优点

玻璃幕墙建筑

玻璃幕墙建筑

玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑，如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。香港中国银行大厦、北京长城饭店和上海联谊大厦也相继采用。

反光绝缘玻璃厚6毫米，墙面自重约50kg/㎡，有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜，从外观上看整片外墙犹如一面镜子，将天空和周围环境的景色映入其中，光线变化时，影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下，室内不受强光照射，视觉柔和。中国1983年在北京长城饭店工程中采用。

去过美国纽约的人大凡会被其繁华的都市风貌所折服，那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观，而其通体的玻璃幕墙映衬出空明的蓝天和飘舞的白云，更为之增添了绚丽的色彩。那么，玻璃幕墙是怎么做成的呢？玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等，并经钢化制成颜色透明板状玻璃，它可吸收红外线，减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。

缺点

玻璃幕墙也存在着一些局限性，例如光污染、能耗较大等问题。但这些问题随着新材料、新技术的不断出现，正逐步纳入到建筑造型、建筑材料、建筑节能的综合研究体系中，作为一个整体的设计问题加以深入的探讨。

光污染

光污染

光污染

玻璃幕墙大约于20世纪80年代传入我国，深圳、广州、北京、上海等大中城市，大面积采用玻璃幕墙的建筑随处可见，但是，光污染中的“白色污染”，在城市建筑中使用的玻璃幕墙就是最典型的白亮污染制造者。玻璃幕墙的光污染，是指高层建筑的幕墙上采用了涂膜玻璃或镀膜玻璃，当直射日光和天空光照射到玻璃表面时由于玻璃的镜面反射（即正反射）而产生的反射眩光。生活中，玻璃幕墙反射所产生的噪光，会导致人产生眩晕、暂时性失明，常常发生事故。

首先，光污染是制造意外交通事故的凶手。矗立在交通繁忙道路旁或十字路口上的一幢幢玻璃幕墙大厦，就像一大块几十米宽、近百米高的巨大镜子，在太阳光下熠熠闪光，并对地面车辆和红绿灯进行反射（甚至是多次反射）。反射光进入高速行驶的汽车内，会造成人的突发性暂时失明和视力错觉，在瞬间会刺激司机的视线，或使他感到头晕目眩，给行人和司机造成严重危害。据北京的一些司机反映，下午4点左右从西往东开车时，强烈的反光刺得眼睛都睁不开了，若不警惕，这种光污染可能造成交通事故，威胁人们的生命安全。其次，光污染也给附近的居民生活带来了麻烦，尤其是那些建在居民小区附近的玻璃幕墙，会对周围的建筑形成反光。据光学专家研究，镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈，其反射率高达82%～90%。夏日阳光被反射到居室中，使室温平均升高4～6℃，空调开支大幅增长，影响人们的正常居住使用。更有甚者，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，容易导致视力下降，产生头晕目眩、失眠、心悸、食欲下降及情绪低落等类似神经衰弱的症状，使人的正常生理及心理发生变化，长期下去会诱发某些疾病。国家环保局每年都接到全国各地对光污染的多起投诉，并对此予以高度重视。 此外，玻璃幕墙很容易被污染，尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区，玻璃幕墙更易蒙尘纳垢，这对城市景观而言，非但不能增“光”，反而丢“脸”。又由于一些玻璃幕墙所用材质低劣，施工质量不高，出现色泽不均匀，波纹各异，导致玻璃幕墙如同哈哈镜一般。在阳光下，每块玻璃不是显现均衡一致的光影，而是四处漫射。显然，这样的建筑物，难以使人联想到明快、豪华，只能使人感到光怪陆离和滑稽可笑，城市形象也因此大打折扣。光污染虽然危害很大，但只要采取适当措施还是可以预防的。[3-4]

针对防止玻璃幕墙反光的问题有三招：，选材要选用毛玻璃等材质粗糙的，而不应使用全反光玻璃；第二，要注意玻璃幕墙安装的角度，尽量不要在凹形、斜面建筑物使用玻璃幕墙；第三，可以在玻璃幕墙内安装双层玻璃，在内侧的玻璃贴上黑色的吸光材料，这样能大量地吸收光线，避免反射光影响市民。[5]

