建筑幕墙专业知识

建筑幕墙专业知识

一、建筑幕墙基础知识（Curtain wall Introduction）

（一）建筑幕墙的概念

① 由支承结构体系与面板组成；

② 可相对主体结构有一定的位移能力；

③ 不分担主体结构所受作用；

④ 建筑外维护结构或装饰性结构。

（二）幕墙的特点： 建筑方面：轻质、采光、节能、装饰 加工安装：安装快捷、方便更换；

可实现设计标准化、加工工厂化、施工机械化。 幕墙将建筑外围护墙的防风、遮雨、保温、隔热、防噪音等使用功能与建筑装饰功能有机地 融合为一体。

（三）幕墙的发展

1、欧美（近百年历史）

A、1917 年美国旧金山（SanFransisico）

哈里德大厦（Willis Polks Hallidie）―――世界上第一块玻璃幕墙

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B、1950 年纽约（New York）

利华大厦（Lever Building，22 层）

真正具有代表性的“玻璃盒子”

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大厦 一角

C、纽约

联合国秘书处大厦（U.N. secretariat building）

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C、1952 年匹兹堡（Pittsburgh）

阿尔考大厦（Alcoa Building）―――铝的运用、单元式幕墙

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D、1974 年芝加哥（Chicago）

西尔斯大厦（Sears Tower）

110F，443m 古铜色玻璃、黑色铝材

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欧洲的幕墙

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2、亚洲其他国家

日本、韩国、东南亚

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2、中国

港台地区：

20 世纪 70～80 年代起步，主要用于高层、超高层建筑。

中环中心（71F，372m）―――镀膜、彩釉玻璃

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地区 90 年代初期才逐渐发展起来

高雄东帝士大厦（82F，331m）－玻璃、石材幕墙，顶部风压设计值 12KPa

台北 101

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内地：

1982 年开工的北京长城饭店是我国第一幢现代玻璃幕墙高层建筑

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国内建筑幕墙从 1982 年开始起步，历经 20 多年的发展，已经成为世界第一幕墙生产大

国。2003 年我国生产了约 1000 万扩建筑幕墙，约占全世界当年用量的 2/3 左右，到 2004 年 我国建成了约一亿平方米各式建筑幕墙（包括采光屋面）工程，占世界总量的一半还多。建 筑幕墙已经成为现代建筑文化、建筑个性化、建筑艺术、建筑新科学的重要标志。

中国内地幕墙发展三个阶段：

1）起步期：1983 年～1994 年

平均每年产量约 200 万平方米，主要是构件式玻璃幕墙，模仿国外技术，国内无行业规 范和标准，技术水平较低。

2) 成长期：1995 年～2002 年

1995 年初成立了中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙委员会，这是中国幕墙步入成长期的 标志。这一时期平均年产量约 800 万平方米，除玻璃幕墙外，发展了铝板及石材幕墙，开发 了单元式幕墙，1995 年引进点支承幕墙。引进国外技术的同时，开始结合国情有所创新。从

1996 年开始，有了中国行业技术标准和规范，技术水平有所提高，但质量水平仍参差不齐。

3）可持续发展期：2003 年～2010 年

在这一时期，我国铝门窗及建筑幕墙产品还将继续保持稳步增长的事态，其产品结构会

有较大的改变，断热铝型材、中空 LOE 玻璃、优质五金配件等产品的铝合金节能门窗的使用 比例将较大提高。新规范的颁布。

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建筑幕墙预计平均年产量约 1100-1200 万平方米，现有幕墙品种逐渐提高和成熟。双层 幕墙、光电幕墙、遮阳板幕墙、生态幕墙、智能幕墙、膜结构幕墙、动态幕墙等将逐渐有所 发展，不少公司将会拥有更多的自己知识产权的新技术。建筑幕墙仍将是公共建筑外维护结 构的主导。北京奥运会、上海世博会、广州亚运会的工程将是全世界建筑幕墙行业的亮点， 也将是中国和世界优秀幕墙公司展示自己实力和最新技术的舞台。

玻璃幕墙＋金属屋面是目前体育馆、机场、车站、文化中心、会展中心等大跨度公共建 筑的现代化象征。

玻璃的应用范围很广（下图是玻璃遮阳百叶）

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玻璃楼梯

二、建筑幕墙的分类 一般按照面板的材料分类：玻璃幕墙（Glass）、金属幕墙（Metal）、石材幕墙（Granite）等； 按照安装方式可分为：构件式幕墙（elements）和单元式幕墙（prefabricated units） 构件式幕墙是在工地现场依次安装立柱、横梁和面板的；

