钢化玻璃幕墙（共12篇）
钢化玻璃幕墙 篇1
摘要：本文对钢化玻璃自爆原因进行探讨分析, 提出了一些防止玻璃幕墙钢化玻璃自爆的措施, 供玻璃深加工行业和建筑设计人员参考。
关键词：幕墙工程,钢化玻璃,自爆
钢化玻璃以其优良的综合性能正越来越多地应用在建筑工程、交通工具、生活起居等不同的领域, 也为我们的生活和工作带来了许多的便利, 但钢化玻璃在使用过程中出现的自爆现象等缺陷也引起了人们的担心和管理者的关注。
针对建筑幕墙工程钢化玻璃自爆等问题, 中国建筑装饰协会幕墙工程委员会受建设部委托, 曾对北京、上海、天津、重庆、西安、武汉、深圳、哈尔滨、厦门、温州10个城市进行了既有幕墙安全状况调查, 调查样本的选取是在10个城市自检自查基础上, 由城市建设行政主管部门推荐提供的120项既有建筑幕墙项目, 调查中发现了9项有重要隐患的幕墙工程, 占调查项目总数的9.38%。如果去掉钢化玻璃自爆破裂, 比例下降到2.3%。幕墙门窗采用钢化玻璃致使玻璃幕墙和门窗的玻璃破裂事故居高不下, 改变这种状况已迫在眉捷。
1 钢化玻璃
钢化玻璃是利用加热到一定温度后迅速冷却的方法进行特殊处理的玻璃。一般是在原来普通的浮法玻璃基础上, 经过将玻璃加热到软化点温度再经过淬火处理, 使玻璃内部中心部位具有张应力而使玻璃表面部位具有压应力并达到均匀应力平衡的玻璃产品。钢化玻璃的品种包括化学钢化 (也称离子钢化) 和物理钢化两种。
化学钢化玻璃的特点是由于采用颗粒较大的离子如钾离子置换玻璃表面的钠离子, 在约400度的温度下经过一定的工艺制作完成;化学钢化玻璃可以切割、热弯等, 但经过高温加工后的玻璃强度会受影响;化学钢化玻璃的初始强度可以达到原片的6-7倍, 但是随着使用时间加长, 性能会衰减;由于离子置换的特殊性, 多数使用在超薄的玻璃上。
物理钢化玻璃的特点是强度高, 一般强度可以达到普通平板玻璃的4倍左右;安全—钢化玻璃破碎后立即分裂成没有尖角产生的小颗粒, 缺点是存在自暴的可能。
物理钢化玻璃也同样存在着两个品种即全钢化玻璃及热增强玻璃之分, 热增强玻璃不存在自暴现象, 但是强度仅仅是普通玻璃的两倍左右, 多数应用在高层建筑, 提高抗风压性能。热增强玻璃不属于安全玻璃。
2 幕墙工程钢化玻璃自爆
广义上, 钢化玻璃自爆一般定义为钢化玻璃在无直接外力作用下发生自动炸裂的现象:一是指由玻璃中可见缺陷引起的自爆;二是指由玻璃中硫化镍 (NIS) 杂质和异质相颗粒引起钢化玻璃自爆。只有后者才会引起严重的质量问题及社会关注, 所以一般提到的自爆均指后一种情况。
钢化玻璃自爆不可控, 事前无任何征兆, 称为“玻璃的癌症”。
2.1 钢化玻璃自爆分类
钢化玻璃自爆一般定义为钢化玻璃在无直接外力作用下发生自动炸裂的现象, 从钢化玻璃诞生开始, 就伴随着自爆问题。在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆。自爆按起因不同可分为两种:
一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆, 例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等;
二是由玻璃中硫化镍 (NIS) 杂质和异质相颗粒引起钢化玻璃自爆。BALLANTYNE于1961年首次提出钢化玻璃自爆的硫化镍机制。BORDEAUX和KASPER r通过对250例自爆的研究, 发现引起自爆的硫化镍直径在0.04～0.65mm之间, 平均粒径为0.2mm。
这是两种不同类型的自爆, 应区别对待, 采用不同方法来应对和处理。前者一般目视可见, 检测相对容易, 故生产中可控。后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发, 无法目测检验, 故不可控。在实际运作和处理上, 前者一般可以在安装前剔除, 后者因无法检验而继续存在, 成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素。
2.2 钢化玻璃自爆的外部特征
玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑 (玻璃碎片呈放射状分布, 放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块, 俗称“蝴蝶斑”) 。判断钢化玻璃是否自暴, 首先看起爆点 (钢化玻璃裂纹呈放射状, 均有起始点) 是否在玻璃中间, 如在玻璃边缘, 一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤, 造成应力集中, 裂纹逐渐发展造成的;如起爆点在玻璃中部, 看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案 (蝴蝶斑) , 如仔细观察两小块多边形公用边 (蝴蝶的躯干部分) 应有肉眼可见的黑色小颗粒 (硫化镍结石) , 则可判断是自爆 (见图1) , 否则就应是外力破坏。
2.3 钢化玻璃自爆形成机理
根据目前的研究成果, 钢化玻璃不可控自爆的原因在于硫化镍 (NiS) 及异质相颗粒的存在。
玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的残余应力所导致的。这类应力可分为两类:一类是相变膨胀过程中的相变应力;另一类是由热膨胀系数不匹配产生的残余应力。
2.3.1 硫化镍 (NiS) 引起钢化玻璃自爆
玻璃内部包含硫化镍杂质, 以小水晶状态存在, 在一般情况下, 不会造成玻璃破损, 但是由于钢化玻璃重新加热, 改变了硫化镍杂质的相态, 硫化镍的高温α态在玻璃急冷时被冻结, 他们在恢复到β态可能需要几年的时间, 由于低温β态的硫化镍杂质将产生体积增大, 在玻璃内部产生局部的应力集中, 这时钢化玻璃自爆将发生。然而, 仅仅比较大的杂质将引起自爆, 而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆。NiS是一种晶体, 存在二种晶相:高温相α-NiS和低温相β-NiS, 相变温度为379℃, 玻璃在钢化炉内加热时, 因加热温度远高于相变温度, NiS全部转变为α相。然而在随后的淬冷过程中, α-NiS来不及转变为β-NiS, 从而被冻结在钢化玻璃中。在室温环境下, α-NiS是不稳定的, 有逐渐转变为β-NiS的趋势。这种转变伴随着约2～4%的体积膨胀, 使玻璃承受巨大的相变张应力, 从而导致自爆。从自爆后玻璃碎片中提取的nis结石的扫描电镜照片中可看到, 其表面起伏不平、非常粗糙 (见图2) 。
2.3.2 异质相颗粒引起钢化玻璃自爆
钢化玻璃不可控自爆的来源不仅是传统认识中的NiS微粒, 还有许多其它异质相颗粒。可以从破裂源处玻璃碎片的横截面照片中看到, 一个球形微小颗粒引起的首次开裂痕迹与二次碎裂的边界区。
2.4 钢化玻璃自爆率
国内的钢化玻璃自爆率各生产厂家并不一致, 从3%～0.3%不等。一般自爆率是按片数为单位计算的, 没有考虑单片玻璃的面积大小和玻璃厚度, 所以不够准确, 也无法进行更科学的相互比较。为统一测算自爆率, 必须确定统一的假设。假定出统一的条件:每5～8吨玻璃含有一个足以引发自爆的硫化镍;每片钢化玻璃的面积平均为1.8m2;硫化镍均匀分布。则计算出6mm钢化玻璃的自爆率约为3‰～5‰, 这与国内高水平加工企业的实际值基本吻合。
即使完全按标准生产, 也不能彻底避免钢化玻璃自爆。大型建筑物轻易就会用上几百吨玻璃, 这意味着玻璃中硫化镍和异质相杂质存在的几率很大, 所以钢化玻璃虽经热浸处理, 自爆依然不可避免。
3 解决幕墙工程钢化玻璃自爆的对策
钢化玻璃自爆是当前玻璃幕墙安全迫切需要解决的重要问题, 在建筑幕墙设计及施工过程中可采取多种措施预防钢化玻璃自爆及防止因外力引起玻璃自爆, 主要包括:
3.1 控制钢化应力
钢化应力越大, 硫化镍结石的临界半径就越小, 能引起自爆的结石就越多。显然, 钢化应力应控制在适当的范围内, 这样既可保证钢化碎片颗粒度满足有关标准, 也能避免高应力引起的不必要自爆风险。平面应力 (钢化均匀度) 应越小越好, 这样不仅减小自爆风险, 而且能提高钢化玻璃的平整度。
3.2 对钢化玻璃进行热均质处理, 降低自爆率
均质处理是公认的解决玻璃自爆问题的有效方法。将钢化玻璃再次加热到290度左右并保温一定时间, 使硫化镍在玻璃出厂前完成晶相转变, 让今后可能自爆的玻璃在工厂内提前破碎。这种钢化后再次热处理的方法, 国外称作“Heat Soak Test”, 简称HST。我国通常将其译成“均质处理”, 也俗称“引爆处理”。
3.3 在结构设计过程中增加必要的保护措施
根据钢化安全玻璃的特点, 为了避免其在使用过程发生自爆, 在框架结构设计中, 玻璃周边采用装饰框进行保护, 框架与玻璃周边留有间隙并用密封胶填缝, 使玻璃不直接与金属框接触, 同时, 尽量在设计上确保玻璃粘结厚度不小于6mm, 可防止在使用过程中, 在受到挤压时自爆。
3.4 合理设计
选择合理的分隔设置, 避免单块玻璃尺寸超大、结构超厚。
3.5 在高层建筑玻璃幕墙上使用钢化玻璃时, 可考虑增贴一层防飞散膜
防止钢化玻璃破碎后的碎片从高空散落伤人, 以确保安全。
3.6 进一步研究采用新技术、新材料、新工艺, 降低屏蔽门玻璃自爆概率的可行性
例如可考虑采用半钢化玻璃作为建筑幕墙的面板材料。
3.7 在人群密集场所使用钢化玻璃时设置防撞标识
避免人们意外碰撞玻璃, 引起自爆。
4 高层建筑玻璃幕墙使用全钢化玻璃问题值得探讨
钢化玻璃自爆是当前玻璃幕墙安全迫切需要解决的重要问题。但是对于安全玻璃, 传统的概念是钢化玻璃属于安全玻璃。其根据除了强度较高外, 主要是由于钢化玻璃破碎时会整块玻璃全部破碎成蜂窝状钝角小颗粒, 不易伤人。
实际上, 钢化玻璃具备较高强度和其破坏形态为钝角小颗粒这两个安全因素, 但不具备防破碎散落性这一对高层建筑玻璃幕墙而言关键性的安全因素, 因而带来的不安全后果是钢化玻璃破碎后的大群呈钝角的碎片, 从高空散落而下, 即使颗粒较小, 但速度已很大, 同样能伤人。所以, 对高层建筑玻璃幕墙的玻璃是否安全, 最重要的是不破坏和碎片不散落。不论何种形态的玻璃碎片, 从高层建筑上散落而下, 都是危险的, 甚至是致命的。此外, 钢化玻璃自爆破坏是无先兆的, 目前尚无有效的完全防止方法, 是玻璃的癌症。玻璃自爆破碎和高空散落, 便成为高层建筑玻璃幕墙使用钢化玻璃并不安全的基本技术依据。因此, 在一定高度下使用钢化玻璃被认为是安全的, 而超过一定高度使用它则应认为是不安全的。对安全玻璃的传统概念, 脱离使用条件, 仅仅只从其碎片形态来定义, 可能是不全面的。
5 结语
钢化玻璃自爆的根本原因是因为玻璃中含有硫化镍杂质, 硫化镍可以使玻璃自暴现象在生产完成后任何时候发生, 故现在还不能完全杜绝钢化玻璃自爆, 所以行业内将钢化玻璃自爆称为“玻璃癌症”, 以目前的技术及工艺水平, 还不可能完全杜绝钢化玻璃自爆的发生, 科学有效地对钢化玻璃进行均质处理可有效降低钢化玻璃的自爆率, 在日常生产中控制钢化应力及钢化均匀度也能有效地减少自爆发生。
钢化玻璃破坏形态为钝角小颗粒, 所以其自爆破碎后也不会对人员产生直接伤害;虽然钢化玻璃不具备防破碎散落性, 但对于应用于屏蔽门的钢化玻璃, 玻璃离地面的最高距离一般为2150mm左右, 且钢化玻璃自爆破坏形态为钝角小颗粒, 所以, 即使由于自爆破碎散落也不会对人产生伤害。
根据目前国内外钢化玻璃使用经验, 玻璃幕墙设计选用钢化玻璃是安全可控、可行的。但原则上要对钢化玻璃进行均质处理, 以低钢化玻璃的自爆率, 在日常生产中控制钢化应力及钢化均匀度也能有效地减少自爆发生。
参考文献
[1]周天辉.钢化玻璃的自爆问题.建筑玻璃与工业玻璃, 2003, 3.