玻璃自爆

由于新建建筑在设计时的玻璃板面尺寸越来越大以及各种玻璃幕墙的日益增多，愈建愈高。各种玻璃在安装后产生破裂“自爆”的现象时有发生。有的建筑的脚手架尚未开始拆除，玻璃就开始连续的发生“自爆”，并且出现伤人事件的发生。造成媒体、业主等各方面均认为是玻璃的质量问题; 而且只有中国才会出现此类现象。“自爆”只是大量钢化玻璃中的个别现象。但是许多单独事例汇集在一起，就成为社会和媒体热炒的题材。其实，事实并非如此的。出现玻璃破损现象的因素较多，同样在国外也出现玻璃“自爆”的“玻璃雨”现象。

所谓的钢化玻璃“自爆“主要是由于玻璃中存在的微小的硫化镍、单质多晶硅、Al2O3等杂质。在外应力的连续作用下，超出玻璃的许用应力，而产生的具有“蝴蝶斑“状态的破损。

玻璃由于是非晶体结构，所以其抗压能力非常强大，而抗弯曲、抗折和抗扭曲的能力非常弱。其表面抗压理论强度值可以达到1200kg/cm2，可是由于生产过程中造成玻璃表面的缺陷。因此在JGJ113-2009《建筑玻璃应用技术规程》中确定玻璃强度的数值还是比较低的。 钢化玻璃的强度比普通玻璃强度高3～5倍。半钢化玻璃的强度比普通玻璃的强度高1～2倍。玻璃由于其晶体结构的原因，所以其抗压强度大，而抗弯和抗折的强度低。因此，当外界作用于玻璃表层的张应力超过玻璃强度允许范围时，玻璃就会破损。引起玻璃破损的原因主要有：设计方面的原因；生产环节的原因；运输领域的原因；安装时产生的原因；建筑物沉降的原因；人为的原因；天灾的原因；玻璃原片的质量问题；玻璃的“自爆”原因等。[1]

防火能力差

玻璃幕墙是不可燃烧的材料，但在烈火面前，它可以融化或软化，在烈火中只用很短的时间就会发生玻璃破碎，因此在建筑设计中要充分考虑建筑的防火要求。

结构胶易失败

幕墙因长期受自然环境的不利因素，结构胶易老化、失败，造成玻璃幕墙坠落。那么在设计时应尽量采用明框或者半隐框玻璃幕墙，因为即使结构胶失败，由于框架的支撑和约束，也会大大降低玻璃坠落的几率。

热应力造成玻璃破碎

玻璃受热会膨胀，如果受热不均匀，在玻璃内部会产生拉应力，当玻璃边部有细小的裂纹时，这些小瑕疵很容易受热应力的影响，最后导致玻璃破损。因此在安装玻璃时应对玻璃边部进行精细加工处理，以减少裂纹的出现。

渗水

玻璃幕墙渗水的原因很多，但主要是以施工与密封材料关系较大，因此应挑选技术过硬的施工方，符合国家标准的材料。以限度的降低渗水现象。[6]

5要求条件

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技术规范

《JGJ 102-2003玻璃幕墙工程技术规范》主要内容：根据建设部建标[2000]284号文件的要求，规范编制组在广泛调进研究，认真总结工程实践经验，参考有关国外先进标准并广泛征求意见的基础上，对《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102—96进行了修订。[1]

支撑材料

考虑幕墙特点与建筑物寿命的关系，应符合下列规定：

1、立柱截面主要受力部位的厚度，应符合下列要求：

1）、铝型材截面开口部位的厚度不应小于3.0mm，闭口部位的厚度不应小于2.5mm；型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时，其局部厚度尚不应小于螺钉的公称直径。

2）、钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于3.0mm。

3）、对偏心受压立柱，其截面宽厚比应符合JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》第6.2.1 条的相应规定。

密封材料

玻璃与玻璃之间采用耐候硅酮胶密封，玻璃与金属结构之间采用结构硅酮胶粘结。建筑点式玻璃技术中密封胶只起密封作用，不必进行强度计算。在使用前必须进行胶与接触材料的相容性试验，性能检测合格，并且在有效期内使用，严格遵守操作规程，以确保施工质量。

