【中國(guó)幕墻網(wǎng) 02月24日消息】幕墻是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是現(xiàn)代主義高層建筑時(shí)代的顯著特征，也是現(xiàn)代科技與建筑的結(jié)合的體現(xiàn)，它的獨(dú)特的色彩與光影，多變的造型，吸引業(yè)主和建筑師，同時(shí)也使大量廠商進(jìn)入幕墻市場(chǎng)。在國(guó)際上它的發(fā)展是有一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史過程，從它出生到現(xiàn)代已經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)代。
　　第一個(gè)時(shí)代是1800年到1960年，在這一個(gè)時(shí)代里，具有代表性的幕墻技術(shù)工程是1851年英國(guó)倫敦的古利斯塔爾大廈，層高是35層，首次采用鋼筋和玻璃組成的圓蓋雛形幕墻，之后在1880年美國(guó)研制成鑄鐵飾面板材，首先用在幕墻上。但發(fā)展很緩慢，一直延續(xù)50多年，直到1886年鋁的出現(xiàn)使用在1930年美國(guó)建造成的施密斯管理大樓的鋁合金幕墻上后，加之1948年保溫中空雙層玻璃在美國(guó)的出現(xiàn)和1950年近代密封膠問世，開始使用在幕墻結(jié)構(gòu)上，人們才逐步地認(rèn)識(shí)幕墻的潛在優(yōu)勢(shì)。于是美國(guó)、西德、日本的建筑師們，才放開眼界，采用了鋼、銅、鋁等材料，設(shè)計(jì)成各種形式的幕墻，如鋼質(zhì)彩板幕墻、鋁板幕墻、鋼鋁結(jié)構(gòu)幕墻、鋁合金玻璃幕墻、光亮覆蓋板幕墻等。由于鋁質(zhì)幕墻重量輕，耐腐蝕，易加工，可以達(dá)到理想的建筑藝術(shù)造型，強(qiáng)度、剛度適度，價(jià)格適宜，得到廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代建筑的象征。迄今世界最輕的幕墻體系之一，是美國(guó)達(dá)拉斯市的共和國(guó)銀行的外罩面幕墻，其重量為29,7kg/m2，該幕墻由3.2mm厚鋁板，5mm厚纖維保溫板和單層帶鋁框的玻璃所組成的。
　　其次是1951年在美國(guó)紐約建造的聯(lián)合國(guó)大廈，層高39層，長(zhǎng)88m，進(jìn)深22m，這個(gè)大廈就是采用較早的鋁合金玻璃幕墻，其框格跨度是1.22m，用的是纖維玻璃，雖密封較差，但是就其當(dāng)時(shí)建筑來講還是相當(dāng)壯觀的。
　　在此階段，由于沒有完整標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作指導(dǎo)，也曾出現(xiàn)一些事故。如美國(guó)波士頓約翰·漢考克大樓60層在大風(fēng)作用下16塊玻璃破碎，49塊嚴(yán)重?fù)p壞，100塊開裂，后來不得不更換了所有的10348塊玻璃，損失價(jià)值700萬美元以上，還耽誤了幾年的使用期。直到1960年美國(guó)行業(yè)協(xié)會(huì)編制出《幕墻設(shè)計(jì)指南》，質(zhì)量情況才開始好轉(zhuǎn)。所以，這個(gè)時(shí)代幕墻的技術(shù)特點(diǎn)是：（1）幕墻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只使框料和橫料構(gòu)成，在工地上進(jìn)行加工與組合安裝施工，質(zhì)量控制上有困難；（2）不充足的空間無法允許溫度變化，樓板的撓度、地震、沿降所產(chǎn)生的膨脹位移；（3）抗水密性差，在框料的接頭上，只采用密封膠密封，滲水又無法排出，易導(dǎo)入室內(nèi)；（4）安裝困難，外墻安裝靠腳手架，須有資格的人來作業(yè)，增加工地成本及品質(zhì)控制成本。