[2]龙文志.玻璃幕墙癌症-钢化玻璃自爆.建筑知识, 2006, 5.
[3]陈晓艳, 刘军.钢化玻璃自爆.科技风, 2008, 1.
[4]赵西安.幕墙可以采用半钢化玻璃.门窗, 2008.
[5]龙文志.幕墙及门窗应采用防飞散玻璃.中国建筑金属结构, 2007, 12.
钢化玻璃幕墙 篇2
工程用幕墙玻璃、铝合金窗玻璃考察报告
2011年12月22日至26日，由实训广场基建领导小组根据相关招标程序及学院有关规定，实训广场基建办公室组织纪委监督、监理单位、施工总承包单位、幕墙施工单位等相关人员，组成考察小组，针对实训广场工程所需幕墙玻璃、铝合金窗玻璃、内墙隔断玻璃等材料进行了市场考察和综合调研。
考察小组考察了：
1、天津市信义玻璃有限公司，该企业位于天津市武清区工业园，目前在国内有东莞、深圳、天津等几大生产基地。在天津有浮法玻璃生产线及玻璃深加工两个厂区，玻璃深加工厂区规模较大，生产设备比较先进，主要生产：low-E中空、镀膜中空玻璃、平钢、弯钢玻璃等产品。考察小组还实地考察了在天津部分工程实例，其公司根据学院工程实际情况进行了报价：
1、6mmlow-E+12A（结构胶）+6mm白玻双钢化，235元／m2；２、５mmlow-E+12A（聚硫胶）+５mm白波双钢化，217元／m2；
3、5mmlow-E+9A（聚硫胶）+5mm白波双钢化，210元/ m2；
双层玻璃幕墙设计的综述 篇3
关键词：双层幕墙；节能设计；设计
前言
双层玻璃幕墙，又称为热通道幕墙、气循环幕墙、呼吸幕墙、生态幕墙、绿色幕墙或者主动式幕墙等（以下简称DSF），它由两层玻璃幕墙加上二者之间的热通道组成，在通道的上下两端设有风口，通道的高度可以是一个或者多个层高。20世纪90年代，双层玻璃幕墙已在欧洲多个国家得以广泛应用，它对提高玻璃幕墙的保温、隔热、隔声功能有很大的作用。当前，节能和环保已经成为世界的两大主题，社会对建筑节能的意识也在逐渐增强，建筑围护结构作为建筑节能的主要部分，更是显得尤为重要。为此，本文针对环保节能型的双层玻璃幕墙展开相关的探讨。
1.双层玻璃幕墙设计的概述
当今，玻璃幕墙在现代建筑，特别是在高层和超高层建筑中的风靡程度有增无减，它几乎是世界各大城市建筑立面的一致选择。主要原因之一是人们的审美倾向仍然受现代主义风格的影响，而玻璃幕墙不仅外观简洁、通透、富有现代感，甚至可以在一定程度上彰显企业实力、突出企业形象。因而受到众多业主和建筑师的追捧。然而，人们为了这种独特的外观也付出了沉重的代价，由于传统玻璃幕墙的保温、隔热性能均远不及传统墙体，同时传统玻璃幕墙缺乏合理控制太阳辐射的措施，这就大大增加了该类建筑的制冷和采暖能耗。在2005年，我国推出公共建筑设计节能标准，对玻璃幕墙提出了严格的热工要求。
与传统玻璃幕墙相比，双层玻璃幕墙（DoubleSkinFalade，以后简称DsF）独特的通道夹层设计，不仅为提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能，更重要的是，为遮阳构件提供了一个栖身之地，使之既能有效遮阳，又不破坏建筑外观。此外，它还可以通过强化通风降温来降低建筑能耗，因而倍受建筑师的推崇。然而，采用DSF不仅会增加成本，牺牲可观的建筑面积，同时其维修费用也高出一般幕墙。而且，不能简单地认为DSF一定具有更好的保温、隔热、通风等热工性能，目前大多数类型的DSF都不能同时减少采暖和制冷负荷，只有根据具体情况把不同类型结合起来或改变系统设置，以其科学的结构、完善的功能、先进的设计理念充分利用太阳能、自然通风换气，降低空调能耗减少风及恶劣气候的影响才可能比传统的隔热玻璃加外遮阳方案有实质性进步。
2.双层玻璃幕墙构造
双层玻璃幕墙主要由内外两层玻璃幕墙、通风道、遮阳百叶窗帘、内外层幕墙挂件、层间及周边防火系统组成。
2.1内层玻璃幕墙
内层玻璃幕墙一般采用明框幕墙或铝合金门窗；为使立面通透、视野开阔，可采用悬窗结构形式；玻璃采用中空玻璃，层间采用铝板幕墙；开启扇设计为外平开窗，节省了室内的空间。
2.2外层玻璃幕墙
外层玻璃幕墙一般采用隐框、明框和点式玻璃幕墙；坚框采用悬挑形式与主体梁连接，端部用不锈钢插芯插接；外层玻璃幕墙设置进风口和出风口；为防止蚊虫进入幕墙内的空气层，百叶内侧加设不锈钢防虫网；为防止灰尘大量进入室内，在通风口处设置防尘装置。
3.双层玻璃幕墙的设计以及应用分析
双层幕墙主要是通过构造设计，利用热压原理、烟囱效应和温室效应，实现层间气流的有效运动，通过气流的运动，实现幕墙的节能和通风换气功效。
3.1双层玻璃幕墙有效通风，换气方面的细部设计
双层幕墙具有独特的特征，与传统建筑幕墙有着本质区别，它一般主要由外层幕墙、内层幕墙、层间隔断系统和通风装置组成。内外层幕墙之间形成空气缓冲区，充分体现了节能环保。让人亲近自然的设计理念，如何实现通风和换气的有效性是双层幕墙设计的关键。下面就影响通风、换气的几个细节进行了重点的分析。
（1）进出风口百页对通风功能的影响
进出风百页的断面型式不同，直接导致进出百页的风阻系数和风阻大小不同，会影响幕墙的通风效果。
（2）页片刚性较差
页片刚性太差，从实际工程效果看，很难保证页片不变形，影响平整和美观。同时也容易产生页片抖动，影响通风效果及产生噪声。
（3）容易产生震动和噪声
百页片的自身固有频率与风动频率接近时，也极易产生震动和噪声。
（4）防虫网对通风功能的影响
双层幕墙的通风途径采用的是常规的自然通风，在方法技术上，防尘介质的选用直接关系到通风效果，从目前自然通风与防尘技术上看。通风量、通风速度与防尘效果成反比。是目前的难题，针对工程应以通风为主，防尘为辅的设计思路。在满足通风的前提下。具备一定的防尘功能就可以了，通过模拟试验得出。防虫网的风阻系数Ff=0.94，百页的风阻系数Fb=0.85时。可以实现良好的通风效果。满足工程的正常需要。
（5）内、外层幕墙的间距尺寸对双层幕墙通风效果的影响
首先，双层幕墙的内外层之间的间距尺寸过小，风速加大时，风阻也随之加大，因此，风的能耗损失也就加大，导致了双层幕墙内部的能量损失，同时还会影响风向，产生不好的通风效果。其次，双层幕墙之间的间距如果过大，可以有效的降低风阻但同时也会降低空气的流动速度，导致通风的效果也不太理想。最后，我们应因地制宜，结合工程实例，通过模拟实验，一般内外层幕墙之间的间距在500mm-1000mm，通风效果最为理想。
（6）内层开启窗的位置及开启方式对双层幕墙通风效果的影响
内层的开启窗不同的开启方式同样会影响到通风的效果，为保證让室内通风效果达到最佳状态，一般采用内开内倒窗，内层开启窗的位置应尽量避免直接与室内入户门，建筑空调及通风系统的室内开口位置正对，在不影响主体功能和装饰效果的前提下，应注意通风路径的合理走向，避免风流“短路”现象发生，使室内通风无死角。
3.2双层玻璃幕墙的开发应用与节能技术
双层幕墙在节能方面也具有重要的意义，其主要的技术特点和性能体现在以下几个方面：第一，可以有效的利用动气热压的原理和烟囱的效应，使得室内外的空气进行有效的流通，且可以有效的防止灰尘进入室内，从而起到绿色环保的作用；第二，双层幕墙使得室内和室外形成一个天然的屏障，有助于冬季的保温作用和夏季的隔热作用，因此，也具备了节能的功效；第三，具备较强的采光功能，可以有效的根据太阳光的角度来调整光线的变化，从而也就具备一定的节能保温作用；第四，有助于降低室外的噪声污染，提供一个舒适优美安静的居住环境。充分的体现了节能环保的作用。
4.结语
双层玻璃幕墙毕竟只是一种新型结构的建筑幕墙类型，相关介绍和宣传可能存在一些对新产品、新技术更多是赞美和比较理想评价，但对于实际工程的应用我们应该科学、客观、综合地进行评估。应该说双层幕墙它主要在保温、隔热以及隔声性能起到了非常大的作用，但在工程项目的综合节能作用上，还有很多其他因素在影响，良好的保温、隔热在工程上并不能就意味着节能，因为双层幕墙结构的封闭性，采用双层幕墙就意味着将完全依赖中央空调系统，在工作时间段甚至更长时间内设备都要不停地工作，而且不分季节、气候变化一如既往。事实上，对于敞开式外循环呼吸幕墙理论上可以利用温差、烟囱效应形成热通道抽吸作用进行通风换气，但实际上它受工程的区域气候情况、建筑的朝向、外环境温差、风力大小等等因素影响很大，很难达到理想的效果，一般都需要依靠强制抽风系统来解决。
参考文献：
[1]刘晶晶，张志勤，李建玲等.双层皮玻璃幕墙研究综述及探[J].暖通空调，2006，36（2）：25-27.