玻璃条件

1、 玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃，对有采光功能要求的玻璃幕墙，其采光折减系数不宜低于0.20。

2 、框支承玻璃幕墙，宜采用安全玻璃。

3、 点支承玻璃幕墙的面板玻璃应采用钢化玻璃。

4 、采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙，其玻璃肋应采用钢化突层玻璃。

5、 人员流动密度大、青少年或幼儿活动的公共场所以及使用中容易受到撞击的都位，其玻璃幕墙应采用安全玻璃；对使用中容易受到撞击的部位，尚应设置明显的警示标志。

尺寸要求

建筑物宜按照GBJ12-86《建筑模数协调统一标准》的规定，建筑幕墙水平横向扩展模数从900mm开始按1模增至尺寸为6000mm。其竖向扩展模数从2700mm开始按1 模增至尺寸为6000mm。如工程需要跨越上述尺寸时，可与制作厂家另行研究。

性能要求

1、 性能要求的提出，应根据建筑物所在地的地域、气候条件、建筑物的体型、高度、周围环境以及建筑物的重要性等因素选取，且与GB/T15225《建筑幕墙物理性能分级》相一致。

2、 应明确建筑物所在地的地理、气候、环境和周围建筑物的状态。以文字和图样型式明确建筑物的类别、体型、高度和幕墙所在的部位、形状等。

3、 根据1～20的技术参数提出幕墙的各种性能要求。

2、 铝合金型材膜厚应符合“金属涂层系统”中的规定。

3、钢材表面应进行防腐处理。当采用热浸镀锌处理时，其膜厚应大于45μm；当采用静电喷涂时，其膜厚应大于40μm。

4、 不同金属材料之间应有绝缘措施，防止异质金属间电化学腐蚀。

玻璃维护

幕墙的重要组成部分是玻璃，而玻璃又是易损件，因此管理和保护十分重要。

在保存的地方广泛的流通空气是必要的。尤其是在高温及循环温度周期内更应注意。如果条件不允许将它们存放在室内，那么应该用防水油布或塑料覆盖起来，以防风吹入的雨及流入的水，并且应定期打开罩布检查是否水气凝结。

玻璃必须罩上不透光的防护罩，决不能直接放在太阳光下保存。堆放各类玻璃应以与垂直方向 5 °-7 °角直立放着，并斜靠在一个牢固的直壁上。所有玻璃的顶边和底边应该用油毛毡垫上，并且用保护纸板或其他油毛毡将其分开。如果玻璃是平放着的，就必须用油毛毡盖住表面，以防止灰

尘、砂粒玻璃片或其他污染物。

在施工期间的保护。在施工中通常是用鲜艳的小旗、彩饰带子等悬挂在玻璃附近或贴附在窗框前方、侧柱或窗台上以标记出这是安装玻璃的空间。决不要让绳索直接触到玻璃，并且也不要让记号或涂料直接画在玻璃表面上，如果焊接、切割喷沙或者其他可能损伤玻璃的建筑工艺在接近玻璃的地方采用，则必须应用胶合板或塑料板作为一层严密的隔离层板以防止它们影响以至损坏玻璃。

节点维护

幕墙节点是幕墙与楼板连接的主要附件。为了防腐必须进行表面处理，一般对于 A 3 钢采取表面镀锌，安装后再涂表面防锈铁红底漆。楼板不进行封修的节点可随时检查，发现腐蚀可以进行局部打磨后再进行涂漆，如有螺栓松动，重新拧紧。楼板封修的可定期检查（时间为二年一次）。局部检查，如发现问题全部检查，并进行防腐处理。

定期检查

（1）、在保修期内由供方组织定期检查、回访，发现质量隐患及时排除。

（2）、胶条及注胶随时检查，如发现脱落或损坏及时更换或修补。

目前国内使用的大多数是国产硅酮胶和进口硅酮胶，而且必须通过国家指定检测单位作过相容性试验后方可使用。

注意修补时一定等到完全固化后（ 24h ）再进行。修补时需将损坏处清理干净，并要大于 2/3 长度。

（3）、定期用擦窗机进行清洗。

（4）、表面修补：局部损伤或划伤用修补漆。

茶色修补漆及白色修补漆： BOSNY

（5）、检查

一是表面检查法：外观目测表面是否有损坏现象。二是内部检查法：检查玻璃是否损坏，发现损坏及时更换。连接件定期检查是否腐蚀和松动。五金件是否有功能性障碍。胶条是否脱落、龟裂，涂胶是否有缺陷。检查部位有否损坏。玻璃是否结露。

