玻璃幕墻與窗的本質思考

楊德林 漢嘉設計集團股份有限公司

1 問題的由來

近年來，隨著玻璃幕墻的大量應用，玻璃幕墻的安全性，光污染時間也時有發生。玻璃自爆掉落或玻璃板塊，窗扇墜落，造成砸碎物品，甚至人身傷害，人們談起玻璃幕墻，心有余悸。一些地方性文件及國家條文考慮到玻璃幕墻的安全性能、光污染原因陸續出臺了限制玻璃幕墻使用的文件。

2015年3月4 日，住房城鄉建設部、國家安全監管總局發布的建標〔2015〕38號文件對玻璃幕墻的使用進行了限制，其第二（二）條：新建住宅、黨政機關辦公樓、醫院門診急診樓和病房樓、中小學校、托兒所、幼兒園、老年人建筑，不得在二層及以上采用玻璃幕墻。玻璃幕墻怎么啦？還安全嗎？窗比幕墻要更安全嗎？如果我們要前進，必須對事物的本質進行思考。

2 玻璃幕墻和窗的定義和發展

根據GB/T 5823—2008《建筑門窗術語》第4.1.1窗：圍蔽墻體洞口，可起采光、通風或觀察等作用的建筑部件的總稱通常包括窗框和一個或多個窗扇以及五金配件，有時還帶有亮窗和換氣裝置。

圖1 窗

根據GB/T 34327—2017《建筑幕墻術語》第2.1建筑幕墻：由面板與支承結構體系組成，具有規定的承載能力、變形能力和適應主體結構位移能力，不分擔主體結構所受作用的建筑外圍護墻體結構或裝飾性結構。

窗在古代是指穴居頂上開的通風采光洞（寫作囪），而開在立面上的窗出現的比較晚，古人稱之為牖，立面窗的面積也較小。窗在人們的觀念里是溫馨的、尺寸較小的、較安全的。隨著社會的進步和發展，人們對于大自然向往越來越強烈，對建筑的通透性，開放性要求越來越高，幕墻相對于窗在表現力上能做到跨度更大、立面效果更簡潔通透、結構構造更小更合理，這也是其越來越受到喜愛和廣泛應用的原因，總體上講，玻璃幕墻的本質是窗的延伸和發展。

3 玻璃幕墻和窗性能對比分析

圖2 幕墻

（1）各項性能的對比。依據GB/T 31433—2015《建筑幕墻、門窗通用技術條件》，JGJ 214—2010《鋁合金門窗工程技術規范》，DB331064—2009《浙江省建筑門窗應用技術規程》，GB/T 21086—2007《建筑幕墻》，JGJ 102—2003《玻璃幕墻工程技術規范》，作者從抗風壓性能、氣密性能、水密性能、層間變形性能、與主體結構連接構造多方面對窗和幕墻進行了對比，詳見表1。

表1 窗與幕墻性能對比

結論1：從表1可以看出不論是抗風壓性能、氣密性能、水密性能、層間變形性能、還是與主體結構連接構造方面，幕墻都要比窗要求嚴格。

（2）壁厚的對比。結論2：從表2和表3可以看出在鋁合金壁厚的要求上，規范對于幕墻的要求要比對門窗的要求要高。

表2 規范對于幕墻壁厚的要求

表3 規范對于門窗壁厚的要求

（3）臺風中的表現。2016年9月15日莫蘭蒂超強臺風在中國福建省廈門市登陸，登陸時中心最大風力48m/s（年鑒上調至52m/s，超強臺風），重創廈門市。在臺風過后，作者以及同事到廈門市對當地門窗、幕墻進行了考察，考察發現雖然這次臺風的風力達到規范要求的3.2倍，但是大部分幕墻完好或輕微破損，只有個別建筑的幕墻有較明顯的破壞。反而玻璃門窗損壞較為嚴重，住宅小區門窗玻璃破損、整樘門窗被臺風吹掉。

通過實際案例可知只要按照規范要求進行幕墻的設計、施工，幕墻的抗風性能是能有效保證的。

（4）地震中的表現。在歷次地震中，常常見到建筑幕墻震害較少，在相同狀態下，玻璃窗卻常常損壞，壓碎、甚至窗框變形扭曲。分析其原因，幕墻和玻璃窗雖然都是由面板和支承結構組成，但面板構造系統卻與主體連接結構不同：玻璃窗是安裝在柱子或墻體洞口內側，地震過程中，窗體與主體必然要發生相同側移；由于幕墻通常采用螺栓，掛鉤與主體連接,并安裝在主體結構外側，使得它對主體變形有良好的適應性。大量幕墻工程平面內變形試驗表明，只要嚴格有關規范進行設計，幕墻產生1/100層高的平面內水平位移不會破壞。

因此，在歷次大地震中，玻璃窗的破壞都比較普遍，建筑幕墻卻震害相對較少，固定玻璃窗安裝的墻體，主體框架如果變形，損壞嚴重，相應的玻璃窗也往往造成窗框變形扭曲、玻璃壓碎、板塊墜落。

（5）窗沒有光污染嗎。光污染指的是在玻璃幕墻中使用鍍膜玻璃或涂膜玻璃，當日照自然光線照射到玻璃表面從而產生強烈反射眩光現象。

圖3 臺風后的門窗

圖4 窗在陽光照耀下的眩光現象

光污染一方面對室外光環境造成直接污染，有時它還會造成其他不利影響，比如，光線在玻璃上發生鏡面反射，在強烈日照的照射下，容易引發過往車輛的司機突發性暫時失明，存在交通安全隱患。有時，強烈的光線通過玻璃反射再次進入建筑室內，經常產生讓人不適的眩光，影響人的生理和心理健康。

其實不論是窗還是玻璃幕墻，只要是玻璃那它就會發生光線反射，我們應該科學合理的控制建筑立面的窗墻比和玻璃面板的可見光反射比，玻璃的種類，而不是籠統去定義只有玻璃幕墻才會造成光污染。

4 結束語

本文從現狀出發，結合門窗幕墻定義及歷史發展，通過玻璃幕墻和窗性能多方面對比分析，結合工程實際，對門窗幕墻的本質進行了深入思考。