玻璃幕墙专利分析 篇4
自上世纪80 年代, 从我国第一栋玻璃幕墙工程北京长城饭店竣工到现在, 玻璃幕墙产业取得了显著的发展。专利分析是跟踪技术创新最新进展的一个重要手段, 本文就我国玻璃幕墙的相关专利做初步分析, 为今后玻璃幕墙的研究方向和行业发展提供参考。
1 专利趋势分析
在国家知识产权局专利局使用的专利数据库内利用国际专利分类号 (IPC) 结合关键词进行检索, 玻璃幕墙专利申请的概况为:相关专利申请总数为1297 件, 其中发明专利328件, 实用新型专利969件。其中, 代表技术含量较高的发明专利所占的比例仅为25%, 有效专利637件, 失效专利351件, 有效专利占56%, 但其中绝大部分为实用新型专利, 发明专利所占比例很低, 发明授权专利仅71 件, 占11%。其原因是发明专利的授权需要经过实质审查, 需对其是否具备新颖性、创造性等进行审查, 因此授权率较低, 但这也使得其专利权相对稳定;而实用新型专利只经过形式审查。发明授权专利所占比例较少也表明在该领域, 有技术含量的方案不多, 该领域的技术创新不够。
图1 为1990-2014 年我国玻璃幕墙专利申请量趋势。从中可以看出, 我国建筑幕墙的专利申请开始于1990 年, 是随着整个建筑幕墙的发展而发展的。大致经历了3 个发展阶段:
(1) 第一阶段 (1990-2000 年) 起步阶段, 20 世纪80 年代我国引进了国外的建筑幕墙技术, 在这个阶段, 我国的幕墙主要是引进和模仿为主, 专利申请不仅数量少, 而且授权的发明专利申请更是寥寥无几。
(2) 第二阶段 (2001-2008 年) 成长阶段, 不再照搬国外的幕墙技术, 结合我国国情, 进行技术创新和科技研发, 逐步形成了适合我国国情的玻璃幕墙技术。这一阶段除专利申请量显著增加外, 授权的发明专利申请大概占整个发明申请总量的一半, 技术含量明显提高。
(3) 第三阶段 (2009 年至今) 快速发展阶段, 在这个阶段, 新技术、新工艺应用不断增多, 幕墙的种类呈现多样化, 伴随着知识产权影响力的日益扩大, 相关专利申请量进入快速增长期。
2 专利地域及申请人分析
对上述相关专利进行地域和申请人分析, 排在前10 位的省市和前10 位的申请人的情况见图2 和图3。
从图2 可以看出, 江苏、广东、上海、浙江、辽宁五省市占据了绝大多数, 从总体上看, 我国幕墙行业南强北弱, 东强西弱, 南方一些经济发达城市以及北京、上海、沈阳、苏州等大城市的专利申请量明显高于其他地区, 这与这些省市建筑市场活跃, 建筑企业数量多和科技创新能力强密不可分的。从图3 所示的申请人的综合排名来看, 申请人均为公司, 且基本来自上述重点省市。
3 玻璃幕墙的缺点和发展趋势
虽然玻璃幕墙在高层建筑上得到了广泛的应用, 但就玻璃幕墙而言, 其存在光污染和能耗大的缺点, 光污染是玻璃幕墙最为诟病的问题, 由于幕墙玻璃在镀膜或涂膜后, 当光照射到玻璃表面时, 会产生镜面反射, 这会使人们产生眩晕, 导致事故的发生。此外, 玻璃与支撑体系之间的结构胶易失效, 在自然环境下, 结构胶容易老化, 造成渗水以及玻璃与支承体系之间约束降低, 严重会导致玻璃坠落。
通过对目前玻璃幕墙的专利进行分析可以看出, 玻璃幕墙的专利申请仍集中的其支承体系的结构形式上, 虽然节能环保的玻璃幕墙在近10 年有了一定的发展, 但是申请数量较少, 授权的发明专利更是寥寥无几。
4 结论
通过对我国玻璃幕墙的专利申请进行分析可以看出, 最近几年专利申请量大幅增加, 但是其中实用新型数量较大, 发明专利尤其是授权发明专利数量较少, 说明在玻璃幕墙领域创新能力不足, 创新高度需要进一步提升;从专利申请地域布局上, 江苏、广东、辽宁、上海、北京五省市的申请量占了全国的2/3 以上, 其它地方申请量明显不足, 存在区域差异;从专利申请人看, 主要的申请人都是幕墙企业, 高校以及个人申请人很少, 急需建立一整套从企业、科研院到高校的产学研体系;从专利申请的技术方案来看, 主要集中在传统结构的改进上, 但对于新型的节能环保型幕墙的专利申请较少, 需要进一步的发展创新。
参考文献
[1]毛金生, 冯小兵, 陈燕专利分析和预警操作实物[M].北京:清华大学出版社, 2009
玻璃幕墙施工方案 篇5
1、单元式幕墙：将面板与横梁、立柱在工厂组装为幕墙单元，从幕墙单元形式在现场完成安装施工的框架支承建筑幕墙(一般的单元板块高度为一个楼层的高度。)
2、构件式幕墙：在现场依次安装立柱、横梁和面板的框支撑建筑幕墙
新型幕墙：有双层幕墙、光电幕墙等。光电幕墙主要是面板材料比较特殊，通过阳光照射可以产生光电，并可以收集加以利用。
幕墙工程的施工顺序和施工工艺如下文所示：
(1)施工顺序：幕墙构件加工→预埋铁件清理→测量放线(或后置埋件安设)，定出立柱和横梁位置→安装立柱和横梁→安装幕墙玻璃→接缝嵌胶→清理表面。后置面板常用的施工方法主要要求安装位置正确，横平竖直，化学螺栓位置正确。钻孔，孔径根据螺栓直径，一般孔径大于螺栓直径2MM，孔深根据螺栓长度确定，一般螺栓外露墙体(包括梁、柱)40MM。孔内灰尘要清理干净，放入药管后螺栓要用机械缓慢旋转拧入，决不允许直接用锤子砸入，要让药物充分的融合，起到锚固作用。
(2)幕墙必须有设计计算，所用各种材料、配件、构件及组件均应有合格证、性能检测报告、进场验收记录和复试报告。所用结构粘结材料必须是中性硅酮结构密封胶，其性能必须符合《建筑用硅酮结构密封胶》(GB16776)的规定。幕墙的加工、安装施工要编制专门的施工组织设计。
(3)认真清理和检查埋件，埋件应牢固，位置准确。当采用后置埋件时，应有现场拉拔强度检验报告。
(4)幕墙构件制作前，应核对设计图纸，复测已建建筑结构，按实测结果对幕墙构件的设计进行调整。
(5)合理选用幕墙构件加工用设备、机具，使保证加工精度的要求，所用量具应经检定，在有效期限内。
a 幕墙的金属杆件在截料前应进行调直，截料端头不得有变形和毛剌。杆件尺寸、孔、槽、豁、榫、构件组装等的加工偏差均应符合验收规范的规定。
b 玻璃边缘加工时应经处理，玻璃与玻璃、玻璃与玻璃肋之间的缝隙用结构硅酮密封胶嵌填严密。隐框玻璃幕墙的结构装配组合件必须在生产车间制作，不得在现场进行。
(6)幕墙立柱、横梁位置的测量定位，应与主体结构的测量相配合，其误差应及时调整。
(7)立柱安装时，要先与连接件相连，连接件再与预埋件相连，并进行调整和固定。横梁安装时，同一层横梁应由下向上进行，应将其两端的连接件及弹性橡胶垫安装在立柱的预定位置，使安装牢固，接缝严密。保温材料应从内向外安装，防火材料要锚钉牢固，拼缝处不留缝隙。防雷装置、冷凝水排出管、通气留槽孔及雨水排出口等均应按设计施工，不得遗漏。所有埋件、连接件、立柱、横梁及配件均应作好防腐处理，不同金属的接触面应采用垫片作隔离处理。
【基本理论】
一、施工准备
(一)技术准备
1、技术资料收集
现场土建设计资料收集和土建结构尺寸测量。由于土建施工时可能会有一些变动，实际尺寸不一定都与设计图纸符合。全玻璃幕墙对土建结构相关的尺寸要求较高。所以在设计前必须到现场量测，取得第一手资料数据。然后才能根据业主要求绘制切实可行的幕墙分隔图。对于有大门出入口的部位，还必须与制作自动旋转门、全玻门的单位配合，使玻璃幕墙在门上和门边都有可靠的收口。同时也需满足自动旋转门的安装和维修要求。
2、设计和施工方案确定
设计和施工方案确定。在对玻璃幕墙进行设计分隔时，除要考虑外形的均匀美观外，还应注意尽量减少玻璃的规格型号。由于各类建筑的室外设计都不尽相同，对有室外大雨棚、行车坡道等项目，更应注意协调好总体施工顺序和进度，防止由于其他室外设施的建设，影响吊车行走和玻璃幕墙的安装。在正式施工前，还应对施工范围的场地进行整平填实，做好场地的清理，保证吊车行走畅通。
(二)材料及机具准备
1、主要材料质量检查
(1)玻璃的尺寸规格是否正确，特别要注意检查玻璃在储存、运输过程中有无受到损伤，发现有裂纹、崩边的玻璃决不能安装，并应立即通知工厂尽快重新加工补充。
(2)金属结构构件的材质是否符合设计要求，构件是否平直，加工尺寸、精度、孔洞位置是否满足设计要求。要刷好第一道防锈漆，所有构件编号要标注明显。
2、主要施工机具检查
(1)玻璃吊装和运输机具及设备的检查，特别是对吊车的操作系统和电动吸盘的性能检查。
(2)各种电动和手动工具的性能检查。
(3)预埋件的位置与设计位置偏差不应大于 20mm。
3、搭脚手架
由于施工程序中的不同需要，施工中搭建的脚手架需满足不同的要求。
(1)放线和制作承重钢结构支架时，应搭建在幕墙面玻璃的两侧，方便工人在不同位置进行焊接和安装等作业。
(2)安装玻璃幕墙时，应搭建在幕墙的内侧。要便于玻璃吊装斜向伸入时不碰脚手架，又要使站立在脚手架上下各部位的工人都能很方便地能握住手动吸盘，协助吊车使玻璃准确就位。
(3)玻璃安装就位后注胶和清洗阶段，这时需在室外另行搭建一排脚手架，由于全玻璃幕墙连续面积较大，使室外脚手架无法与主体结构拉接，所以要特别注意脚手架的支撑和稳固，可以用地锚、缆绳和用斜撑的支柱拉接。施工中各操作层高度都要铺放脚手板，顶部要有围栏，脚手板要用铁丝固定。在搭建和拆除脚手架时要格外小心，不能从高处向下抛扔钢管和扣件，防止损坏玻璃。
二、吊挂式全玻璃幕墙安装施工
(一)放线定位
放线是玻璃幕墙安装施工中技术难度较大的一项工作，除了要充分掌握设计要求外，还需具备丰富的工作经验。因为有些细部构造处理在设计图纸中并未十分明确交待，而是留给操作人员结合现场情况具体处理，特别是玻璃面积较大，层数较多的高层建筑玻璃幕墙，其放线难度更大一些。
1、测量放线
(1)幕墙定位轴线的测量放线必须与主体结构的主轴线平行或垂直，以免幕墙施工和室内外装饰施工发生矛盾，造成阴阳角不方正和装饰面不平行等缺陷。