定期保养

（1）、用溶剂清洗。用二甲苯、甲苯、无机酒精或乙醚等溶剂去掉油脂和上光材料之后进行清洗及淋漂，注意不要用太强的溶剂以免损坏固定玻璃的密封胶。

（2）、正常清洗及淋漂。应该经常清洗，淋漂且擦干玻璃，尤其是在施工期间，应该用柔软、清洁的无尘粒布料以及中性的肥皂、洗漆剂或微酸性的清洁溶剂。洗涤后立即用清水淋漂，然后用一个清洁的橡皮扫帚将余水擦去。因为在涂层玻璃上指纹印、油污、污斑、灰尘、渣尘

、密封剂的残渣、抓痕以及任何表面的擦伤都比在普通玻璃上更为显眼，所以我们在管理和清洗涂层玻璃时应格外小心。因此在整个工程期间涂层玻璃可能要求经常清洗，在涂层玻璃窗板之间应该总是用隔层板的。

（3）、表面损伤。被混凝土沾污，在暴风雨期间从混凝土或建筑砖石中有时释放出的含碱或含氟物质可能弄脏或腐蚀玻璃，在窗拱前的混凝土结构应设计好，使滴下的水不会滴到玻璃上。制造预制板和其他混凝土墙材料时应该充分地搅和，使之成为均匀的水合物，并完全固化，混凝土的表面处理工作（酸化喷沙，凿石眼、灌浆，上防水材料等等）应该在安装玻璃之前就结束，而且应将碎块清除干净。

地方标准

《上海市建设工程质量和安全管理条例(草案)》 (以下简称《草案》)明确要求使用建筑幕墙的公共建筑，建立相应的维修专项资金，以保障建筑幕墙能够得到及时的检测、维修，避免其危害公共安全。[7]市人大城建环保委和部分委员提出，草案中相关建筑幕墙的规定操作性不强，建议授权市政府制定相关管理规定。据悉，市人民政府正在制定 《上海市建筑玻璃幕墙管理办法》，有关建筑幕墙的管理可适用该管理办法。

7防雷相关

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雷电危害

众所周知，雷电是天空云层中一种自然的放电现象，雷电流是一种强度极大，作用时间极短的瞬变过程。雷电击中建筑物时，通常会产生电效应、热效应和机械力。雷电流在瞬间释放出的巨大能量，会把被击中金属熔化，使物体水份受热膨胀，产生强大的机械力，或者分解成氢气和氧气，产生爆炸，使建筑物遭到破坏，甚至雷电的高温引起建筑物燃烧构成火灾和引起触电。高层或超高层建筑玻璃幕墙使地表的电场分布发生了严重的畸变，其电场强度比一般建筑物大得多，容易构成雷电发展条件，加上离放电云层近，所以易遭受雷击。

高层建筑玻璃幕墙围护高层建筑物后，建筑物防雷装置由于玻璃幕墙的屏蔽效应，不能直接起到接闪和防雷作用，闪电对建筑的雷击往往变成闪电对玻璃幕墙的雷击。同时高层建筑玻璃幕墙的金属材质由于雷电的效应，将会产生静电感应作用，当天空雷云和大地形成电场时，幕墙的金属体就会积聚与雷云极性相反的大量感应电荷，当雷云瞬间放电后，云与大地的电场忽然消失，这时幕墙的金属体感应电荷不能以相应的速度流散，将会产生高达万伏以上的对地电位，这就是静电感应电压，对人和设备产生危害。

高层建筑幕墙通常超过50m， 超高层幕墙超过100m，如果强大的雷电流全程通过幕墙构件时，由于持续时间极短，只有几十微秒，则每米的电位差可达万伏以上，高达100m的幕墙，在通过雷电流时可达百万伏的电位差，将会和周围的金属体之间产生反击放电和电磁感应。