　　第二個(gè)時(shí)代是1960年到1980年，這個(gè)時(shí)代幕墻被認(rèn)為是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展在建筑物上的標(biāo)記，建筑師在設(shè)計(jì)上廣泛采用。特別是超高層建筑，如世界上有名的建筑物，美國(guó)芝加哥西爾斯大廈，是110層，高442m，和芝加哥漢考克大廈，100層，高344m的明框玻璃幕墻。到1970年硅酮結(jié)構(gòu)，密封膠的出現(xiàn)和雨幕原理的應(yīng)用，加之著色玻璃、鍍膜玻璃的出現(xiàn)，斷面鋁型材的出現(xiàn)，使幕墻向著更快更美的方向發(fā)展，例如1972年美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心，就是這個(gè)時(shí)代的典型代表作，它是美籍日本人亞馬司柯設(shè)計(jì)的，樓體110層，高412m，采用兩種斷面鋁型材，固定玻璃面積大，且?guī)в虚_啟扇，設(shè)計(jì)風(fēng)荷載達(dá)576kg/m2,保證25年不破壞。對(duì)風(fēng)、水、壓和熱工非穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，室內(nèi)溫度可控制在±1.5℃，各種性能均屬一流，外形宏偉壯觀，有強(qiáng)烈的時(shí)代感，是當(dāng)時(shí)世界令人矚目的建筑物。
　　這個(gè)時(shí)代的幕墻的特點(diǎn)是：（1）采用等壓平衡設(shè)計(jì)原理的新技術(shù)，不再依賴于密封所有洞口，在內(nèi)外層之間的空間設(shè)計(jì)成相同的壓力，解決水密、氣密等質(zhì)量問題；（2）單元系統(tǒng)板塊在工廠里單獨(dú)加工、組合完成，清潔度等天然加工所帶來的不利條件得以克服，永久性的品質(zhì)控制得到保證，單元體在運(yùn)輸?shù)焦さ厝グ惭b在每層樓上。
　　第三個(gè)時(shí)代是1980年到1990年間，這個(gè)時(shí)代的技術(shù)革命發(fā)展較快又有許多新材料的出現(xiàn)，如鋁復(fù)合板、結(jié)構(gòu)硅酮、密封膠、耐候膠，以及玻璃的多品種的出現(xiàn)，用它多變的特征，增加品種特色交流，使它成為世界性的全球產(chǎn)品。生產(chǎn)廠是在美學(xué)要求下誕生設(shè)計(jì)方案，并提供三性試驗(yàn)和十年質(zhì)保書，結(jié)構(gòu)品種多變有復(fù)合式、懸掛式、鑲嵌式、明框、半隱框、全隱框、全玻璃幕墻等品種，結(jié)構(gòu)新穎如美國(guó)洛杉磯的跑馬場(chǎng)的全玻璃幕墻，新加坡香港中國(guó)銀行大廈，香港奔達(dá)中心大廈，在建筑物形體上產(chǎn)生豐富變化，實(shí)現(xiàn)奇特的雕塑效果。還有朝鮮平壤的柳京大廈，105層，高341m，有一幢主樓和三幢附樓構(gòu)成，建筑面積是58萬m2，是金字塔型，內(nèi)設(shè)4800間客房，其中包括總統(tǒng)間和國(guó)家元首間，有80部電梯，三部觀光電梯，配有12臺(tái)擦窗機(jī)，該大廈用了10萬m2全隱框反射鍍膜玻璃幕墻、金屬板幕墻、石材幕墻，其整個(gè)幕墻面積當(dāng)時(shí)稱為世界最大、難度很高、新穎多姿美麗漂亮，可稱為是一幢氣勢(shì)磅礴的宏偉建筑。而單元式幕墻在20世紀(jì)50年代被大量使用，如美國(guó)52年建成的匹茲堡市布阿爾康大廈就是當(dāng)時(shí)典型的代表作。點(diǎn)駁接式幕墻最早出現(xiàn)在德國(guó)，現(xiàn)在德國(guó)也是使用得最多，應(yīng)用得最廣，設(shè)計(jì)技術(shù)也比較成熟。
　　這一代幕墻的特點(diǎn)是：（1）采用新技術(shù)、新工藝、新材料，營(yíng)造新的結(jié)構(gòu)造型，體現(xiàn)了較多的美學(xué)觀點(diǎn)；（2）向功能化和舒適化方向發(fā)展；（3）幕墻的風(fēng)壓、氣密、水密等三性較好。
　　第四代幕墻是從1990年至今。這代幕墻是世界幕墻高度發(fā)展的新時(shí)代，有許多新技術(shù)觀念，展現(xiàn)在宏觀設(shè)計(jì)和微觀設(shè)計(jì)方案的構(gòu)思中，體現(xiàn)出獨(dú)到的智能化。它是新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備高度發(fā)展、創(chuàng)新融合而成的產(chǎn)物。如美國(guó)的早期實(shí)用空氣羌和光電幕墻。實(shí)用空氣羌它是收集熱能在兩片玻璃之間，使用溫室效應(yīng)，夏天熱量經(jīng)過空氣收集器，引導(dǎo)熱量到建筑物頂部，把貯存在水箱里的水加熱；冬天，通過空氣分離器，把熱空氣引導(dǎo)到室內(nèi)，形成溫室效應(yīng)。