(2)要使用高精度的激光水准仪、经纬仪，配合用标准钢卷尺、重锤、水平尺等复核。对高度大于 7m的幕墙，还应反复 2次测量核对，以确保幕墙的垂直精度。要求上、下中心线偏差小于 1~ 2mm。
(3)测量放线应在风力不大于 4级的情况下进行，对实际放线与设计图之间的误差应进行调整、分配和消化，不能使其积累。通常以利用适当调节缝隙的宽度和边框的定位来解决。如果发现尺寸误差较大，应及时反映，以便采取重新制做一块玻璃或其他方法合理解决。
2、放线定位
全玻璃幕墙是直接将玻璃与主体结构固定，那么应首先将玻璃的位置弹到地面上，然后再根据外缘尺寸确定锚固点。
(二)上部承重钢构安装
(1)注意检查预埋件或锚固钢板的牢固，选用的锚栓质量要可靠，锚栓位置不宜靠近钢筋混凝土构件的边缘，钻孔孔径和深度要符合锚栓厂家的技术规定，孔内灰渣要清吹干净。
(2)每个构件安装位置和高度都应严格按照放线定位和设计图纸要求进行。最主要的是承重钢横梁的中心线必须与幕墙中心线相一致，并且椭圆螺孔中心要与设计的吊杆螺栓位置一致。
(3)内金属扣夹安装必须通顺平直。要用分段拉通线校核，对焊接造成的偏位要进行调直。外金属扣夹要按编号对号入座试拼装，同样要求平直。内外金属扣夹的间距应均匀一致，尺寸符合设计要求。
(4)所有钢结构焊接完毕后，应进行隐蔽工程质量验收，请监理工程师验收签字，验收合格后再涂刷防锈漆。
(三)下部和侧边边框安装
要严格按照放线定位和设计标高施工，所有钢结构表面和焊缝刷防锈漆。将下部边框内的灰土清理干净。在每块玻璃的下部都要放置不少于 2块氯丁橡胶垫块，垫块宽度同槽口宽度，长度不应小于 100mm。
(四)玻璃安装就位
1、玻璃吊装
大型玻璃的安装是一项十分细致、精确的整体组织施工。施工前要检查每个工位的人员到位，各种机具工具是否齐全正常，安全措施是否可靠。高空作业的工具和零件要有工具包和可靠放置，防止物件坠落伤人或击破玻璃。待一切检查完毕后方可吊装玻璃。
(1)再一次检查玻璃的质量，尤其要注意玻璃有无裂纹和崩边，吊夹铜片位置是否正确。用干布将玻璃的表面浮灰抹净，用记号笔标注玻璃的中心位置。
(2)安装电动吸盘机。电动吸盘机必须定位，左右对称，且略偏玻璃中心上方，使起吊后的玻璃不会左右偏斜，也不会发生转动。
(3)试起吊。电动吸盘机必须定位，然后应先将玻璃试起吊，将玻璃吊起 2! 3cm，以检查各个吸盘是否都牢固吸附玻璃。
(4)在玻璃适当位置安装手动吸盘、拉缆绳索和侧边保护胶套。玻璃上的手动吸盘可使在玻璃就位时，在不同高度工作的工人都能用手协助玻璃就位。拉缆绳索是为了玻璃在起吊、旋转、就位时，工人能控制玻璃的摆动，防止玻璃受风力和吊车转动发生失控。
(5)在要安装玻璃处上下边框的内侧粘贴低发泡间隔方胶条，胶条的宽度与设计的胶缝宽度相同。粘贴胶条时要留出足够的注胶厚度。
2、玻璃就位
(1)吊车将玻璃移近就位位置后，司机要听从指挥长的命令操纵液压微动操作杆，使玻璃对准位置徐徐靠近。
(2)上层工人要把握好玻璃，防止玻璃在升降移位时碰撞钢架。待下层各工位工人都能把握住手动吸盘后，可将拼缝一侧的保护胶套摘去。利用吊挂电动吸盘的手动倒链将玻璃徐徐吊高，使玻璃下端超出下部边框少许。此时，下部工人要及时将玻璃轻轻拉入槽口，并用木板隔挡，防止与相邻玻璃碰撞。另外，有工人用木板依靠玻璃下端，保证在倒链慢慢下放玻璃时，玻璃能被放入到底框槽口内，要避免玻璃下端与金属槽口磕碰。
(3)玻璃定位。安装好玻璃吊夹具，吊杆螺栓应放置在标注在钢横梁上的定位位置。反复调节杆螺栓，使玻璃提升和正确就位。第一块玻璃就位后要检查玻璃侧边的垂直度，以后就位的玻璃只需检查与已就位好的玻璃上下缝隙是否相等，且符合设计要求。
(4)安装上部外金属夹扣后，填塞上下边框外部槽口内的泡沫塑料圆条，使安装好的玻璃有临时固定。
(五)注密封胶
(1)所有注胶部位的玻璃和金属表面都要用丙酮或专用清洁剂擦拭干净，不能用湿布和清水擦洗，注胶部位表面必须干燥。
(2)沿胶缝位置粘贴胶带纸带，防止硅胶污染玻璃。
(3)要安排受过训练的专业注胶工施工，注胶时应内外双方同时进行，注胶要匀速、匀厚，不夹气泡。
(4)注胶后用专用工具刮胶，使胶缝呈微凹曲面。
(5)注胶工作不能在风雨天进行，防止雨水和风沙侵入胶缝。另外，注胶也不宜在低于 5 的低温条件下进行，温度太低胶液会发生流淌、延缓固化时间，甚至会影响拉伸强度。严格遵照产品说明书要求施工。
(6)耐候硅酮嵌缝胶的施工厚度应介于 3 5! 4 5mm之间，太薄的胶缝对保证密封质量和防止雨水不利。
(7)胶缝的宽度通过设计计算确定，最小宽度为 6mm，常用宽度为 8mm，对受风荷载较大或地震设防要求较高时，可采用 10mm或 12mm。
(8)结构硅酮密封胶必须在产品有效期内使用，施工验收报告要有产品证明文件和记录。
(六)表面清洁和验收
(1)将玻璃内外表面清洗干净。
(2)再一次检查胶缝并进行必要的修补。
(3)整理施工记录和验收文件，积累经验和资料。
三、保养和维修
目前，全玻璃幕墙的保养和维修尚未得到业主的足够重视。现在全玻璃幕墙使用的材料都有一定的有效期，在正常使用中还应定期观察和维护，所以在验收交工后，使用单位最好能制定幕墙的保养和维修计划，并与有关公司签订合同。
(1)应根据幕墙的积灰涂污程度，确定清洗幕墙的次数和周期，每年至少清洗一次。
(2)清洗幕墙外墙面的机械设备 (如清洁机或吊篮)，应有安全保护装置，不能擦伤幕墙墙面。
(3)不得在 4级以上风力和大雨天进行维护保养工作。
(4)如发现密封胶脱落或破损，应及时修补或更换。
(5)要定期到吊顶内检查承重钢结构，如有锈蚀应除锈补漆。
(6)当发现玻璃有松动时，要及时查找原因和修复或更换。
(7)当发现玻璃出现裂纹时，要及时采取临时加固措施，并应立即安排更换，以免发生重大伤人事故。
(8)当遇台风、地震、火灾等自然灾害时，灾后对玻璃幕墙进行全面检查。
(9)玻璃幕墙在正常使用情况下，每 5年要进行一次全面检查。
现代建筑新型玻璃幕墙的应用探讨 篇6
【关键词】现代建筑；玻璃幕墙；技术性能；应用
玻璃幕墙作为传统的幕墙材料在国内市场上已被广泛地应用，我国对绿色建筑要求的日益提高，为环保节能的新型玻璃幕墙材料使用提供了广阔的市场。据不完全统计，我国建筑幕墙年生产量达5000多万平方米，我国已经成为世界第一大幕墙生产国和使用国。本文通过对玻璃幕墙的各种新型构造的技术性能分析,探讨了玻璃幕墙在节能方面的实际运用。
1 玻璃幕墙的技术性能分析
可持续发展是当代世界的重要理念，绿色建筑越来越受到人们的关注。玻璃幕墙虽在热工性能上与普通窗户相比有很大改进，但它仍是建筑能耗的一个薄弱环节。玻璃幕墙生态技术的发展意义重大。从构成要素和构成方式来说，玻璃幕墙生态技术的发展包括三个方向：材料技术、构造技术、控制技术。
1.1 材料技术
1.1.1 玻璃材料
低辐射（比Low-E）玻璃夏季可以反射阳光中的红外线，可以节省空调费用；冬季能使室内的热量重新反射回室内，减少热量流失。低辐射（比Low-E）玻璃现在已经在国内外得以广泛运用。
电致变色玻璃由玻璃、电致变色介质、电解质及透明电极等部分组成，在玻璃的两个表面之间施加正、反向电场或者是在施加电场和不施加电场时呈现不同透光性，使室内的采光达到自由控制。
光致变色玻璃可以根据太阳光的强度自动调节透光率，在光线强的时候颜色变深降低透光率，而当光线较弱时又完全恢复透明的状态，达到最大透光率。
人们还通过印刷技术在玻璃表面印刷特定的图案，既可以保证玻璃安装后房间的私密性，又可以同遮阳装置一样阻挡过强的阳光，还可以表达特定的文化涵义。
1.1.2 断热型材
断热型材是在内外两种高导热性的金属框料之间插入低导热性的隔离物形成有效断热层，阻断通过门窗框或窗扇型材散失热量的途径。
断热型材结构合理、结合牢固、强度高、刚性好、热阻大，而且具有优良的隔声节能性能、抗风性能和气密水密性能。
断热型材早期用于门宙，多用于平开宙，后来逐渐用于有框玻璃幕墙，不适用于隐框玻璃幕墙 。
1.2 构造技术
1.2.1 遮阳装置
建筑遮阳的目的在于阻断直射阳光透过玻璃进入室内，防止阳光过分照射和加热建筑围护结构，防止直射阳光造成强烈眩光。玻璃幕墙的各种节能措施中，遮阳技术可能是节约能源最有潜力和最为方便的构造手段。
良好的遮阳设计不仅有利于节能，而且是幕墙构成的有机组成和塑造建筑美感的重要元素。遮阳构件多种多样，对于侧窗部分来说，有平板遮阳、水平遮阳、垂直遮阳和格栅式遮阳等。对于屋顶天窗和玻璃顶来说，布幔和格栅能够充分发挥遮阳作用。
1.2.2 通风幕墙
通风式幕墙由内外两层玻璃幕墙组成，或称为双层幕墙、可呼吸式幕墙、热通道幕墙等。与传统幕墙相比，它的最大特点是两层幕墙之间有一个通风换气层，由于换气层中空气的流动循环，使内层幕墙的温度接近室内温度。
通风式幕墙采用烟囱效应原理，从功能上解决节能问题。由于换气层的作用，它比单层幕墙节能约50％；通风式幕墙外层玻璃可以选用无色透明玻璃或低反射玻璃，还可以最大限度地减少玻璃反射带来的光污染；通风式幕墙的隔音性能良好，可以保持室内拥有一个清静的环境；不论天气好坏都无需开窗，换气层就可直接将自然空气传至室内，为室内提供新鲜空气，提高室内的舒适度，降低空调设备带来的种种弊端。
1.3 智能控制技术
人们还把通风式幕墙与电子计算机系统结合在一起，发展了智能幕墙。采用智能幕墙系统的建筑其能耗只相当于传统幕墙的30％。
智能幕墙是通风式幕墙的延伸，通过计算机系统有效地调节室内空气、温度和光线，节约建筑物使用过程的能源消耗。智能玻璃幕墙包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。
同传统幕墙和热通道幕墙相比，除了玻璃及支撑结构外，更重要的是建筑内部分环境控制和建筑职务系统。