构件式幕墙立柱安装示意

单元式幕墙是在工厂组装成一个一个的幕墙单元，运到工地直接安装的；单元式幕墙具有抗震性

能 好、气密性和水密性高、因能进行工厂化加工，所以质量易保证、安装维护方便等诸多优点，

现已 成为当今幕墙装饰行业的新热点。

（一）玻璃幕墙

1、 玻璃幕墙的分类

按照支承方式分为框支承玻璃幕墙、点支承玻璃幕墙、全玻璃幕墙。 按照幕墙表现形式(玻璃镶嵌)分为：明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙。 框支承玻璃幕墙―――铝合金玻璃幕墙，由玻璃面板周边由铝合金型材支承的幕墙；

明框玻璃幕墙 ―――金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙；

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明框玻璃幕墙是最传统的玻璃幕墙形式，玻璃采用镶嵌或压扣等机械方式固定，工作性能可

靠，使用寿命长，表面分格明显。下图是基本构造图：

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明框可做成多种形状做装饰线条

隐框玻璃幕墙―――金属框架构件全部不显露在外表面的玻璃幕墙；

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隐框玻璃幕墙的玻璃是用硅酮结构密封胶粘结在铝框上，铝框用机械方式固定在骨料上。玻

璃与铝框之间完全靠结构胶粘结，结构胶要受玻璃自重和风荷载、地震等外力作用以及温度变化 的影响，因而结构胶的性能及打胶质量是隐框玻璃幕墙安全性的关键环节之一。

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半隐框玻璃幕墙 ―――金属框架只有竖向或横向构件显露在外表面的玻璃幕墙

竖明横隐

点支承玻璃幕墙―――由玻璃面板、点支承装置和支承结构组成的幕墙；

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典型的细部节点

爪件

驳接头

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点支承玻璃幕墙是现代建筑艺术的标志之一，倍受青睐。这项技术是珠海晶艺玻璃工程

公司首先引进和开发的，为建筑幕墙工程提供了新的发展机遇和市场空间，填补了国内幕墙 设计和施工技术的一项空白，深圳三鑫等公司为后起之秀。点支承幕墙的支承结构从钢结 构、双层索系发展到单层索系、单根索系、空间索系、索梁和索杆体系、玻璃结构等。设计 计算理论从刚性结构扩展到柔性结构和半柔性结构。很多国内专家学者在这些技术领域的研 究均有所突破。北京新保利大厦的单层索系点支承幕墙高宽达 86mx60m，为世界之最。

新保利大厦

全玻璃幕墙 ---由玻璃板和玻璃肋制作的玻璃幕墙；（落地和吊挂）

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全玻璃幕墙多用于建筑物的裙楼、橱窗、走廊并适用于展示室内陈设或游览观景。

玻璃夹具

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玻璃肋点支承全玻幕墙

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2、玻璃幕墙的物理性能分级：

风压变形性能：I－V 级 雨水渗漏性能：I－V 级 空气渗透性能：I－V 级 保温：I－Ⅳ级 隔声：I－Ⅳ级

3、常用材料：钢材、铝材、玻璃、粘结密封材料

A、铝合金建筑型材

普通级、高精级、超高精级 常用牌号：6063、6063A、6061 系列 T5、T6

a、 铝材的生产工艺：熔铸－均质－挤压－矫直－时效－表面处理－包装

注：同一厂家不同批次的产品尺寸有可能超出允许偏差规定

表面处理的方式：阳极氧化、粉末喷涂、电泳涂漆、氟碳喷涂 阳极氧化―――特点：透明度高、耐蚀性好、硬度高、成本低 膜层 Al2O3

膜层厚度 AA10、AA15、AA20、AA25 级

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粉末喷涂―――粉末涂料在静电场（60～90KV）中带负电，高速飞向工件表面加热融熔固化

形成漆层。

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电泳涂漆―――工件在电解池里作阳极（或阴极），通电后，涂漆分子电解后涌向工件表面

沉积。

氟碳喷涂（PVDF）―――雾化涂漆后喷射在工件表面，原理同粉末喷涂。

kynar500 －美国 PPG、荷兰 AKZO(阿克苏)、美国 Valspar、日本关西（KANSAI）等公司。

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b、铝合金力学性能

弹性模量 Ea＝7x104MPa, 线膨胀系数α＝2.3x10-5/℃ ,容重 27.1kN/m3

导热系数 210W/(m2*K) 总安全系数：K=K1*K2＝1.8 英国：1.6（M）～1.77（N） 德国：1.7～1.8

美国：1.65

c、隔热铝型材（断桥铝型材） 在两个铝材特制的插口之间插入隔热条来连接，并滚压牢固成型，形成一个断桥型材。 常用的隔热条为带强化玻璃纤维的聚酰胺尼龙 66（PA66GF25） 导热系数 0.3W/(m2*K)