　　光電幕墻的產(chǎn)生是在二十世紀(jì)初期，由于世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在一些國(guó)家出現(xiàn)能源危機(jī)，因此光電幕墻開始研發(fā)。那么什么是光電幕墻呢？它是一種集發(fā)電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一體的新型建筑幕墻，它是用光電池、光電板技術(shù)，把太陽光轉(zhuǎn)化為電能，它關(guān)鍵的技術(shù)是太陽能光電池技術(shù)。太陽能光電池是利用太陽光的光子能量，使得被照射的電解液或者半導(dǎo)體材料的電子移動(dòng)，從而產(chǎn)生電壓，這稱為光電效應(yīng)。多個(gè)太陽能光電池經(jīng)加固處理，鑲嵌在特殊的透明度極高的低鐵玻璃中，彼此之間經(jīng)過其背面的導(dǎo)線相連，從而構(gòu)成了一個(gè)整體的光電板。光電板的尺寸規(guī)格可以根據(jù)實(shí)際工程的幕墻分格方案進(jìn)行量體定型制作，在陽光照射下產(chǎn)生直流電，所有光電極產(chǎn)生的電能，通過多極集成電路整流，變壓等過程，轉(zhuǎn)化成供使用的交流電，送入用戶電網(wǎng)。此幕墻體現(xiàn)了智能化特點(diǎn)，把太陽能光電技術(shù)集成到幕墻中不占有建筑面積，且太陽能光電板優(yōu)美的外觀，具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現(xiàn)代科技色彩。
　　設(shè)計(jì)時(shí)除考慮光電池組、光電板、導(dǎo)線、集成電路、整流器等各因素外，還需考慮幕墻傳統(tǒng)的安全、防護(hù)、密封、裝飾等功能，各項(xiàng)指標(biāo)必須滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使其達(dá)到最佳使用效果。還要考慮安裝方向，安裝陽光照射時(shí)間長(zhǎng)的部位，如墻楣部分或屋頂?shù)葢?yīng)面南或東南、西南方向。還有雙層玻璃幕墻，它是由雙層結(jié)構(gòu)組合而成的幕墻，內(nèi)層一般都有能夠開啟的門窗，在外層幕墻的遮擋下，室外環(huán)境再惡劣也能保證內(nèi)層門窗的正常開啟，外層幕墻的進(jìn)出風(fēng)口和內(nèi)層門窗的開啟均能控制，內(nèi)外層之間的熱通道，可利用太陽能產(chǎn)生煙囪效應(yīng)或溫室效應(yīng)，從而做到既保證必要的通風(fēng)、換氣，又能夠節(jié)約能源。它的原理，早在二十世紀(jì)三十年代就有人提出并進(jìn)行實(shí)踐，如當(dāng)時(shí)法國(guó)建筑師皮埃爾卡洛設(shè)計(jì)的玻璃住宅就利用了這個(gè)原理，到二十世紀(jì)80年代首先在德國(guó)得到較為廣泛的應(yīng)用。如德國(guó)杜伊斯堡的商業(yè)促進(jìn)中心幕墻工程、波恩郵政總局大樓幕墻工程、法國(guó)巴黎大學(xué)研究所幕墻工程、美國(guó)紐約的西方化學(xué)中心幕墻工程，被譽(yù)為典型的高層建筑的雙層玻璃幕墻，這一高新技術(shù)產(chǎn)品的幕墻，在提高幕墻的隔熱性能、生態(tài)環(huán)保功能和節(jié)省能源消耗等方面都有很大的突破。
　　其次是生態(tài)幕墻，它是隨著建筑生態(tài)化的發(fā)展而發(fā)展的，何為生態(tài)建筑呢？根據(jù)建筑物的使用功能或使用要求，能夠改變建筑生態(tài)和建筑色彩的建筑稱之為生態(tài)建筑。根據(jù)使用功能或使用要求，能夠改變生態(tài)和色彩的建筑幕墻稱之為生態(tài)幕墻，生態(tài)幕墻是生態(tài)建筑的一種，是生態(tài)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑。它是以“可持續(xù)發(fā)展”為戰(zhàn)略，以使用的高新技術(shù)為先導(dǎo)，以生物氣候緩沖層為重點(diǎn)，節(jié)約資源，減少污染，是健康舒適的生態(tài)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。