智能幕墙的关键在智能控制系统，是从功能要求到控制模式，从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统，它涉及到气侯、温度、湿度、空气新鲜度、照度的测量，取暖、通风空调遮阳等机构运行状态信息采集及控制，电力系统的配置及控制，楼宇计算机控制等多方面因素，是一套较为复杂的系统工程。
2 玻璃幕墙节能应用的实际案例
某工程建筑面积为7400m2，呈圆形结构。建筑物地上五层，地下一层。其中，一、二层为金融办公和对外服务用房；三层为阶梯型会议室和展厅；四层、五层均为开敞式办公室；地下室为停车场和设备用房。规划之初，本建筑确定为玻璃幕墙形式，以和周围环境协调一致。
本建筑外围护结构采用呼吸式玻璃幕墙，外层为12mm钢化玻璃，内层为8-12-8mm中空充氩气温屏玻璃，温屏玻璃性能参数分别为：传热系数为1.4W/m2.oC；可见光反射比为16%；可见光透射比为68％；太阳光反射比为27％；太阳光透射比为39％；遮阳系数为57％。钢化玻璃和温屏玻璃之间有900mm空气夹层，1～3层夹层相通；4、5层各为一层。这样在1～3层、4层及5层的钢化玻璃幕墙上下分别设可自动启闭的通风窗。冬季，窗户常闭；过渡季，夏季根据室外温度情况启闭。
建筑外墙外倾70º，每层楼板都有550mm的挑檐，这样夏季有相当一部分太阳能被遮挡，从而减少了太阳透射到玻璃幕墙上的辐射热。但由于水平遮阳系数较大，可遮挡太阳能辐射的12％左右，效果不明显。为此，进行了水平遮阳板的设计。由于建筑本身要求通透，如果设置固定遮阳板，势必会影响整个建筑效果。所以针对建筑的圆形特性，设计了可移动型遮阳板，即随着阳光的移动，遮阳板自动运动，以遮挡迎面射来的太阳光。
为减弱玻璃冬夏季的冷热辐射，在玻璃幕墙下300mm的混凝土坎墙内设置冷热水盘管，减弱冬夏季给人的不舒适感。屋顶种植绿色植被，减少屋顶太阳辐射。
本建筑虽然采用本不节能的玻璃幕墙，但由于建筑外傾，而且采取了水平遮阳和平行遮阳的措施，夏季可有效阻挡大部分阳光的辐射，使得在三楼有大型会议室和展厅的情况下室内计算冷负荷指标为90W/m2。冬季两层玻璃幕之间的空气夹层，可有效利用太阳辐射热，使8:00～18:00夹层内平均温度升高了4.34℃，有效利用了太阳能。
3 玻璃幕墙节能展望
在新世纪中，玻璃幕墙的热工设计，应该追求设计功能的主动性和积极性，变被动设防为主动利用能源的设计思想，为了减少冬季采暖供热的热损失和能源消耗，为了减少夏季空调制冷的热袭人和能源消耗，玻璃幕墙热工设计的发展趋向是：对于以采暖供热为主的幕墙追求达到温室效应，对于以空调制冷为主的幕墙追求达到冷房效果，无论何种幕墙都将追求合理利用太阳能。由光电板系统和幕墙系统组成的光电幕墙是主动利用太阳能的一个应用发展方向。光电幕墙能用来发电，不仅可以供本建筑用电、少交电费，还可以把多余的电“卖”给电力局，但是由于光电板系统的成本较高，广泛的应用还需要一个过程。
欧美国家在建筑节能方面的认识比我们早，所以在玻璃幕墙的节能技术上更多地考虑合理利用太阳能。热通道换气幕墙是一个典型的范例，它是利用热空气的烟囱效应自然地将热缓冲层的热空气排到室外，并配合中空玻璃内的电动升降窗帘，而达到良好的隔热节能效果。在此基础上，玻璃幕墙饰面材料的光敏、热敏特性与室内供热、制冷系统形成计算机自控网络，达到幕墙热工效应智能化，幕墙结构体系和太阳能利用体系的结合一体化，即可达到玻璃幕墙建筑节能的最高形式--智能幕墙。智能幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。它能充分利用太阳能，是一种最理想的玻璃幕墙。
参考文献：
[1]张迪洲,孙兆玉.谈玻璃幕墙的建筑节能[J].民营科技,2011,(06)
[2]孙晓亚.新型玻璃幕墙在建筑节能中的应用[J].中国新技术新产品,2010,(02)
钢化玻璃幕墙 篇7
改造既有门窗幕墙尽可能不要大拆大改, 最好是在原有结构基础上进行补偿性改造。在玻璃幕墙内加装一片真空玻璃是一种简单、有效且经济的选择。随着真空玻璃技术不断取得进展, 新近研制成功的钢化及半钢化真空玻璃无论在热功性能和安全性上都比前些年生产的普通真空玻璃有突出的进步, 半钢化真空玻璃已开始小批量投产, 钢化真空玻璃估计将在2 0 1 1年初投产, 它们的投产将为既有门窗幕墙改造提供一种高效节能的新玻璃材料。
1 什么是“半钢化真空玻璃”
在图1所示的真空玻璃结构中, 两片玻璃不是普通玻璃而是半钢化玻璃, 则称为“半钢化真空玻璃”。
普通玻璃通过深加工处理, 使玻璃表面形成压应力层, 玻璃强度会大大提高, 可称为强化玻璃。又以表面压应力不同, 分为钢化玻璃和半钢化玻璃两个品种。
2 半钢化真空玻璃的优越性能
2.1 传热系数极低
表1中所列的辐射率ε为0.1 1和0.0 3的两种L O W-E玻璃都是市场上已有供应的。单L O W-E半钢化真空玻璃的传热系数已在0.3～0.6 W/m 2K, 比普通真空玻璃和中空玻璃大幅度降低, 用这些L O W-E玻璃制作的普通真空玻璃在0.6～0.9 W/m 2 K之间。充氩气 (间隔≥12mm) 中空玻璃在1.1～1.5W/m 2K之间。同时, 即使计入边框热导, 传热系数仍在0.8～1.0之间, 这说明玻璃使整窗性能大大提升。
W/m2K
2.2 强度大幅提高
(1) 与中国建筑材料研究院合作, 按国标要求的四点弯曲法对半钢化真空玻璃的玻璃板进行破坏拉应力检测, 结果表明, 在表面应力为5 0～8 0 M P a范围内, 强度约为普通玻璃4倍, 约5 0 M P a时冲击后裂缝为辐射状, 半钢化特性最显著。当表面应力约为9 5 M P a时, 强度约为普通玻璃5倍, 冲击后粉碎为小颗粒, 呈完全钢化玻璃特征。
(2) 抗风压强度达到国家标准最高级。测试结果显示半钢化真空玻璃风压变形性小, 破坏风压高, 已达到国家标准最高级。如果在上述半钢化玻璃两侧再用两块玻璃作成复合夹层真空玻璃, 抗风压强度将更高。
(3) 抗温差强度更高。温差实验测量结果显示, 半钢化真空玻璃在内表面温度达到1 0 0℃, 内外表面温差ΔT将近8 0℃时仍能保持完好, 实验中保温时间超过半小时, 试验后真空玻璃K值无变化。
(4) 抗冲击性能提高。半钢化真空玻璃抗冲击性能有明显提高, 但根据我国标准规定半钢化玻璃不能列入安全玻璃类别。因此, 建议在高层门窗幕墙等要求安全玻璃的场合使用夹层半钢化真空玻璃或外夹层内贴膜半钢化真空玻璃。
经过不断研究改进, 半钢化真空玻璃两侧可用特种类别和不同厚度 (如0.3 8～1.5 2 m m) 的中间膜加两片不同类别和厚度的玻璃 (如3～6 m m厚的普通玻璃或半钢化玻璃) 制作成双面夹层半钢化安全真空玻璃, 在要求不高的场合, 可减少一片玻璃, 使厚度和重量减少。夹层或贴膜对K值影响不大, 安全性能有大幅提升。
2.3 隔声性能优于普通真空玻璃
真空层是隔声的, 真空玻璃中由于有支撑物形成“声桥”, 使隔声性能有所下降, 但仍比普通玻璃好。半钢化玻璃中支撑物数量大大减少, 少于普通真空玻璃的四分之一, 从理论上隔声性将提高, 实测结果也是如此。
2.4 其它性能优势
(1) 抗“结霜”、“结露”性能优越。由于K值低, 热阻高, 抗外表面结露结霜性能比普通真空玻璃更好。由于间隔层是真空, 杜绝了中空玻璃常有的内结雾结露现象。
(2) 使用寿命长。由于间隔层是全玻璃材料密封真空层, 解决了低辐射L O W-E膜很怕受潮氧化的问题, 又加有长效吸气剂, 内部又没有如显像管和灯泡等电真空器件中必须装的发热元件, 所以现代真空技术完全可以保证真空玻璃达到2 0年以上的真空寿命。
(3) 适用范围更广。真空玻璃本身是负压器件, 不存在运到高原低气压地区或遇到负风压时产生胀裂问题, 也不存在水平和倾斜安装时中空玻璃存在的热导变大的问题, 可用于高层及高空, 也可用于屋顶和倾斜墙面。
(4) 比普通真空玻璃更美观。由于玻璃板强度增加, 支撑物间距加大1倍以上, 数量减少为普通真空玻璃的四分之一以下, 支撑物直径也可做的更小, 肉眼更“难”看到和看清支撑物的存在, 使半钢化真空玻璃给人的感觉更通透、更美观。
3 在既有玻璃幕墙内侧加装半钢化真空玻璃的热工参数简析
如果既有玻璃幕墙是单玻, 内侧加装真空玻璃后形成“真空+中空”结构, 如果既有玻璃幕墙是中空玻璃, 则加装后形成“真空+中空+中空”结构。前者的中心区域总热阻是R真空+R中空, 后者则是R真空+R中空+R中空, 普通中空玻璃的空气间隔为9 m m时, K值为3.0, R中空为0.1 7;空气间隔为1 2 m m时, K值为2.9, R中空为0.1 9;玻璃厚度对此值影响不大, 我们就以R中空为0.1 9计算, 以目前已生产的半钢化真空玻璃K值0.6, R真空为1.5计算, 改造后的玻璃K值如表2所列。
由表2可见, 加装真空玻璃后K值可下降6～1 0倍, 使玻璃达到先进保温墙体的水平。
既有玻璃幕墙的框材的传热系数都比较高, 铝合金框材的K值在4.2～6.2 W/m 2K之间, 以K值为5估算, 如果窗框比为10%, 做最简易的估算, 改造前后连框架的传热系数变化如表3所示。
W/m2K
由表3可见, 带框的K值可下降3～6倍, 是用玻璃的性能提升弥补了框材的不足, 这样的指标可以满足我国大部分地区节能标准的要求。
涉及节能热工性能的是另一项指标——遮阳系数则可通过选择真空玻璃的L O W-E膜和玻璃的颜色来达到, 可根据用户的要求设计确定。
4 结语
玻璃幕墙工程节能探讨 篇8
