性能最為直接的方式。玻璃幕墻不但要滿(mǎn)足采光和傳熱系數(shù)要求，還要考慮到遮陽(yáng)系數(shù)要求，傳熱系數(shù)越小越好，這樣保溫效果好，而遮陽(yáng)系數(shù)小，陽(yáng)光輻射的透過(guò)率也就是越低，夏季空調(diào)的能耗越少。普通玻璃熱工性能不佳，但Low-e玻璃的熱工性能有了很大改善。同時(shí)，玻璃厚度也影響到玻璃的熱工性能，若在玻璃的空氣層中加入惰性氣體，保溫效果會(huì)更好。作為對(duì)幕墻玻璃熱工性能的重要影響因素，玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)也可以通過(guò)不同玻璃材料選擇，從而達(dá)到期望的結(jié)果。鍍膜玻璃、著色玻璃、雙層中空玻璃、彩釉玻璃等，都可以在某種程度上降低玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)。作為改善玻璃幕墻傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)的策略，選擇不同玻璃對(duì)建筑立面效果也會(huì)產(chǎn)生影響。

建筑幕墻常用玻璃包括鋼化玻璃、半鋼化玻璃、及其組合而成的夾層玻璃、中空玻璃等。鋼化玻璃是將浮法玻璃在鋼化爐中均勻加溫至620℃，使之輕度軟化膨脹，再在表面吹冷空氣使之迅速冷卻，使其產(chǎn)生拉應(yīng)力，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和耐沖擊性能大幅提高，并且玻璃破碎后成呈小顆粒狀。半鋼化玻璃制作的熱處理過(guò)程與鋼化玻璃類(lèi)似，只是冷卻方法不同，吹風(fēng)強(qiáng)度降低，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)。另外，其機(jī)械性能也有提高，破碎時(shí)會(huì)有放射狀裂紋，與普通玻璃的破碎狀態(tài)類(lèi)似，但碎片沒(méi)有鋒利的尖角。雖然規(guī)定鋼化和半鋼化玻璃的彎曲度相同，但由于兩種玻璃熱處理后的冷卻方法不一樣，實(shí)際得到的彎曲度也不一樣。鋼化玻璃的冷卻方法，是在其表面吹冷空氣使之迅速冷卻，而半鋼化玻璃冷卻時(shí)的吹風(fēng)強(qiáng)度大為降低，冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，因此弓形和波形都比鋼化玻璃好，鍍上金屬膜形成熱反射玻璃或低輻射玻璃后平整度更好，外觀效果更理想。鋼化玻璃和半鋼化玻璃，在國(guó)內(nèi)外很多建筑幕墻都使用過(guò)，但香港和國(guó)外工程在高層建筑幕墻上，更趨向于采用半鋼化玻璃和用其制成的中空玻璃。而且，現(xiàn)在更多采用半鋼化玻璃制成的夾層中空玻璃，玻璃破碎后有更大的殘余強(qiáng)度，一般情況不會(huì)墜落，路人也來(lái)得及躲閃。當(dāng)下，建筑的一般部位多采用半鋼化玻璃及其組合的夾層中空玻璃；在易遭受撞擊、沖擊而造成人體傷害的部位，則選用應(yīng)力大于95MPa 的鋼化玻璃及其組合玻璃。同時(shí)，玻璃幕墻下應(yīng)設(shè)置綠化帶或雨蓬，防止路人靠近，設(shè)計(jì)與科技都應(yīng)以人為本，根據(jù)實(shí)際情況采用更安全的材料。

夾層玻璃是由兩層或幾層玻璃片間夾嵌透明的塑料薄片，經(jīng)熱壓黏合而成的一種安全玻璃。此種玻璃經(jīng)較大的沖擊和較劇烈的震動(dòng)，僅現(xiàn)裂紋，不致粉碎。中空玻璃是由兩片或多片玻璃，以有效支撐均勻隔開(kāi)并周邊粘結(jié)密封，令玻璃層間形成有干燥氣體空間的制品。

鋁合金隔熱幕墻的節(jié)能優(yōu)勢(shì)

高層建筑的幕墻與門(mén)窗，分別是懸掛和鑲嵌在建筑主體結(jié)構(gòu)框架上的連續(xù)性墻體結(jié)構(gòu)和局部性啟閉部件，是由脆性的玻璃面板和延性的金屬構(gòu)件組成的完整的非承重結(jié)構(gòu)體系。幕墻與門(mén)窗傳遞自重及外部荷載作用的路徑，基本是一樣的，為玻璃面板——橫框架——豎框架——主體結(jié)構(gòu)。所不同的是，幕墻的荷載作用最終由豎框架的錨固點(diǎn)，采用點(diǎn)傳遞的方式傳至主體結(jié)構(gòu)。而門(mén)窗的荷載作用，最終是由四周邊框錨固點(diǎn)，以線傳遞的方式傳至洞口結(jié)構(gòu)。所以，幕墻的豎框和門(mén)窗的中橫框或中豎框，就是幕墻和門(mén)窗結(jié)構(gòu)體系的主要受力構(gòu)件。

目前，我國(guó)在保溫隔熱性能要求很高的建筑中，也開(kāi)始運(yùn)用明框隔熱玻璃幕墻、隱框隔熱玻璃幕墻，以及支點(diǎn)式隔熱玻璃幕墻。在隔熱幕墻中，要注意中空玻璃的應(yīng)用與設(shè)計(jì)。如果采用中空玻璃，那么其傳熱系數(shù)K達(dá)3.0W/（m ·k）左右，傳熱系數(shù)比單層玻璃低了近1/2，可以大大降低能耗，因此，在保溫性能要求比較高的情況下，應(yīng)采用中空玻璃，如果中空玻璃內(nèi)充入惰性氣體，其K值還以可降至1.3W/（m ·k）。