生物氣候緩沖層（BBL）是指在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框架內(nèi)，通過建筑構(gòu)件或建筑群體之間的組合關(guān)系，對(duì)建筑實(shí)體和建筑細(xì)部等進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，在建筑與周圍生態(tài)環(huán)境之間，建立的一個(gè)緩沖區(qū)域，既可以在一定程度防止各種極端氣候?qū)κ覂?nèi)影響，又可以強(qiáng)化各種微觀氣候調(diào)節(jié)的效果，進(jìn)而滿足人們種種舒適的要求，并且能夠達(dá)到適當(dāng)節(jié)能的目標(biāo)。BBL大到如街道、廣場(chǎng)等空間，也可以是建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，建筑物的中庭等空間，還可以小到建筑物的細(xì)部構(gòu)造等，它以超出常規(guī)建筑學(xué)和建筑工程學(xué)的范疇，成為一個(gè)系統(tǒng)工程，而要建筑師、結(jié)構(gòu)工程師和幕墻工程師熟悉機(jī)械傳動(dòng)原理，了解機(jī)械加工、裝配以及物理、化學(xué)和自動(dòng)控制等相關(guān)科學(xué)專業(yè)的知識(shí)，需要多學(xué)科的協(xié)調(diào)，各專業(yè)的通力合作。生態(tài)建筑與生態(tài)幕墻在三維空間中，引入了時(shí)間，在功能及美學(xué)上具有獨(dú)特的意義，可以稱其為“四維建筑”，即靜與動(dòng)，封閉與開放，收斂與張開，空間與時(shí)間，使建筑和幕墻更具有鮮明的音樂韻律。改變了傳統(tǒng)建筑和幕墻終身不變的形態(tài)和色彩，拓寬了建筑和幕墻的新視野和新技術(shù)，對(duì)現(xiàn)代建筑和幕墻的實(shí)踐和理論是一種補(bǔ)充和拓展，有著獨(dú)立的價(jià)值和意義。這種幕墻在德國(guó)研發(fā)和使用較早，技術(shù)成熟得到廣泛的發(fā)展，典型工程如德國(guó)柏林得比斯大廈、法蘭克福銀行大廈以及美國(guó)紐約42大街的新攝影棚、英國(guó)建筑研究所辦公樓、荷蘭戴爾夫特大學(xué)圖書館等都屬這類幕墻。
　　由此可見，幕墻的發(fā)展是隨著科學(xué)的進(jìn)步，綜合技術(shù)的開發(fā)利用，特別是新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展而精華的，所以生態(tài)幕墻是科學(xué)技術(shù)的綜合體現(xiàn)。
　　生態(tài)幕墻設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)幕墻設(shè)計(jì)理念，我認(rèn)為主要有五個(gè)方面的不同：
　　1．對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的態(tài)度：傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念是幕墻與自然生態(tài)環(huán)境相分離，對(duì)自然通風(fēng)考慮不夠；而生態(tài)設(shè)計(jì)理念是幕墻與自然生態(tài)環(huán)境組成統(tǒng)一的有機(jī)體。精心設(shè)計(jì)自然通風(fēng)。
　　2．對(duì)資源能源的態(tài)度：傳統(tǒng)是沒有或很少考慮有效的資源，能源再生利用及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響；而生態(tài)是必須考慮節(jié)能，資源重復(fù)利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，積極利用太陽能等自然能量。
　　3．設(shè)計(jì)依據(jù)：傳統(tǒng)是依據(jù)功能，性能及成本需求來設(shè)計(jì)；而生態(tài)是依據(jù)環(huán)境效益和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)與功能、性能及成本來設(shè)計(jì)。
　　4．設(shè)計(jì)目的：傳統(tǒng)是以人對(duì)幕墻的美學(xué)和功能的需求為主要設(shè)計(jì)目的；而生態(tài)是為人的需求和環(huán)境而設(shè)計(jì)，其最終目的是創(chuàng)造舒適，健康的居住生活環(huán)境，提高自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的綜合效益，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。