建筑节能65%主要由建筑围护系统承担。在外围护结构中, 作为现代建筑一大特色的玻璃幕墙, 以其外观简洁、通透、富有现代感, 在高层办公写字楼、商务酒店建筑中得到广泛应用, 几乎是各大城市高层建筑立面的一致选择。玻璃幕墙可以减少传统混凝土外墙大量的钢筋、混凝土使用量, 对减少高耗能建材的使用达到节约能源、资源有很大的帮助;但玻璃幕墙作为建筑外围护结构, 其保温、隔热性能均远不及传统墙体, 是传统墙体热损失率的5~6倍。幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右, 故幕墙节能在我国公共建筑设计节能中有极其重要的地位。
围护结构的节能是在对于建筑周边的自然环境, 如光线、温度、风压、气候状况等充分了解和分析的基础上, 针对建筑本身的朝向、高度、室内功能等特点, 通过有效的系统技术和产品对室内环境起到适应和调整的过程。这个过程需要综合多种因素考虑, 需要处理多种关系, 诸如隔热和得热、采光和遮阳、通风和热交换的关系, 处理好气密性、水密性和传热、隔声的关系等等。
1 提高玻璃幕墙节能效果的途径
建筑幕墙的节能应与项目所在的地理气候条件紧密地结合起来, 合理地选用构成玻璃幕墙的主要材料。
(1) 玻璃面板的选取。
从控制得热与传热来讲, 玻璃幕墙的节能重点在玻璃的选择上。节能玻璃要具备两个节能特性——保温性和隔热性。玻璃的保温性 (导热系数K值) 要达到与当地墙体相匹配的水平。而对于玻璃的隔热性 (遮阳系数S) 要与建筑物所在地阳光辐照特点相适应。不同用途的建筑物对玻璃隔热的要求是不同的。目前能同时达到“保温”和“隔热”要求的就是低辐射 (Low-E) 中空玻璃和多中空玻璃以及Low-E真空玻璃及组合真空玻璃。
太阳光的热能主要是可见光能 (短波热) 和不可见光能 (长波热, 即红外线) 两部分。可见光能占46%, 红外线占52%, 另有2%为紫外线。Low-E镀膜的独特功能, 是能让可见光能透过而把不可见光反射回去, 具有良好的阻隔热辐射透过作用。所以, 在夏天, 它可放进可见光 (阳光) , 同时把柏油马路、建筑物等放出的强烈的不可见光能 (红外辐射热) 阻挡在外, 使业主大大降低用于空调的投资和室内的空调费用。在冬天, 它可放进可见光能, 同时, 把室内的不可见光能 (红外辐射热) 反射回室内, 不使之通过玻璃向外散失, 因此能极好地保持室内温度, 大大降低冬季室内的取暖费用, 达到节能的目的。
中空玻璃的隔热能力来自于密封于玻璃之间的空气层。因为空气的热阻性极好 (空气的导热系数为0.02 8W/m2k) , 是玻璃的1/27 (玻璃的导热系数0.77W/m2k) 。中空玻璃的传热系数K值与其空气层的厚度密切相关, 应适度控制中空玻璃空气层的厚度。在空气层的厚度小于13mm时空气层厚度越大K值越小;在13mm左右时达到最低极限, 此后K值随空气层厚度增加而增大, 这是由于空气层大于13mm后内部空气形成闭环对流增大了热量传递所致。所以中空玻璃空气层厚度一般应选择12mm为宜。若在中空玻璃中冲入氩气 (Ar) 等惰性气体抑制空气的闭环对流其K值还可进一步降低。也可以采取增加空气层层数的办法, 就是用双层或多层中空玻璃, 或在空气层中夹透明薄膜, 利用装饰隔条将空气层分隔成几个独立的区域以减少对流传热对玻璃隔热性的影响。
(2) 隔热铝型材的选取。
作为透明幕墙的重要组成部分, 铝型材的断热节能也是应考虑的一个重点要素。隔热的原理是用机械辊压的方法将非金属隔热条与两个断面的铝合金型材巧妙地结合为一种隔热材料。通过隔热材料在玻璃幕墙的室内外之间形成隔热冷桥, 使得室外的热量无法通过热传导的形式传至室内, 以达到节能的目的。目前最常用的铝型材的隔热材料为PA66GF25 (俗称尼龙66, 化学名简称PA66) , 用PA66加25%的玻璃纤维改性成的工程塑料。它可增大热阻, 减少热传导, 且具有优良的耐磨、抗蠕变及耐老化性能。而力学性能指标与铝合金相当, 热膨胀系数与铝合金接近, 尼龙66的导热系数为0.3W/m2K, 约为铝的1/700倍。普通的铝合金门窗, 传热系数比较大, 即使安装中空玻璃, 传热系数也达到了4W/m2K, 而采用尼龙隔热条的型材的导热系数可低于2.7W/m2K。
(3) 保温隔热材料。
保温隔热材料在节能方面扮演着重要角色, 同时还强化了防火功能。幕墙工程宜采用岩棉、矿棉、玻璃棉等充当保温隔热材料, 其优点是保温隔热性能好, 导热系数只有0.044W/m2K, 最高使用温度达到650℃。在不透明幕墙系统中, 幕墙的保温材料是节能的重点考虑对象。以常见的楼层结构梁处非透明玻璃幕墙为例。首先玻璃面板与主体结构预留100mm厚度以上的密闭空气层, 然后在主体结构墙体上贴保温层, 利用具有保温作用的上下双层防火岩棉加镀锌钢板形成一个密闭的空气层, 以阻止室内外能量的交换;在玻璃幕墙的收边部位与墙体的空隙填充保温岩棉。这样, 通过围护结构的热量传递, 从外传到内经过三个部分, 即玻璃幕墙部分、封闭空气层部分与墙体部分。经过上述的有效措施, 使得墙体的传热系数远远低于规范要求, 有效地提高了隔热保温性能。
(4) 密封材料的选取。
密封材料的正确选取直接影响节能结构措施的效果。玻璃与玻璃、型材槽壁间缝处采用密度不大于0.037g/cm3的聚乙烯泡沫棒作填充材料, 此材料质量轻、保温性能好。玻璃幕墙开启窗的周边缝隙、明框幕墙玻璃与型材间隙宜采用耐候性好、耐热性好、密封性好的三元乙丙橡胶条或氯丁橡胶条。玻璃与铝型材副框间结构性粘结必须采用与框体材料有良好相溶性的中性硅酮结构密封胶粘合, 这种结构胶性能稳定 (使用温度为-4 8℃~8 8℃、耐热性达1 5 0℃、冷变形不明显) 、粘结力强。但全玻幕墙和点支承幕墙采用镀膜玻璃时, 不应采用酸性硅酮结构密封胶粘结, 因为镀膜层所含的金属元素与酸性胶反应将致使粘结破坏。耐候密封胶应采用硅酮建筑密封胶。硅酮密封胶耐紫外线性能好, 因此经久耐用、不易老化龟裂, 且与硅酮结构胶、玻璃及其它构件有良好相容性, 粘结效果好。
3 玻璃幕墙的节能措施
(1) 选择适当的建筑方位。
建筑方位的选择是建筑外墙节能的要素之一。建筑的朝向应该考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒, 建筑物的朝向应朝南北方向配置。坐北朝南的的朝向是我国许多建筑的合理朝向, 但朝向的选择是因地域气候、周围环境、建筑需求而改变的, 不可一概而论。在城市房屋建筑设计中, 建筑方位的选择往往由于城市布局规划等原因不能按最佳朝向, 但可以通过调整建筑布局来获得相对合理的方位。
(2) 提高幕墙及窗的气密性, 减少室内外空气对流传热。
开启窗部位是玻璃幕墙中保温隔热的薄弱环节。由空气渗透性能检测数据可知, 在同压力差下, 可开启部位的空气渗透量远大于固定部位空气渗透量。因此, 开启窗部位开启角度不宜大于30°, 开启距离不宜大于300mm, 同时要注意在立面分格设计中开启窗设置数量不宜过多、面积不宜过大。在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下, 尽量提高幕墙及窗的气密性, 减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条, 使用新型的、密封性能良好的窗材料。扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;窗扇四周玻璃外侧与固定板块之间增设橡胶密封条, 起到隔热保温作用。
(3) 采用百页、格栅等遮阳设施, 减少太阳辐射得热。
在玻璃幕墙上设置遮阳系统, 可以最大限度减少阳光的直接照射, 使室外的热量进不到室内, 避免室内过热, 从而降低空调的耗能, 是炎热地区建筑防热的主要措施之一。同时, 遮阳构件可作为建筑的一种装饰特征, 营造出丰富多彩的形体。在建筑设计中要求, 当室外气温大于29℃、太阳辐射强度大于240W/m2、阳光照射室内时间超过一小时、阳光照射室内深度达0.5m等情况下, 就要采用遮阳措施。
(4) 采用双层玻璃幕墙。
双层玻璃幕墙是由内外两层玻璃幕墙组成, 两层幕墙中间形成一个通道, 同时在外层幕墙设置进风口和出风口。为了使立面通透、视野开阔, 内层幕墙一般可采用悬窗结构形式, 还有一种方法是设置通风器, 通风器可安装在幕墙的顶部, 使得控制方便, 通风换气更自然、柔和、使人更加舒适。与传统玻璃幕墙相比, 双层玻璃幕墙的夹层设计, 不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能, 更为重要的是, 为遮阳构件提供一个栖身之地, 使之既能有效遮阳, 又不破坏建筑外观。
(5) 采用光电玻璃幕墙。
光电玻璃由低铁玻璃、太阳能光电模块、背面玻璃、特殊金属导线、EVA胶等组成, 是一种新颖的建筑用高科技玻璃产品。光电玻璃最大的功能是利用太阳光产生电能, 实现建筑物的多功能化、高科技化。它应用在玻璃幕墙和玻璃天棚上具有现代感, 是玻璃幕墙技术发展的又一个新的趋势和潮流。把光电玻璃应用于玻璃幕墙和玻璃天棚, 可以起到安全、遮阳、隔热、隔音、节能、环保、降低光污染、产生电能、创造效益的作用。最重要的是光电能源取之不尽、用之不竭, 清洁无污染, 可解决人类能源短缺的困扰。
4 结语
玻璃幕墙的节能除了选择合理的玻璃幕墙材料, 建筑方位的调整、采用小的建筑物体形系数、采用不同形式的遮阳、安装时增强其密封性等方法来减少能耗都是非常好的节能途径。建筑物的节能应该从多方面加以控制, 是各个有关方面共同作用的结果, 对于玻璃幕墙上述节能措施, 我们应该从实际出发、灵活运用, 达到预期的节能效果。
摘要：随着现代建筑透明度的越来越高, 玻璃幕墙及窗户面积越来越大, 节能和建筑玻璃幕墙及窗的矛盾也就越来越突出, 这就需要从多方面着手解决玻璃幕墙及窗的能耗问题。
关键词：玻璃幕墙,工程
参考文献
[1]对玻璃幕墙节能技术要求.
[2]陈武文.玻璃幕墙的遮阳节能技术.
