玻璃幕墻與大型固定窗應(yīng)用及分析

陳 洋

（福建省建筑科學(xué)研究院， 福州 350025）

0 引言

我國(guó)自1983 年落成第一座玻璃幕墻建筑以來(lái)，經(jīng)過(guò)三十余年的發(fā)展，目前我國(guó)的玻璃幕墻占全世界問(wèn)題的85%。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，至2015 年，我國(guó)玻璃幕墻已突破5 億m2，而在我國(guó)各種幕墻的比例中，玻璃幕墻占比約為45%，其中建筑高度500m 以上的工程，外立面均為玻璃幕墻。

1 如何區(qū)分幕墻和大型固定窗

大型固定窗與玻璃幕墻在外觀上很容易讓人混淆不清，它們均是由框支承玻璃面板的透光結(jié)構(gòu)，框架鋁合金型材和面板玻璃的材料和表面處理方式一樣，具有相同的質(zhì)感色彩外觀，而且立面均為大分格，兩者的分格形式十分相似。

根據(jù)《建筑幕墻》(GB/T 21086-2007)中3.1 條定義：“建筑幕墻是由面板與支承結(jié)構(gòu)體系(支承裝置與支承結(jié)構(gòu))組成的、可相對(duì)主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或一定變形能力、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)墻?！笨芍粔儆诮ㄖ鈮o(hù),它并不承擔(dān)建筑主體的負(fù)擔(dān),像幕布一樣掛上去，通過(guò)立柱和主體結(jié)構(gòu)連接，自身具有完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，整體有一定的位移能力，通常包封主體結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)代大型和高層建筑常用的帶有裝飾效果的輕質(zhì)墻體。

而窗是建筑結(jié)構(gòu)的圍護(hù)構(gòu)件，在建筑物中主要起采光兼具通風(fēng)的作用。它由窗框和窗扇兩部分組成，根據(jù)框料不同分為：木窗，鋼窗，鋁合金窗以及塑鋼窗。根據(jù)開(kāi)啟方式不同分為：平開(kāi)窗，懸窗，立轉(zhuǎn)窗，推拉窗，固定窗等。窗通常是安裝于結(jié)構(gòu)的洞口中,相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)并不能產(chǎn)生位移，由四邊框或?qū)吙蛴眠B接件(固定片)固定在主體結(jié)構(gòu)的實(shí)體墻上的，跨度較小的窗框架構(gòu)件之間沒(méi)有專門的活動(dòng)接縫設(shè)計(jì)，靠框架構(gòu)件之間的組裝接縫間隙吸收一定的窗體自身變形，窗外框與主體結(jié)構(gòu)之間經(jīng)常采用濕法的水泥砂漿填塞安裝間隙，其固化后不能很好地適應(yīng)窗體與洞口墻體之間的相對(duì)位移。

故玻璃幕墻與大型窗雖然在外觀相似，但是并不能混為一談。采用幕墻型材或窗型材施工成型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，只要不符合幕墻的構(gòu)造要求，就不能判定為玻璃幕墻。

2 玻璃幕墻與大型窗施工對(duì)比

2.1 單元式玻璃幕墻的安裝

單元式玻璃幕墻是將已制作完成的單元組件運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，將單元組件吊至預(yù)定位置后起先安裝和固定地作業(yè)，采用測(cè)量放線——幕墻單元體連接件安裝——吊裝幕墻單元體——單元板塊精度調(diào)整——安裝開(kāi)啟扇——收口——清潔——驗(yàn)收、交工的安裝流程。

2.2 框架式玻璃幕墻的安裝

框架式玻璃幕墻是指在工廠內(nèi)完成加工的幕墻構(gòu)件，運(yùn)送到工地后按照抄平——后置埋板安裝——框架安裝——防火防雷面板安裝——清理打膠——自檢——驗(yàn)收——移交的施工工序，利用預(yù)埋件或后置錨栓與龍骨銜接，將橫梁、立柱、板材等構(gòu)件安裝到結(jié)構(gòu)構(gòu)件上。

2.3 大型固定窗的安裝

窗一般是安裝在建筑物墻體中間，采用彈線找規(guī)矩——窗洞口處理——安裝連接件的檢查——窗外觀檢查——運(yùn)到安裝地點(diǎn)——窗安裝——窗四周嵌縫——安裝五金配件——清理的嵌入式施工方法。

3 玻璃幕墻與大型固定窗的性能對(duì)比

同一面積相比，玻璃幕墻質(zhì)量約為白磚墻的十二分之一～十分之一，一般建筑物的內(nèi)外墻質(zhì)量約為建筑物總重量的四分之一～五分之一，故使用玻璃幕墻不僅使建筑更加美觀，更可以大大減輕建筑物的重量，從而降低基礎(chǔ)工程的成本。另外，玻璃幕墻設(shè)計(jì)靈活，藝術(shù)效果好，建筑師可以根據(jù)不同的需求，設(shè)計(jì)各種形狀。它們能呈現(xiàn)不同的色彩，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，與燈光、城市夜景配合等，使建筑與自然融為一體，這方面，也能一定程度地減少高層建筑所帶來(lái)的壓抑感。并且玻璃幕墻具有一定的抗震能力，高層建筑外立面選用玻璃幕墻，也是其應(yīng)對(duì)強(qiáng)風(fēng)抗震的最佳選擇。