B、玻璃 玻璃是一种熔融的无机产物，冷却时固化为刚性的非晶态脆性材料。 厂家：洛玻、北玻、大连浮法

深圳南玻、深圳信义、上海耀皮、中山格兰特

a、 平板玻璃的生产：

引上法和浮法 浮法原片工艺（float glass）

浮法玻璃可生产厚度：2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、

15mm、19mm、22mm、25mm。

玻璃板块常规尺寸：2440x3000，2440x3600，2440x4500，最长 12.5m。

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b、 玻璃的种类：

钢化玻璃、镀膜玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、吸热玻璃、彩釉玻璃、 热弯玻璃，磨砂玻璃、防火玻璃等。

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①钢化玻璃（Tempered Glass）―――高强度

将平板玻璃放置在特制的高温炉加热至 620℃后，迅速风冷，使其表面和内部分别形成压应

力和拉应力。

其表面应力可达到普通玻璃的 4 倍，玻璃设计选用时取安全系数 2.5

破碎的时候呈颗粒状，对人不会造成严重伤害

钢化工艺

※钢化玻璃的自爆现象

②镀膜玻璃 Coating Glass―――阳光控制 颜色有绿色、蓝色、灰色、青铜色、茶色、金色、粉色、浅蓝色、棕色、古铜色等 在线镀膜是指镀膜的工艺过程是在浮法玻璃制造过程中进行，如在线热喷涂是浮法生产线

的成型区后，退火窑的开端，通过附设的喷在玻璃板表面喷涂膜层，经过退火窑后膜层烧附

在玻璃表面，故名之为在线镀膜。

离线镀膜是在平板玻璃出厂后，再进行镀膜加工。化学物理气相沉积法、溶胶凝胶法、喷 涂热分解法、真空磁控阴极溅射。

镀膜工艺

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Low-E 镀膜玻璃（Low-Eradiation coating glass）

普通镀膜玻璃是在某一表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄 膜，而 Low-E 镀膜玻璃则是在玻璃某一表面镀多层由金属银 Ag、NiCr 合金、SnO2 化合物组成 的薄膜，具有更低导热性。

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③夹层玻璃 Laminated glass―――安全可靠

两片或更多

中间层为聚乙烯醇缩丁醛（Poly Vinyl-Buryral，PVB 膜）

夹层示意

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④中空玻璃 Insulating glass ―――降噪、低传热

两片或多片玻璃用间隔框分开，并用密封胶密封，玻璃之间形成干燥气体。

中空合片工艺

⑤吸热玻璃

透明玻璃原料中加入 Co、Fe、Si 等元素或其氧化物，使玻璃呈现不同的颜色，并可吸 收 30～40％的太阳热能。

⑥彩釉玻璃

⑦热弯玻璃

将玻璃加热至软化点，然后通过弯机设备弯曲玻璃。可生产热弯钢化、热弯中空、热弯

夹层玻璃。

⑧磨砂玻璃

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C、密封胶

结构密封胶、建筑密封胶（耐候胶）、中空玻璃密封胶、防火密封胶 硅酮结构密封胶主要用于建筑幕墙受力的结构性粘接始于上世纪 60 年代， 1995 年前，

我国建筑硅酮结构密封胶全部依赖进口，每年进口多达 5000 吨左右，用汇上亿美元。不但价

格昂贵，而且相容性、粘接强度等各种实验全部在境外进行，影响工期。目前我国广州白云、 杭州之江、郑州中原等公司生产的硅酮结构胶的品种、性能、工艺、质量都己经全面达到进口 产品的先进水平。

硅酮结构胶设计使用寿命：50 年（really？）

物理性能：

D、钢材

碳素结构钢、不锈钢、耐候钢

（三）石材幕墙 (干挂花岗岩)―――由金属构件与石料板材（如花岗石板等）组成的建筑外装饰 结构。 石材幕墙具在自然质感好、外观档次高、隔热保温性能好、安装方便等特点，能避免湿贴石板常 见的沙浆外溢、石材四周水印、粘贴不牢等弊端。

（二）铝板幕墙―――由金属构件与铝合金板材组成的建筑外装饰结构。 铝板幕墙按其结构形式可分为单层铝板和复合铝板，复合铝板又可分为铝塑复合板、蜂巢复合铝 板和饰面铝板等。 铝板幕墙以其绝佳的物理特性、快速的加工组装、优越的防火性能、先进的表面处理技术，在当 今建筑装饰中被广泛的应用。

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