　　5．施工技術(shù)或工藝：傳統(tǒng)是在施工和使用過程中很少考慮材料的回收利用；而生態(tài)是在施工和使用過程中可拆卸，易回收，不產(chǎn)生毒副作用，廢棄物少。
　　如德國(guó)法蘭克福銀行大廈就是典型之例：它是1997年設(shè)計(jì)的，其設(shè)計(jì)師諾曼福斯特提出的目標(biāo)是：節(jié)能并不是最終目的，設(shè)計(jì)的基本原則是在保證自然通風(fēng)和健康舒適生態(tài)環(huán)境的前提下盡量節(jié)能。為達(dá)到這一目的，建筑師把立面的雙層玻璃幕墻和內(nèi)部空間及建筑結(jié)構(gòu)統(tǒng)一處理精心設(shè)計(jì)。這座大廈是50多層的三角形塔樓，塔樓三個(gè)角部都有核心空間，里邊包括電梯，樓梯和服務(wù)臺(tái)，這些核心空間組成了每八層的一個(gè)辦公單元的支撐結(jié)構(gòu)體系。建筑為中空，形成一個(gè)通高的中庭，以其煙囪效應(yīng)為整個(gè)大廈排氣。這個(gè)中庭又被玻璃天花每12層分為一段，以阻撓氣流或煙聚集。52層被劃分為4個(gè)辦公單位，每個(gè)辦公單元都帶有一個(gè)4層高的空中花園，并種植了豐富的植物，空中花園的外側(cè)是雙層玻璃幕墻，室外空氣通過外墻進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入內(nèi)，外層玻璃幕墻之間的熱通道，可開啟的窗戶設(shè)在內(nèi)層玻璃幕墻上，即使再惡劣的天氣，最高層窗戶的開啟，也不會(huì)受到強(qiáng)風(fēng)的干擾，從而保證了整個(gè)大廈的自然通風(fēng)，辦公室朝向中庭一側(cè)的窗戶也是可以開啟的，從而保證一年的大部分時(shí)間都可以自然通風(fēng)�；▓@植物的光合作用、雙層玻璃幕墻的自然通風(fēng)和中庭煙囪效應(yīng)的排氣等共同構(gòu)成了大廈之“肺”，將綠色植物引入室內(nèi)，創(chuàng)造與自然接觸的人性化空間，又稱之為“生態(tài)艙”，福斯特自稱這一設(shè)計(jì)是世界上第一座活著的、能夠自然呼吸的高層建筑。
　　此建筑塔樓的標(biāo)準(zhǔn)層、結(jié)構(gòu)和交通核心在建筑的角部，這樣，中國(guó)部分就被解放出來，以容納中庭和花園，在其中一個(gè)室內(nèi)廣場(chǎng)的咖啡廳里，可以盡情享受陽光，而辦公室和景區(qū)的交接處，工作空間的這些花園直接相連，從而使人們享受自然通風(fēng)，外圍辦公室通過雙層幕墻通風(fēng)，內(nèi)部辦公室則由中庭的花園通風(fēng)。在冬季，計(jì)算機(jī)將關(guān)閉內(nèi)層幕墻窗戶，通過中庭來自然通風(fēng)；在夏季，窗戶可以大打開，已獲得穿堂風(fēng)。福斯特成功地將自然景觀引入超高層集中式辦公建筑，使城市高密度生活方式與自然生態(tài)環(huán)境相融合，被稱為世界上第一座“生態(tài)型超高層建筑”，其相應(yīng)的雙層結(jié)構(gòu)玻璃幕墻也是生態(tài)型的呼吸幕墻，這座大樓是建筑師和幕墻設(shè)計(jì)師合作，成功利用BBL技術(shù)的范例�？傊�，生態(tài)幕墻是新結(jié)構(gòu)幕墻，新理念幕墻，它須和生態(tài)建筑一起設(shè)計(jì)，生態(tài)幕墻是生態(tài)建筑的主要組成部分。隨著技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)為生態(tài)幕墻的實(shí)施提供了有力的支持，生態(tài)幕墻作為生態(tài)建筑的一部分，它的產(chǎn)生和發(fā)展是歷史、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然，也是人類進(jìn)步的象征，黨的“十六”大為我們開創(chuàng)規(guī)劃了美好的新時(shí)代，新時(shí)代需要新建筑，新幕墻，新門窗，而生態(tài)幕墻門窗正是這種面向未來新時(shí)代的新產(chǎn)品、新建筑。
　　這個(gè)時(shí)代的幕墻特點(diǎn)是：采用新技術(shù)，進(jìn)一步提高幕墻的使用功能和舒適度，像綠色環(huán)�；�、智能生態(tài)化方向發(fā)展。【完】

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