3.1 單元式幕墻

①單元式幕墻單元板塊由加工廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，可以達(dá)到降低人工費(fèi)用，保證多元化整體質(zhì)量的良好效果，促進(jìn)了建筑工業(yè)化程度，由于大量的加工制作及準(zhǔn)備工作是在工廠內(nèi)完成，從而可以大幅縮短施工周期，為業(yè)主帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

②單元式幕墻單元與單元之間鑲嵌連接，對(duì)主體結(jié)構(gòu)位移適應(yīng)性強(qiáng)，能有效的吸收地震作用、溫度變化、層間位移等帶來(lái)的形變，其抗震性能好，可容納大結(jié)構(gòu)位移，比較適用于超高層建筑及純鋼構(gòu)高層建筑。

③單元式幕墻單元連接處多使用膠條密封，多數(shù)不使用耐候膠，且現(xiàn)場(chǎng)是直接將單元板塊掛在樓層連接件上，安裝方便，質(zhì)量易于保證，整體受天氣因素和工人技術(shù)水平因素的影響小，工期更容易控制。

④由于單元式幕墻主要須在室內(nèi)進(jìn)行施工安裝，主體結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力較差，不適用與有剪力墻和窗間墻的主體結(jié)構(gòu)。

⑤由于單元式幕墻要求高技術(shù)的成分多，鋁型材的形狀也較復(fù)雜，合用鋁合金型材量較多，需要工廠化整體加工，采購(gòu)方面配套性要求高，這就要求幕墻公司實(shí)力要強(qiáng)，其造價(jià)要高于框架式幕墻，并且由于安裝好的單元板塊如果需要維修或更換比較困難，其后期維護(hù)的費(fèi)用也相對(duì)較高。

3.2 框架式幕墻

①框架式幕墻在設(shè)計(jì)、計(jì)算、管理上均較簡(jiǎn)單容易，能承受較大的安裝誤差；由于構(gòu)件小，在工地上容易存放；因設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單，安裝是不需要很長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間，且制作簡(jiǎn)單，安裝系統(tǒng)有彈性，成本較低，故較多幕墻的承建商有能力建造。

②框架式幕墻能滿足大多數(shù)普通幕墻工程及設(shè)計(jì)造型，幕墻產(chǎn)品一般重量輕,現(xiàn)場(chǎng)施工管理的難度并不大，后期維護(hù)更換相對(duì)容易，維護(hù)成本更低。

③框架式幕墻施工工序連貫性要求不高，采購(gòu)方面配套性要求較低，由于框架的每個(gè)構(gòu)件都需要在現(xiàn)場(chǎng)逐步安裝，質(zhì)量控制指標(biāo)較多，誤差難以避免，相對(duì)難以保證質(zhì)量和性能。

④由于現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)膠及耐候膠的打膠質(zhì)量及固化時(shí)間易受到溫度及相對(duì)濕度的影響，并且現(xiàn)場(chǎng)操作較難控制膠的厚度，所以框架式幕墻施工周期相對(duì)較長(zhǎng)。

⑤框架式幕墻每個(gè)版塊之間是靠膠來(lái)達(dá)到視覺(jué)上的整體感，在伸縮變形的過(guò)程中，每個(gè)構(gòu)件都會(huì)產(chǎn)生較大的位移，且伸縮變形的復(fù)位能力較差。

3.3 大型固定窗

窗是建筑結(jié)構(gòu)的圍護(hù)構(gòu)件，在建筑物中主要是采光兼有通風(fēng)的作用。而固定窗是用密封膠把玻璃安裝在窗框上，只用于采光而不開(kāi)啟通風(fēng)的窗戶，具有優(yōu)良的水密性和氣密性，窗一般都安在建筑物墻體中間，用鋁合金方管扁管組成網(wǎng)架，在網(wǎng)架中間用鋁合金壓條或木螺絲把玻璃固定在網(wǎng)架中間，由于窗扇固定，玻璃面積可稍大一些，外觀更加美觀。窗的設(shè)計(jì)、施工相對(duì)幕墻更加簡(jiǎn)單，成本及后期維護(hù)費(fèi)用更低。但固定窗相對(duì)主體位移能力差，抗震能力較差，一些城市冬夏溫差較大，鋁材的伸縮非常明顯，經(jīng)常出現(xiàn)夏天安裝好窗，冬天其玻璃大面積破裂損壞的情況，更嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)整個(gè)固定窗出現(xiàn)傾斜。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，幕墻和鋁合金窗兩者同屬建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)，均不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)的受力，但在設(shè)計(jì)、造價(jià)、施工條件、驗(yàn)收等方面比大型窗要求更高，不少企業(yè)為保證外觀，并考慮節(jié)約成本，常采用門窗料設(shè)計(jì)制作成幕墻效果，在某種程度上，不但給施工驗(yàn)收帶來(lái)麻煩，也給安全埋下了隱患，所以文章就幕墻和大型窗各項(xiàng)性能進(jìn)行分析，并就其具體的問(wèn)題以及解決措施等做探討，這對(duì)幕墻及大型窗的具體使用具有重要意義。