幕墻是什么?為什么高樓大廈需要幕墻?

      無論您走過紐約、新加坡、法蘭克福和東京的馬路，還是漫步于北京、上海、深圳、香港的街頭，只要您抬頭仰望聳入云天的高樓大廈，都會(huì)發(fā)現(xiàn)他們幾乎無一例外采用建筑幕墻。這些幕墻可能全部是玻璃的;也可能透光部分是玻璃，其它部份會(huì)是鋁板、石板，以至陶瓷板和其它板材。

      高樓大廈統(tǒng)統(tǒng)采用幕墻，而不是采用傳統(tǒng)的填充墻，這難道是偶然的巧合嗎?不是的，除了建筑功能和建筑藝術(shù)因素外，更重要的是安全和節(jié)約的考慮。

      我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)第4.9.5條明確指出：150m以上的高層建筑外墻宜采用各類建筑幕墻，這就表明從建筑結(jié)構(gòu)的角度，高層建筑也需要幕墻。

一、什么是建筑幕墻？

建筑幕墻不同于填充墻，它具有以下的特點(diǎn)：

1.它是由面板和支承結(jié)構(gòu)組成的完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng);

2.它在自身平面內(nèi)可以承受較大的變形或者相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)可以有足夠的位移能力;

3.它是不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受的荷載和作用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

幕墻通常由面板(玻璃、鋁板、石板、陶瓷板等)和后面的支承結(jié)構(gòu)(鋁橫梁立柱、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃肋等等)組成。這個(gè)外墻系統(tǒng)支承在主體結(jié)構(gòu)上，通常包封主體結(jié)構(gòu)。由于面板之間有寬縫，面板與橫梁立柱的連接有活動(dòng)能力，所以幕墻在平面內(nèi)，可以承受1/100的大變形。

幕墻如果采用螺栓、搖臂、彈簧機(jī)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)連接，則可以在兩者之間產(chǎn)生大的相對(duì)位移，甚至當(dāng)主體結(jié)構(gòu)側(cè)移達(dá)到1/60時(shí)，幕墻也不會(huì)破壞。

二、抵抗溫度變化需要幕墻

      當(dāng)外界溫度變化時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)冷縮熱脹。如果不采取措施，夏天會(huì)把結(jié)構(gòu)擠彎、壓碎;冬天會(huì)把結(jié)構(gòu)拉裂、拉斷。所以長(zhǎng)的路面要分縫，長(zhǎng)的建筑也要用溫度縫把建筑分成幾段，由此減少溫度變化的影響。

      長(zhǎng)的建筑可以設(shè)豎向溫度縫分成數(shù)段，可是高的建筑不可能用水平縫切成幾段，因?yàn)樗椒挚p后的樓層無法吊掛起來。

      既然無法采用分段的辦法將高樓大廈的溫度變化問題解決，那只有一條出路：用建筑幕墻將整個(gè)結(jié)構(gòu)包封起來，讓結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)，溫度不再變化，也就不會(huì)產(chǎn)生對(duì)結(jié)構(gòu)的損害，保證主體結(jié)構(gòu)的安全。這就是高層建筑必須采用建筑幕墻的一個(gè)主要原因。

      而傳統(tǒng)的磚墻、砌塊墻是填在梁柱平面內(nèi)，梁和柱子有部份露在室外大氣中，直接受到溫度變化的影響。所以填充墻解決不了溫度變化的問題，難以在高的建筑中應(yīng)用。

三、幕墻節(jié)省結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的費(fèi)用

      建筑材料，如鋼材、水泥都是高耗能、高造價(jià)的材料，節(jié)約材料，就是節(jié)約能耗，節(jié)約資源。

      玻璃幕墻的重量只相當(dāng)于磚墻的1/10，混凝土墻板的1/7;鋁板幕墻更輕：370mm磚墻760Kg/㎡，200mm空心磚墻250Kg/㎡，而玻璃幕墻只有35～40Kg/㎡，鋁板幕墻只有20～25Kg/㎡。一座150m高，外墻面為20000㎡的高層建筑，采用幕墻可減輕墻體自重5000t～12000t。這就大大減少了主體結(jié)構(gòu)的材料用量，也減輕了基礎(chǔ)的荷載，節(jié)約了基礎(chǔ)的造價(jià)。在上海、天津等軟弱地基上建造超高層建筑，這更起了決定性的作用。

四、存在的問題是可以解決的

      任何事物都一分為二，興利除弊才是正確的態(tài)度。

      如果玻璃幕墻大面積采用鍍膜玻璃，可能會(huì)對(duì)周圍建筑和街道反射陽(yáng)光，造成干擾。目前已規(guī)定了玻璃反射率控制在30%以下，低層部分可采用鋁板、石材和玻璃組合幕墻，降低陽(yáng)光反射的干擾，應(yīng)該說這個(gè)問題可以得到解決，無須過分渲染。