防雷措施

通常建筑物的防雷装置有三部分：接闪器、引下线和接地装置。在玻璃幕墙的防雷设计中，应充分利用建筑物的这些装置，将幕墙竖向龙骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通，连成一个防雷整体，把玻璃幕墙获得的巨大雷电能量，通过建筑物的接地系统，迅速地输送到地下，保护玻璃幕墙和建筑物免遭雷电破坏的作用。

高层建筑玻璃幕墙的顶部的女儿墙的盖板，是人为地设立的良好导体，它沿建筑物女儿墙的顶部分布，其电场强度很大。雷电先驱很自然地被吸引过来，是雷击率的部位。作为防止雷击的直击措施，可将盖板设计成直接接受雷击的装置，起到引雷作用的接闪器。其作用在于接受雷电流，同时又安全地把雷电流与建筑物防雷网接通，并导通入地达到避雷作用。

高层建筑幕玻璃墙顶部的接闪器，不能防止电流的侧面横向发展绕击作用。防止侧击雷的常见做法是在30m以上的高层建筑玻璃幕墙部位，每三层设置一圈均压环，并和建筑物防雷网及玻璃幕墙自身的防雷体系接通。

要求及施工

（1）、根据有关防雷接地的技术资料并结合以往竣工工程的经验，我们认为玻璃幕墙防雷必须在以下几个重要方面满足要求：

玻璃幕墙的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》（GB500057－94）的有关规定。

玻璃幕墙竖向主龙骨应视为引下线，竖向主龙骨的跨接用扁钢制品时截面必须达到100mm2。

除焊接方式以外，采用压接方式其金属材料厚度应达到4mm。

圆钢搭接长度为其直径的6倍，且双面施焊；扁钢搭接长度为其宽度的2倍，且三面施焊；焊接处做防腐处理。

不同金属压接，要做防电化腐蚀处理。如：钢与铝连接时，钢要镀锡；或在钢、铝之间加不锈钢垫片。

施工完成后，要有权威检测机构进行检测，必须达到设计和规范要求的接地电阻值。

（2）、某大厦玻璃幕墙防雷接地的作法

该大厦地上22层，高80米，外墙使用大面积花岗岩挂板、玻璃幕墙及复合铝板。下面说明其玻璃幕墙防雷接地具体作法：

从六层开始，九层、十二层、十五层直至二十二层，每三层在建筑物四周结构楼板表面敷设一根40×4镀锌扁钢，并与建筑物四周防雷引下线的引出钢筋（Φ12）焊接，焊接长度为

圆钢直径的6倍，双面施焊、焊接处刷两道防锈漆（以后焊接处均刷两道防锈漆），从而形成一道均压环。为使玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨保持接地的贯通，用40×4镀锌扁钢一端与均压环焊接，焊接长度应为其宽度的2倍，并三面施焊，另一端用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接，为防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀，在其间加垫1mm厚不锈钢垫片，并加不锈钢平垫和弹簧垫。

所有竖向主龙骨的连接处采用40×4铝合金制成的可伸缩的“欧姆弯”进行压接，连接处上下各用两个M8不锈钢对穿螺栓进行压接，并加不锈钢平垫和弹簧垫。

设置均压环的楼层所有竖向主龙骨与横向龙骨的连接处，通过40×4铝角码两端各用两个M6不锈钢对穿螺栓进行压接，并加不锈钢平垫和弹簧垫。

幕墙顶部女儿墙的盖板是起到引雷作用的接闪器。用φ12镀锌圆钢沿女儿墙周圈安装，并与主体结构防雷引下线焊接。在盖板内侧安装40×4×4镀锌角钢，每块铝板安装两段角钢（每段长300mm），两段之间用φ12镀锌圆钢焊接连通。并用φ12镀锌圆钢一端与女儿墙顶φ12镀锌圆钢焊接，另一端与角钢焊接。每段角钢与铝板之间用四个M6×20不锈钢自攻螺丝压接（角钢与铝板之间加垫1mm厚不锈钢垫片），并加不锈钢平垫和弹簧垫。