傳統(tǒng)的幕墻具有建筑功能,起封閉、保溫隔熱、隔聲、防滲、防水等作用。而現(xiàn)在公共建筑中廣泛采用非封閉性的裝飾幕墻,其功能主要是起建筑藝術(shù)的作用。
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2.1 單層裝飾幕墻
單層裝飾幕墻只圍擋、分隔建筑空間的作用,或者本身只是建筑藝術(shù)的作品。因此比較常用開孔金屬板,由鋼管結(jié)構(gòu)支承(圖15 ~圖19)。
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2.2 雙層幕墻(詞條“雙層幕墻”由行業(yè)大百科提供)的外幕墻
許多工程的內(nèi)幕墻起建筑功能作用,外幕墻只是作為建筑裝飾。由于無需密閉,因此面板材料和幕墻形式都可以自由得多。 密孔金屬板和開口金屬板是外幕墻的首選材料(圖20 ~圖30 )。
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三、幕墻的新表現(xiàn)形式
(一) 不規(guī)則劃分
大多數(shù)幕墻采用四邊形板塊,近年來幕墻形狀日趨復(fù)雜,采用三角形板塊更能適應(yīng)復(fù)雜的曲面(圖31~圖33)。
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(二) 非光滑表面的幕墻
幕墻的板塊是立體的盒子或者簸箕,形成凹凸進(jìn)出的立體墻面,得到特殊的藝術(shù)效果(圖38~圖42)。
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當(dāng)幕墻為復(fù)雜的雙曲面時,采用立體板塊單元能方便調(diào)節(jié),容易擬合預(yù)定的曲面。北京鳳凰傳媒中心為輪胎形墻面,由簸箕型玻璃板塊拼合而成(圖43)。
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(三) 形式多樣的新穎遮陽裝置
新型遮陽板也是組成幕墻新穎手法的一部分。圖47`~圖50是幾個典型的實(shí)例。
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四、新的幕墻系統(tǒng)
(一) 索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃幕墻
索網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常是雙向布置張拉鋼索。當(dāng)跨度不超過15米時,幕墻也可以沿豎向單向布索,采光頂可以沿短向布索。索網(wǎng)是技術(shù)含量較高的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),其設(shè)計涉及大撓度(詞條“撓度”由行業(yè)大百科提供)下的非線性結(jié)構(gòu)分析,而且要考慮溫度和初拉力的影響;其施工則要考慮預(yù)拉力的合理張拉分級和順序,復(fù)雜程度較高。國內(nèi)最早的拉索幕墻是哈爾濱國際會展中心(圖51)。目前最大的單張索網(wǎng)是北京新保利大廈,90米X70米,三棱面(圖52、圖53)。上海中國航海博物館采用了兩張54米高的馬鞍形索網(wǎng)(圖54),張拉在高度為78米的鋼骨混凝土“船帆”上。馬鞍形索網(wǎng)還用于采光頂屋面(圖55)。
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最近,超大規(guī)模的索網(wǎng)在大型公共建筑廣泛使用,其規(guī)模和技術(shù)難度在世界上都是前所未有的。圖56為鄂爾多斯賽馬場的超大單向索幕墻,高度達(dá)90米。昆明新機(jī)場索網(wǎng)幕墻面積達(dá)20000平方米,更困難的是鋼索都必須從彎曲的鋼“飄帶”的中間穿過(圖57)。京深港高鐵深圳北站的索網(wǎng)幕墻總面積也超過了20000平方米,為此還進(jìn)行了整片實(shí)大幕墻的施工模擬試驗(yàn)(圖58)。
北京是抗震8 度設(shè)防地區(qū),國家網(wǎng)管中心和土城移動電話局都在兩座獨(dú)立的建筑之間布置索網(wǎng),地震時兩座建筑的相對位移將會拉斷鋼索,為此開發(fā)、安裝了世界首個水平索端部彈簧保險裝置(圖59)。
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(二) 雙層通風(fēng)幕墻
雙層通風(fēng)幕墻由外幕墻、內(nèi)幕墻或門窗以及它們之間的熱通道構(gòu)成。用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)在熱通道形成穩(wěn)定的氣流,改善室內(nèi)環(huán)境,有時還可以降低取暖和空調(diào)的能耗。我國最早的雙層通風(fēng)幕墻是北京會計師培訓(xùn)中心(圖60)。此后各地陸續(xù)建造了許多工程,同時也在探索這項新技術(shù)的合理應(yīng)用途徑(圖61~圖64)。
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(三) 光伏幕墻和光伏屋面
現(xiàn)在新的理念是:幕墻不僅要節(jié)能,而且要產(chǎn)能。這就是所謂“能量平方”的概念。光伏幕墻利用光伏電池將太陽的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@是一種清潔能源,特別是日本福島核電站發(fā)生事故后,我國發(fā)展光伏能源的勢頭更猛。
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五 新材料面板的廣泛應(yīng)用
(一) 新型玻璃(詞條“新型玻璃”由行業(yè)大百科提供)
1 大尺寸玻璃
目前國外生產(chǎn)的熱彎鋼化夾膠玻璃的最大長度為6米。2010年我國已經(jīng)生產(chǎn)了12.6米X2.6米的熱彎鋼化三夾膠超大規(guī)模的玻璃,用于上海蘋果專賣店,每塊超大玻璃的售價達(dá)RMB100萬元(圖72)。2011年已經(jīng)生產(chǎn)15.0米X3.6米的三塊12毫米夾膠玻璃(圖73、圖74)。長度達(dá)18米的產(chǎn)品已供貨香港蘋果。目前在建的美國加州蘋果總部,全部15米的大玻璃均由中國生產(chǎn)(圖76)
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2 離子性和反射型中間膜新型夾膠玻璃
現(xiàn)在大多數(shù)幕墻用夾膠玻璃采用PVB中間膜,這種中間膜剪切模量(詞條“剪切模量”由行業(yè)大百科提供)G 較低,而且隨溫度升高而急劇降低,所以在進(jìn)行夾膠玻璃承載力設(shè)計時不考慮其整體作用,按兩片單片玻璃計算。而離子性中間膜(商品名稱SGP)剪切模量G比PVB 高得多,對溫度敏感度較低,可以考慮夾膠玻璃的部分整體作用,因而可以提高夾膠玻璃的承載力,滿足大風(fēng)力下大尺寸玻璃的受力要求。上海蘋果店玻璃的尺寸達(dá)12.6米;廣州塔玻璃幕墻高度達(dá)460米,它們的夾膠玻璃都采用了SGP 中間膜(圖77)。
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我國海南、廣東南部和廣西南部等夏熱冬暖地區(qū),冬季不取暖而無保溫要求;夏季以防太陽輻射為主。采用反射型中間膜(商品名稱XIR)的夾膠玻璃即可滿足節(jié)能要求,無須做成夾膠中空玻璃。單夾膠與夾膠中空相比可節(jié)省玻璃30%~50%,而且自重減輕后使支承結(jié)構(gòu)用材相應(yīng)也減少,節(jié)材也就是節(jié)能和減排。深圳證券交易中心的采光頂和大運(yùn)會體育館的玻璃幕墻都用XIR單夾膠玻璃代替了原設(shè)計的夾膠中空玻璃(圖78、圖79)。
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