玻璃幕墙渗漏与预防 篇9
l玻璃幕墙产生雨水渗漏的原因
1.1玻璃幕墙渗水的三个因素
玻璃幕墙渗水的三个因素为:幕墙表面有缝隙、幕墙表面缝隙周围有水、有使水通过缝隙进入幕墙内部的作用力。这三个因素如果缺少一个, 渗漏就不会发生。
1.2玻璃幕墙渗水的形成过程
当风压和雨水同时作用在幕墙表面时, 雨水通过幕墙上的空隙直接溅向室内或顺着幕墙下淌, 待到具备一定的条件, 即幕墙表面有缝隙的情况下, 通过重力、表面张力或毛细现象等作用力渗入室内。
2 玻璃幕墙抗渗漏的原理和方法
在导致渗漏的三个条件中, 水是无法排除和避免的, 因为雨水是自然界中存在的;而缝隙则是幕墙结构本身限定的, 幕墙不可能没有接缝和活动窗, 我们可以采取对缝隙进行封闭处理的办法加以解决;另外一个办法就是消除第三个因素--使水通过缝隙进入幕墙内部的作用力, 从而达到幕墙防雨水渗漏的目的。能导致渗水的作用力有5种, 分别是重力、动能、表面张力、毛细作用、压力差。
分析以上五种作用力。对第一种情况, 在接缝的设计过程中, 控制重力的方法是很简单的, 由于重力的作用而产生的渗漏, 通常是因为不注意做成内斜坡, 只要改为外斜坡就能解决问题。
第二种作用力为动能, 雨点在风的作用下有较强冲击力, 因此可以通过较大的缝隙, 渗水量与雨量及缝宽直接相关, 但由于缝隙很小, 即便是大雨, 渗水量也很小, 而解决的办法也很简单, 只需在缝隙处加挡板或做成迷宫式就可以解决。
第三种作用力为表面张力, 这种张力是由于设计不合理造成的。雨水附着在墙体上, 由于表面张力的作用, 使水沿缝隙上部的下沿流过缝隙, 防止这种作用的方法是在墙体的外缘设置挑檐或滴水线。
第四种作用力为毛细作用, 通常发生在宽度足够小的两个潮湿表面之间。控制毛细作用的方法是在缝隙中设置间隔或大的空气间隙;该缝隙宽度要大于毛细缝。
第五种作用力为压力差, 是由风引起的, 也是最难控制的力。由于风压的作用, 幕墙外侧压力较高, 内侧压力较低, 存在压力差, 如果接缝有缝隙, 压力会寻找平衡, 雨水就会在压力的作用下, 沿通路 (即通过缝隙) 进入内侧。解决的办法是消除缝隙两侧的压力差, 将密封的外侧部分地或全部地开口, 但如果在外层的后面产生并保持压力, 就必须设一个内层挡气板并严格密封, 使得开口内外两侧的压力相等, 因此户外和建筑物内侧虽然存在压力差, 但不会作用在外层表面, 而是在内层挡气板上, 实现有水处没有压差, 有压差处没有水, 从而达到防渗漏目的。
3 玻璃幕墙施工准备阶段应注意的问题
3.1 设计要求
为防止因幕墙变形渗漏, 在设计时一定要考虑结构及用料合理, 按合理的操作工艺施工, 在施工时幕墙框架必须牢固可靠, 特别是每个节点构造、竖框支点之间的变形等, 应严格检查, 实测数据必须满足设计要求和验评标准的有关规定。
3.2 正确选材
严格设计并根据经验参照国家标准推荐的范围进行选择幕墙用材, 特别要保证封缝硅酮胶的质量可靠, 接缝密封胶是保证幕墙具有防水性能、气密性能和抗震性能的关键。其材料必须有很好的防渗透、抗老化、抗腐蚀性能, 并具有能适应结构变形和温度胀缩的弹性, 因此应有出厂证明和防水试验记录。必须经事先检验符合要求后才可使用。
3.3 材料运输
在装运过程中对成型的铝框应采取措施减少震动, 防止固定螺丝的松动, 为消除接缝漏水的隐患, 在安装前要把螺丝拧紧一次。
4 玻璃幕墙施工阶段应注意的问题
4.1 掌握密封胶的正确施工方法
防止幕墙渗漏的最主要措施在于预留伸缩缝的正确施工方法, 严格按操作工艺施工, 施工嵌缝密封胶时应注意:充分清洗粘结面, 加以干燥, 可采用甲苯或甲基二酮作清洗剂;为调整缝的宽度, 避免三边粘胶, 缝内应充填聚氯乙烯发泡材料;嵌缝胶的深度 (厚度) 应小于缝的宽度, 因为当板材发生相对位移被拉伸, 胶缝越厚边缘拉伸变形越大, 越易开裂。
较深的密封槽口底部, 可用聚乙烯或聚氯乙烯发泡材料堵塞以保证密封胶的设计施工位置;四是雨天空气湿度太大, 气温过低时不易进行该工序施工。
密封胶的施工厚度要控制在3.5mm~4.5mm之间, 如果胶层太薄对保证密封质量和防止雨水渗漏不利, 同时对铝合金热胀冷缩生产的拉应力也不利, 当胶受拉力时容易被拉断破坏, 其施工宽度不应小于厚度的两倍或根据实际接缝宽度决定。嵌缝密封胶在接缝内要形成两面粘结, 不要三面粘结, 这样在受拉时容易被撕裂, 将失去密封和防渗作用, 为防止三面粘结, 密封胶施工前, 用无粘结胶带施于缝隙的底部, 将缝底与胶分开。
中空玻璃施工密封胶时要保证密封胶宽度, 单道密封胶宽度应计算确定, 其最小宽度为10 2 mm;双道密封胶宽度应计算确定, 最小宽度5~7mm, 密封胶施工结束后进行检查, 密封胶胶缝是否平直、顺滑;是否漏胶;胶与玻璃及其它连接面连接的牢固度。
4.2 节点处理
接缝处理:整个幕墙是一个封闭的墙体 (设备层除外) , 在幕墙玻璃与龙骨之间, 镀锌衬板与龙骨相交处, 均用通长橡胶条或橡胶带密封;所有的接缝部位均要加压打入密封胶, 密封胶要饱满、干滑, 橡胶带不能绷紧要呈S形。
幕墙与搂层挑檐间:在幕墙墙体与搂层挑檐之间有5mm左右的空隙, 空隙间用转角90°的镀锌连接件连接在承重搂层 (安装抗风铁件的楼层) 连接板与幕墙保温层的镀锌衬板的连接处, 连接点是可以滑动的, 目的是在幕墙墙体发生了弹性伸缩时, 不至于将连接处破坏, 影响封闭。
封顶处节点处理:在横龙骨上安装支撑件, 在支撑件上打密封胶, 安装第一层顶盖板, 把第二层顶盖板用自攻钉紧固在第一层顶盖板的连接条上, 在第二层顶盖板上打密封胶, 将顶密封板用自攻螺丝紧固其上, 将内密封板上部紧固在第一层顶盖板下, 下边镶通长密封条用卡条卡固在横龙骨上, 将所有接缝及螺丝帽用密封胶密封。
封边处的节点处理:将立边框端头锯成45°角与底边框镶接, 把立边框卡入竖龙骨工字型槽内, 用自攻螺丝固定, 边框接头留出5mm的缝隙, 缝隙处加内衬套, 内衬套粘结在立边框的上端, 下端不粘, 以便立边框能够伸缩, 用螺栓将挡风板固定在结构混凝土楼板上, 挡风板上的挡风胶条一定要靠近边框在竖龙骨与挡风板之间粘结通长密封带, 用压条压住, 所有的接缝均用密封胶密封。
开启窗部位的节点处理:在安装开启窗框时应注意窗框与幕墙立柱横梁密封, 窗框上的螺帽及孔洞均应采用密胶密封, 橡胶条应有耐老化阻燃性能试验出厂证明, 尺寸符合设计要求, 无断裂现象, 橡胶条在窗角处接头部位应用胶粘结牢固;窗扇安装时应注意与窗框配合平整, 橡胶密封条松紧适宜。
5 结束语
幕墙工程实例中出现雨水渗漏, 有时是设计原因, 对渗漏原因了解不足, 选型不当, 细节考虑不够等。而由于施工问题产生的渗漏通常是没有按规范、设计要求做, 采用不合格密封材料, 操作不认真如清洁不净、遗漏等。因此要解决渗漏的问题要同时从设计和施工两个方面着手, 在防渗构造设计上优先采用等压法, 抓住要点, 规范施工, 对重点部位重点防范。
摘要：渗漏问题是一种玻璃幕墙常见通病, 本人的根据幕墙多年施工实际经验首先分析了幕墙产生雨水渗漏的原因以及抗渗漏的原理和方法, 阐述了玻璃幕墙施工准备阶段、施工阶段应注意的问题, 通过采取以上措施的, 能有效的防治玻璃幕墙渗漏现象的发生。
关键词：玻璃幕墙,渗漏,防治措施
参考文献
[1]GB/T21086-2007, 建筑幕墙[S].
[2]JGJ102-2003, 玻璃幕墙工程技术规范[S].
[3]张智宇.等压原理在幕墙防水设计中的运用[J].中国建筑金属结构, 2002, (10) .
[4]邹明健.玻璃幕墙渗水原因分析及防治措施[J].广东建材, 2005, (11) .
玻璃幕墙渗漏与预防 篇10
1 玻璃幕墙产生雨水渗漏的原因
1.1 玻璃幕墙渗水的三个因素
玻璃幕墙渗水三个因素:幕墙表面有缝隙、幕墙表面缝隙周围有水、有使水通过缝隙进入幕墙内部的作用力。这三个因素如果缺少一个, 渗漏就不会发生。
1.2 玻璃幕墙渗水的形成过程
当风压和雨水同时作用在幕墙表面时, 雨水通过幕墙上的空隙直接溅向室内或顺着幕墙下淌, 待到具备一定的条件, 即幕墙表面有缝隙的情况下, 通过重力、表面张力或毛细现象等作用力渗入室内。
2 玻璃幕墙抗渗漏的原理和方法
在导致渗漏的三个条件中, 水是无法排除和避免的, 因为雨水是自然界中存在的;而缝隙则是幕墙结构本身限定的, 幕墙不可能没有接缝和活动窗, 我们可以采取对缝隙进行封闭处理的办法加以解决;另外一个办法就是消除第三个因素一使水通过隙进入幕墙内部的作用力, 从而达到幕墙防雨水渗漏的目的能导致渗水的作用力有5种, 分别是重力、动能、表面张力、作用、压力差。
分以上五种作用力。对第一种情况, 在接缝的设计过程中, 控制重力的方法是很简单的, 由于重力的作用而产生的渗漏, 通常是因为不注意做成内斜坡, 只要改为外斜坡就能解决问题。
第二种作用力为动能, 雨点在风的作用下有较强冲击力, 因此可以通过较大的缝隙, 渗水量与雨量及缝宽直接相关, 但由于缝隙很小, 即便是大雨, 渗水量也很小, 而解决的办法也很简单, 只需在缝隙处加挡板或做成迷宫式就可以解决。
第三种作用力为表面张力, 这种张力是由于设计不合理造成的。雨水附着在墙体上, 由于表面张力的作用, 使水沿缝隙上部的下沿流过缝隙, 防止这种作用的方法是在墙体的外缘设置挑檐或滴水线。
第四种作用力为毛细作用, 通常发生在宽度足够小的两个潮湿表面之间。控制毛细作用的方法是在缝隙中设置间隔或大的空气间隙;该缝隙宽度要大于毛细缝。
第五种作用力为压力差, 是由风引起的, 也是最难控制的力。由于风压的作用, 幕墙外侧压力较高, 内侧压力较低, 存在压力差, 如果接缝有缝隙, 压力会寻找平衡, 雨水就会在压力的作用下, 沿通路 (即通过缝隙) 进入内侧。解决的办法是消除缝隙两侧的压力差, 将密封的外侧部分地或全部地开口, 但如果在外层的后面产生保持压力, 就必须设一个内层挡气板并严格密封, 使得开口内外两侧的压力相等, 因此户外和建筑物内侧虽然存在压力差, 但不会作用在外层表面, 而是在内层挡气板上, 实现有水处没有压差, 有压差处没有水, 从而达到防渗漏目的。
3 玻璃幕墙施工准备阶段应注意的问题
3.1 设计要求
为防止因幕墙变形渗漏, 在设计时一定要考虑结构及用料合理, 按合理的操作工艺施工, 在施工时幕墙框架必牢固可靠, 特别是每个节点构造、竖框支点之间的变形等, 应严格检查, 实测数据必须满足设计要求和验评标准的有关规定。
3.2 正确选材
严格设计并根据经验参照国家标准推荐的范围进行选择幕墙用材, 特别要保证封缝硅酮胶的质量可靠, 接缝密封胶是保证幕墙具有防水性能、气密性能和抗震性能的关键。其材料必须有很好的防渗透、抗老化、抗腐蚀性能, 并具有能适应结构变形和温度胀缩的弹性, 因此应有出厂证明和防水试验记录。必须经事先检验符合要求后才可使用。
3.3 材料运输
在装运过程中对成型的铝框应采取措施减少震动, 防止固定螺丝的松动, 为消除接缝漏水的隐患, 在安装前要把螺丝拧紧一次。
4 玻璃幕墙施工阶段应注意的问题
4.1 掌握密封胶的正确施工方法
防止幕墙渗漏的最主要措施在于预留伸缩缝的正确施工方法, 严格按操作工艺施工, 施工嵌缝密封胶时应注意:充分清洗粘结面, 加以干燥, 可采用甲苯或甲基二酮作清洗剂;为调整缝的宽度, 避免三边粘胶, 缝内应充填聚氯乙烯发泡材料;嵌缝胶的深度 (厚度) 应小于缝的宽度, 因为当板材发生相对位移被拉伸, 胶缝越厚边缘拉伸变形越大, 越易开裂。
较深的密封槽口底部, 可用聚乙烯或聚氯乙烯发泡材料堵塞以保证密封胶的设计施工位置;四是雨天空气湿度太大, 气温过低时不易进行该工序施工。
密封胶的施工厚度要控制在3.5mm-4.5mm之间, 如果胶层太薄对保证密封质量和防止雨水济渗漏不利, 同时对铝合金热胀冷缩生产的拉应力也不利, 当胶受拉力时容易被拉断破坏, 其施工宽度不应小于厚度的两倍或根据实际接缝宽度决定。嵌缝密封胶在接缝内要形成两面粘结, 不要三面粘结, 这样在受拉时容易被撕裂, 将失去密封和防渗作用, 为防三面粘结密封胶施工前, 用无粘结胶带施于缝隙的底部, 将缝底与胶分开。
中空玻璃施工密封胶时要保证密封胶宽度, 单道密封胶宽度应计算确定, 其最小宽度为102mm;双道密封胶宽度应计算确定, 最小宽度5-7mm, 密封胶施工结束后进行检查, 密卦封胶胶缝是否平直、顺滑;胶与玻璃及其它连接面连接的牢固度。
4.2 节点处理
接缝处理:整个幕墙是一个封闭的墙体 (设备层除外) , 在幕墙玻璃与龙骨之间, 镀锌衬板与龙骨相交处, 均用通长橡胶条或橡胶密卦;所有的接缝部位均要加压打入密封胶, 密封胶要饱满、干滑, 橡胶带不能绷紧要呈S形。
幕墙与楼层挑檐同:在幕墙墙体与楼层挑檐之间有5mm左右的空隙, 空隙间用转角90度的镀锌迕连接件连接在承重楼层 (安装抗风铁件的楼层) 连接板与幕墙保温层的镀锌衬板的连接处, 连接点是可以滑动的, 目的是在幕墙墙体发生了弹性伸缩时, 不至于将迈连接处破坏, 影响封闭。
封顶处节点处理:在横龙骨上安装支撑件, 在支撑件上打密封胶, 安装竿第一层顶盖板, 把第二层顶盖板用自攻钉紧固在第一层顶盖板的迈连接条上, 在第二层顶盖板上打密封胶, 将顶密封板用自攻螺丝紧固其上, 将内密封板上部紧固在第一层顶盖板下, 下边镶通长密封条用卡条卡固在横龙骨上, 将所有接缝及螺丝帽田用密封胶密封。
封边处的节点处理:将立边框端头锯成45度角与底边框镶接, 把立边框卡入竖龙骨工字型槽内, 用自攻螺丝固定, 边框接头留出5mm的缝隙, 缝隙处加内衬套, 内衬套粘结在立边框的上端, 下端不粘, 以便立边框能够伸缩, 用螺栓将挡风板固定在结构混凝土楼板上, 挡风板上的挡风胶条一定要靠近边框在竖龙骨与挡风板之间粘结通长密封带, 用压条压住, 所有的接缝均用密封胶密封。
开启窗部位的节点处理:在安装开启窗框时应注意窗框与幕墙立柱横梁密封, 窗框上的螺惕帽及孔洞均应采用密胶密封, 橡胶条应有耐老化阻性能试验出厂证明, 尺寸符合设计要求, 无断裂现象, 橡胶条在窗角处接头部位应用胶粘结牢固;窗扇安装时应注意与窗框配合平整, 橡胶密封条松紧适宜。
5 结束语
幕墙工程实例中出现雨水渗漏, 有时是设计原因, 对渗漏原因了解不足, 选型不当, 细节考虑不够等。而由于施工问题产生的渗漏通常是没有按规范、设计要求做, 采用不合格密封材料, 操作不认真如清洁不净、遗漏等。因此要解决渗漏的问题要同时从设计和施工两个方面着手, 在防渗构造设计上优先采用等压法, 抓住要点, 规范施工, 对重点部位重点防范。
参考文献
[1]GB/T21086-2007, 建筑幕墙 (S) .