鋁型材節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的總體思路是，在鋁合金型材截面不變的情況下，通過(guò)改變隔熱條和膠條的尺寸，分別裝配不同厚度的中空玻璃，從而達(dá)到不同的隔熱設(shè)計(jì)要求，以供不同地區(qū)、不同類(lèi)型的建筑、不同要求的業(yè)主選擇。采用隔熱幕墻，能起到很好的節(jié)能和降噪效果，與普通的單層玻璃相比，節(jié)省能耗約25%～50%，降噪約達(dá)30db～40db。動(dòng)態(tài)幕墻是一種新型的節(jié)能幕墻，可以分為“封閉式內(nèi)循環(huán)體系”和自然通風(fēng)的“敞開(kāi)式外循環(huán)體系”2種類(lèi)型。前者需要通過(guò)電機(jī)強(qiáng)制抽風(fēng)，因而總體節(jié)能水平不高；后者主要依靠自然通風(fēng)，所以節(jié)能效果十分明顯。

關(guān)于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要充分考慮玻璃幕墻工程的保溫、隔熱、密封性能，選用強(qiáng)度、剛度足夠的材料，防止在受臺(tái)風(fēng)、地震、自重等荷載作用下，玻璃幕墻出現(xiàn)變形，甚至產(chǎn)生裂縫。自然通風(fēng)式動(dòng)態(tài)幕墻的構(gòu)造，其外層由單層玻璃及非絕熱桿件組成，為敞開(kāi)結(jié)構(gòu)玻璃幕墻；內(nèi)層則由絕熱桿件和中空玻璃組成，為推拉門(mén)（或推拉窗）式幕墻體系。兩層幕墻之間的熱通道，一般裝有可自動(dòng)調(diào)控的百葉，在熱通道的上下兩端，還有排風(fēng)和進(jìn)風(fēng)裝置。夏天，內(nèi)外兩層幕墻中間熱通道的溫度很高時(shí)，可打開(kāi)熱通道上下兩端的排氣口裝置，在熱通道內(nèi)產(chǎn)生熱煙囪效應(yīng)，令氣流自下而上地運(yùn)動(dòng)，帶走通道內(nèi)的熱量，這樣可以降低內(nèi)側(cè)幕墻的外表溫度，減少空調(diào)制冷的負(fù)荷，很好地節(jié)約能源、降低能耗。盡量采用鍍膜玻璃，因其膜層能有效阻礙太陽(yáng)能向室內(nèi)輻射，如采用單片鍍膜玻璃，應(yīng)使用在線熱噴法生產(chǎn)的產(chǎn)品。玻璃的厚度關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全，同時(shí)也影響熱能的透射量，當(dāng)采用框支承幕墻時(shí)，單片玻璃厚度不應(yīng)小于6mm，夾層玻璃的單片厚度不宜小于5mm。 保溫隔熱材料在節(jié)能方面扮演著重要角色，同時(shí)還強(qiáng)化了防火功能，幕墻工程宜采用巖棉、礦棉、玻璃棉等充當(dāng)保溫隔熱材料，其優(yōu)點(diǎn)是保溫隔熱性能好，導(dǎo)熱系數(shù)只有0.044W/（m ·k），最高使用溫度能達(dá)到650℃。

玻璃與鋁型材副框間結(jié)構(gòu)性粘結(jié)，必須采用中性硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，這種結(jié)構(gòu)膠性能穩(wěn)定、粘結(jié)力強(qiáng)。但全玻幕墻和鍍膜玻璃，不應(yīng)采用酸性硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘結(jié)。玻璃幕墻開(kāi)啟窗的周邊縫隙、明框幕墻玻璃與型材間隙，宜采用三元乙丙橡膠、氯丁橡膠或硅橡膠密封，其中硅橡膠質(zhì)量最佳。這一點(diǎn)在幕墻工程中容易被人忽視，認(rèn)為橡膠條作用不大，其實(shí)不然，如果橡膠條老化，則會(huì)產(chǎn)生漏水、透氣等嚴(yán)重問(wèn)題，影響到幕墻的保溫隔熱效果。

在室內(nèi)一定的相對(duì)濕度下，當(dāng)玻璃表面的濕度達(dá)到露點(diǎn)，勢(shì)必結(jié)霜（零度以下），這將嚴(yán)重影響透視和采光，并引起一些其他的不良效果。若采用中空玻璃，則可以令這種情況得到改善。在通常情況下，中空玻璃接觸室內(nèi)高濕度空氣時(shí)，玻璃表面溫度較高，外層玻璃顯然溫度較低，但接觸到的空氣濕度也較低，所以不會(huì)結(jié)露。中空玻璃內(nèi)部空氣的干燥程度，是中空玻璃最重要的指標(biāo)，中空玻璃內(nèi)部的露點(diǎn)溫度一般可在 -40℃。另外，中空玻璃采用雙層玻璃結(jié)構(gòu)，抗風(fēng)力及外沖擊力較好，中空玻璃空氣間層充入惰性氣體，相對(duì)于充干燥空氣，可使中空玻璃傳熱系數(shù)降低0.4～0.5W/（m ·k），從而減少室內(nèi)外的熱交換，降低建筑制冷或采暖能耗，為人們提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。