幕墻的新表現形式
(1)非常有規劃的帶面板的幕墻。
大部分幕墻采用四邊形板材。近年來,幕墻的形狀越來越復雜,出現了壹些使用不同類型板材的項目。三角形板更適合復雜曲面。
(2)表面不光滑的幕墻
幕墻的板塊是立體的盒子或簸箕,形成凹凸有致的出入口立體墻,獲得特殊的藝術效果。當幕墻是復雜的雙曲面時,實心板單元可以很容易地調整並適合預定的表面。北京鳳凰媒體中心是由簸箕形玻璃板構成的輪胎形狀的墻。
(3)各種新型遮陽裝置
新的遮陽板也是幕墻新技術的壹部分,下圖是壹個典型的例子。
新材料的應用
各種新玻璃
(1)超大玻璃
目前國外生產的熱彎鋼化夾層玻璃最大長度為6 m,2010年,我國已生產出12.6m×2.6m熱彎鋼化三層夾層超大玻璃,在上海蘋果店使用,每塊超大玻璃價格達到1萬元。2011,15.0米×3.6米共生產12毫米夾層玻璃。已向香港蘋果供應長度為18m的產品。
(2)具有離子和反射夾層的新型夾層玻璃。
離子中間膜(商品名SGP)的剪切模量遠高於PVB,並且對溫度不太敏感。因此可以提高夾層玻璃的承載能力,滿足大尺寸玻璃在強風下的受力要求。廣州塔玻璃幕墻高460米,夾層玻璃采用SGP中間膜。
帶反射中間膜的夾層玻璃(商品名XIR)可以滿足節能要求,不需要制作夾層中空玻璃。與中空夾層玻璃相比,單層夾層塑料可節省30%~50%的玻璃,支撐結構重量也相應減輕,從而達到節能減排的目的。
(3)真空玻璃
與中空玻璃不同的是,真空玻璃的中間層只有2mm厚,抽真空後隔熱性能可以滿足要求。北京天恒大廈采用8000m2真空玻璃,這也是目前世界上最大的真空玻璃幕墻工程。
各種金屬板
金屬幕墻通常采用鋁板。現在根據建築設計的各種要求,很多大型工程都采用了不銹鋼板、銅板、鈦板、鈦鋅板。
陶器板
陶板風格簡單,防火,耐用,易於維護。尺寸通常為150~300mm寬,450~900mm長,15~30mm厚,有縱向通孔,通過背槽和掛件與橫梁連接。板邊有榫槽,縫沒粘好。
非花崗巖板巖
花崗巖石板幕墻已被廣泛應用。目前最高的花崗巖幕墻是廣州廣盛大廈,建築高度330米,石材幕墻高度280米..近年來,砂巖、大理石、洞穴石等強度較低的非花崗巖石材被廣泛應用於公共建築和高層建築的幕墻中。非花崗巖石材要求表面防水處理,背面玻璃布,適當背接。
新幕墻系統
(1)索網點支式玻璃幕墻
索網是壹種高科技結構體系,其設計涉及大撓度下的非線性結構分析,要考慮溫度和初張力的影響。其施工要考慮合理的張拉分類和預張拉順序,復雜性高。中國最早的索幕墻是哈爾濱國際會展中心。目前單體索網最大的是北京新保利大廈,90m×70m,曲面為三角形。中國海事博物館使用了兩個54m高的鞍形索網,它們被拉伸在78m高的鋼筋混凝土“風帆”上,鞍形索網還用於采光屋頂。
近年來,超大型索網被廣泛應用於大型公共建築中,其規模和技術難度在世界上前所未有。昆明新機場索網幕墻面積2萬平方米。更困難的是,所有電纜都必須穿過彎曲的鋼“帶”。北京是8度抗震區。國家網管中心和土城移動電話局都是在兩個獨立的大樓之間布置有線網絡。地震時兩棟建築的相對位移會使電纜斷裂。因此,世界上第壹個水平電纜端彈簧安全裝置被開發和安裝。
(2)雙層通風幕墻
雙層通風幕墻由外幕墻、內幕墻或門窗以及它們之間的熱通道組成。利用自然通風或機械通風在熱過道形成穩定的氣流,可以改善室內環境,有時還可以降低采暖空調的能耗。中國最早的雙層通風幕墻是北京會計培訓中心。此後,各地建設了許多項目,也在探索這壹新技術的合理應用。
光伏幕墻和光伏屋頂
現在的新概念是:幕墻不僅要節能,還要產能。這就是所謂的“能量廣場”概念。光伏幕墻利用光伏電池將太陽的光能轉化為電能,是壹種清潔能源,尤其是日本福島核電站事故後,我國發展光伏能源的勢頭更加強勁。
幕墻技術的研究工作
我國在幕墻技術的研究方面已經做了大量的工作。在幕墻的設計方法中,研究了玻璃面板的設計方法、支撐結構的設計方法、幕墻的節能和熱工計算、熱通道的氣流情況和熱工性能。此外,還進行了許多新材料性能試驗、大型工程性能試驗和幕墻振動臺試驗。比如央視專門搭建了18m×24m高度的超大型試驗箱,對18m高度的幕墻菱形區域進行了測試。深圳北站20,000 m2索網幕墻按實際尺寸模型專門建造,並對設計審核和施工過程進行了研究。目前國內最大的振動臺達到了6m×6m,荷載60t,進行了很多幕墻振動臺試驗,包括幕墻的形式試驗和具體工程的幕墻試驗。
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