双层玻璃幕墙节能研究综述及探讨 篇11
【关键词】玻璃幕墙；双层玻璃幕墙；节能；建筑能耗；节能设计；探讨
自绿色经济和绿色建筑被提出以来，节能减排问题在建筑行业所受到的重视便更甚。从建筑设计到建筑施工，直至使用，无一不在提倡节能。当前，在我国各大城市的高级商业建筑中，玻璃幕墙几乎已成为其建筑立面设计的统一选择。然而传统的玻璃幕墙在实际使用时，其保温隔热性能并不能达到预期效果，甚至还在一定程度上增加了建筑的供热和降温能耗，与目前所提倡的建筑节能理念不符。为了改善这一状况，本文在原玻璃幕墙的设计基础上提出了一种新型的玻璃幕墙技术，即双层玻璃幕墙技术。
下面对该玻璃幕墙的设计、设计特点以及热工性能等相关内容作主要探讨。
1.双层玻璃幕墙设计
双层玻璃幕墙，英文简称DSF，该设计理念和构造形式的最早出现时间是上世纪70年代，地点是欧洲。作为一种较为新型的玻璃幕墙形式，其设计的主要目的是为了解决建筑物使用了传统的大面积玻璃幕墙后，所出现的夏季过热、冬季过冷、建筑高层通风不良以及难以清洗等多种问题。简单来说，双层玻璃幕墙是在传统的大面积玻璃幕墙的基础之上发展起来的，同时也是解决大面积玻璃幕墙实用问题的一种解救方法。
其解决问题的主要方法是：在建筑物原有的玻璃幕墙外面再次增设一层玻璃幕墙，但两层玻璃幕墙之间要注意预留百叶夹层，通过百叶夹层来实现夏季隔热、冬季保温。夏季，关闭百叶，利用百叶的遮挡来隔绝热量，而夹层所具有的通风功能会将幕墙内过多的热辐射排走，起到隔热防辐效果；而冬季，打开百叶的同时关闭夹层通风，一来可接受和吸收外界热量，二来可保证室内热量不向外流失，形成温室效应，并达到冬季保温的目的。这样一来，建筑的室内温度将由双层玻璃幕墙来作合理、适当的调节，不需要再在室内安装空调，从而达到了减少建筑空调能耗的目的，实现了建筑节能。
2.双层玻璃幕墙的热工性能研究
目前关于DSF热工性能的研究主要见诸国外文献中，归纳起来主要有三个方面：基本传热研究、与建筑运行模式结合的研究以及全寿命周期分析。
2.1基本传热过程分析
研究表明，DSF的传热过程非常复杂，包括长短波辐射、对流以及导热等，同时受幕墙结构、室外气候条件和室内环境控制的影响。目前有很多数值方法和实验方法用于对DSF中的流动和传热过程的研究，比如：国外某研究人员用代数方程计算分析了DSF内温度场和速度场特点，指出自然对流计算中采用湍流流态下得到的阻力系数可能会产生错误，为设计人员提供了一种简易快捷的分析工具等等。
2.2与建筑运行模式结合的研究
2.2.1自然通风模式
除了良好的隔声效果外，DSF系统最大的优势就是具有自然通风能力。出于隔声、防盗、防风和防雨考虑，普通幕墙建筑不得不常年关闭窗户，不仅增加了建筑能耗，而且使室内空气质量恶化，危害室内人员的身心健康。在1990年以后，全球变暖的现实使得自然通风更加受到重视，有研究表明，如果能采用自然通风，室内舒适温度可以明显提高。因此详细研究DSF的通风问题有实际意义。
目前DSF通风研究主要基于两种方法，一种是对已经建成的建筑进行常年监测，分析其自然通风特点，积累设计和运行经验。这些结果不仅有利于指导建立数学模型，而且可以指导工程设计。另一种方法是建立理想建筑模型，采用软件模拟在不同室外气候条件和幕墙结构下的通风特点，据此制定通风策略。荷兰学者的研究结果表明，简单的夜间机械通风能降低40%的装机容量和能耗，如果考虑采用可控窗户以及天气预测系统，节能潜力将达到70%。自然通风是DSF节能潜力的关键，但是考虑室外气候变化的复杂性，DSF的自然通风性能仍然是今后研究的重点和难点。
2.2.2空调模式
对于大部分的建筑，需要结合幕墙、HVAC和控制三方面综合分析，利用商业能耗模拟软件和根据网络法原理编程计算。相关研究人员对这三个方面在不同组合情况下的综合性能进行了析，对于窗户、阀门和百叶制定不同的控制原则和优先等级，对于各种组合均从空调系统能耗和装机容量两个方面进行分析。模拟表明，虽然DSF初投资高，但是由此带来的低HVAC装机成本以及运行成本可以弥补DSF的高投资。某一研究人员对中国夏热冬冷气候条件下DSF的热工性能作了大量实验研究，提出外循环式更适宜这种气候，而夹层宽度以400 mm为宜，夏季通风应以风压为主而不是热压，遮阳百叶以及内外幕墙比较理想的材料分别是穿孔的铝合金和高透玻璃。
2.3全寿命周期分析研究
尽管DSF系统初投资比普通幕墙高很多，但是带来的制冷机装机容量减少以及可能的能耗降低却非常显著，同时由此可能带来整体排放量的降低，因此从全寿命周期的角度进行分析是非常必要的。
目前从全寿命周期分析（特别是全年建筑能耗分析）角度研究DSF的还很少，主要研究指标包括全寿命经济分析和全寿命温室气体排放量。在双层幕墙系统中，最节能方案比最费能方案节能33.9%；投资最高方案比投资最低方案在全寿命周期内节省费用7.7%。采用遮阳技术有利于减少建筑能耗和投资。从综合经济性和环境影响两方面来看，虽然高性能窗在全寿命周期中给环境造成的影响稍大，但是和它带来的节能效果相比微不足道。
现阶段，世界各国还尚未研究出一种实际、可行的，且可以将DSF建筑在一年内所消耗的所有能源作准确、全面计算的计算方法，本文认为，其计算方法无法被研究出来的主要原因如下：
（1）在双层玻璃幕墙建筑的使用中，热量的传递方式极为复杂，传导、对流和辐射三种传热方式相互交叉、重叠，甚至耦合，这使得热量的计算工作无法进行。
（2）建筑能耗所受到的影响因素比较多，且各种因素间的关联性比较强，比如：设置于双层玻璃幕墙中的遮阳百叶，其角度改变之后，建筑室内的热辐射、双层玻璃幕墙中的对流转换热量等都可能随之作出相应的改变，进而引起一系列连锁反应，导致建筑室内的供热或制冷需求也随之发生改变，影响建筑能耗。
（3）如果要对DSF建筑的全年能耗作全面、准确的计算，往往需要借助一些先进的动态能耗虚拟软件。但是在使用动态虚拟软件进行计算时，软件工作中所需要设置的相关参数并不是根据经验便可进行准确设置的，还要借助其他的辅助手法，比如CFD模拟、风洞试验等。而鉴于这一类辅助手法的实际执行难度较大，所以往往不予采取。
3.结束语
综上所述，双层玻璃幕墙作为一种新兴的幕墙形式，相比于传统的玻璃幕墙，其在减少建筑能耗、提高热工性能等方面的潜力是相对较大的。通过本文所作论述，可以认为：双层玻璃幕墙可在建筑立面设计中得到广泛的应用和推广，其所具有的保温、隔热、通风、隔声、防辐射、防眩光等多种功能均与建筑行业所提倡的节能减排理念相符合。因此在建筑节能设计中，可以适当引进双层玻璃幕墙设计理念，并针对建筑类型的不同，慎重选择双层玻璃幕墙形式，以便其热工性能得到最大限度的发挥，从真正意义上实现建筑节能。
【参考文献】
[1]王强，黄义龙，曹芹.夏热冬冷地区“双层皮”玻璃幕墙节能技术研究[J].节能技术，2006（01）.
玻璃幕墙行业未来发展看好 篇12
玻璃幕墙主要用于高层玻璃、大跨度公共玻璃、玻璃物采光顶、异型玻璃等玻璃物, 具有外围护和装饰功能。相比砖墙, 幕墙质轻, 大大减轻楼宇重量。《高层玻璃混凝土结构技术规范》明确指出150m以上的高层玻璃外墙宜采用各类玻璃幕墙, 隔音、隔热、环保效果好。
国内幕墙行业发展迅速。无湿作业, 便于施工。可工厂化制造, 缩短工期, 节约成本。从2001年到2010年年复合增长率20.07%。