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鋼框架玻璃幕墻，讓建筑更節能

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2011-05-18 15:09:03 [收藏]
    建筑節能作為一個(gè)綜合性很強的系統工程，它涉及到法規的實(shí)施、建筑的設計、材料的選用、節點(diǎn)的構造、加工與安裝甚至用戶(hù)的行為習慣。只有在每一個(gè)環(huán)節都保證了正確...
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        建筑節能作為一個(gè)綜合性很強的系統工程，它涉及到法規的實(shí)施、建筑的設計、材料的選用、節點(diǎn)的構造、加工與安裝甚至用戶(hù)的行為習慣。只有在每一個(gè)環(huán)節都保證了正確的方案和嚴格的實(shí)施，建筑節能才不僅僅是一些亮麗的概念和賣(mài)點(diǎn)，而是經(jīng)得住實(shí)踐考驗的真正的節能建筑。

        鋼框架玻璃幕墻作為玻璃幕墻系統里的一個(gè)特別領(lǐng)域，它適用于大跨度、大空間的建筑立面及采光頂。由于鋼材有比鋁合金更低的導熱性能，可以通過(guò)型材的選用和節點(diǎn)的構造實(shí)現通透美觀(guān)又節能環(huán)保的建筑外立面。此外，鋼框架優(yōu)良的耐火性能使節能的幕墻同時(shí)能安全防火，從而達到了功能與形式完美的統一。

        近年來(lái)，玻璃幕墻在建筑上的應用越來(lái)越廣泛。作為在承擔建筑外圍護結構的同時(shí)又展示建筑形象的構件，玻璃幕墻如何節能常常成為關(guān)注的焦點(diǎn)。從技術(shù)上講，玻璃幕墻的節能也是一個(gè)系統工程。除了正確選用在幕墻中所占面積最大的玻璃外，還需要有合適的支撐框架系統、緊固件、密封條、黏結劑及預埋件等，這些彼此相關(guān)的構件組成一個(gè)完整的系統。

        目前，中國幕墻的生產(chǎn)和應用已走在了世界的前列。而在實(shí)際工程當中，盡管也出現了不少優(yōu)秀的作品，但迄今為止卻還沒(méi)有誕生出可以在國內或國際上可以普遍采用的幕墻系統。國內的常見(jiàn)做法是，針對具體項目，設計師和幕墻公司以"量身定作"的方式創(chuàng )造出一些幕墻節點(diǎn)，它們可能會(huì )很有特色，但由于工期、造價(jià)等多方面原因，這些節點(diǎn)難以與經(jīng)過(guò)長(cháng)期研發(fā)和試驗出來(lái)的系統產(chǎn)品在性能上、綜合指標上相比。它們要不被人簡(jiǎn)單復制，要不難以普及推廣，這就成為了幕墻節能發(fā)展道路上的一道瓶頸。

        通常，一個(gè)能被稱(chēng)之為節能或低碳的建筑需要具備以下特征：在設計、生產(chǎn)和制作過(guò)程中消耗較少的資源；具有良好的性能，如強度、保溫、防水和密封性；對環(huán)境沒(méi)有污染和損害；使用的壽命長(cháng)；可以回收并循環(huán)利用。

        我們所見(jiàn)到的玻璃幕墻大部分是鋁合金為支撐構件的幕墻，鋼框架的使用似乎并不多見(jiàn)。其實(shí)，在幕墻項目里，鋼框架的使用在國際上由來(lái)已久，在國內也是一樣，比如應用在大型的展會(huì )、車(chē)站、機場(chǎng)等公共建筑中。但這類(lèi)建筑中多半采用工字鋼、T型鋼或U型鋼，它們與鋼結構一起形成一個(gè)力學(xué)支撐體系。這類(lèi)鋼基本上是熱成型鋼，或者稱(chēng)之為"粗鋼"，它的成型機制決定了其外觀(guān)造型粗獷有余而精細不夠，與常見(jiàn)的鋁合金型材相比精細度上相差甚遠。

        而今，在歐洲所普遍采用的鋼型材是由薄壁型鋼卷材，經(jīng)過(guò)冷彎和冷拔成型，并通過(guò)高頻對焊而形成強度和精度都極高的無(wú)縫鋼管，其外形多種多樣，和鋁合金型材一樣精致美觀(guān)。它的型材結構可采用焊接方式(這與國內常見(jiàn)的彩板開(kāi)口型材或折彎鋼板完全不一樣)，并有與之配套的一系列五金及密封配件，包括玻璃壓板和裝飾蓋板等，這樣構成一套完整的幕墻系統。它們經(jīng)過(guò)了歐洲最為嚴格的測試，保溫節能性能達到了很高的水平。鋼型材通透美觀(guān)、性能優(yōu)異，不光保溫節能，還有很高的安全性能，經(jīng)常應用在大樓的裙樓外幕墻、門(mén)廳入口或是跨樓層的中庭空間等醒目部位。

        作為玻璃幕墻的一個(gè)特殊類(lèi)別，鋼框架與我們常見(jiàn)的鋁合金比較，具有如下優(yōu)勢：

        一是鋼材的強度(即彈性模量)是鋁合金的3倍，可以用更細的型材承受更大的玻璃重量，玻璃尺度更大氣，建筑立面更通透，尤其是在玻璃橫向尺度大的時(shí)候，橫梁尺寸更小。在一定空間跨度內，還可省掉一些幕墻的結構件。二是鋼材的熱膨脹系數僅為鋁合金的58%，在鋼型材與墻體的連結部位對變形要求更低，密封性能更容易保證。三是鋼的熱傳導率僅為鋁的32%，從材料本身來(lái)講，鋼框具有更低的U值(即Kjff)，亦即更好的保溫性能。

        幕墻如何節能，影響因素很多，除了正確選用好的中空玻璃，譬如采用lowE中空玻璃、加惰性氣體、選用暖邊間隔條等以外，支撐玻璃和整個(gè)幕墻的框架系統往往是難度最大、構造最復雜，造型也是最豐富的一個(gè)構件。

        建筑的節能和建筑的安全往往是同時(shí)需要的，尤其是在公共建筑當中。譬如在有防火的地方，就需要設防火幕墻或門(mén)窗，并按消防的要求，提出相應等級的防火檢測報告和產(chǎn)品。通常，保溫節能幕墻難以同時(shí)達到防火要求(以鋁合金為框架的幕墻，不具備防火功能)，而一般的防火幕墻又難以同時(shí)滿(mǎn)足節能的構造要求。

        鋼框架幕墻系統在保持其基本構造即保溫性能不受改變的情況下，巧妙地將其中的普通五金配件如密封膠條、絕緣釘、玻璃壓板及支撐塊等用耐火的構件制成，再配以中空防火玻璃，在不改變幕墻任何外觀(guān)的情況下，實(shí)現了節能與防火的完美統一。

        同樣的道理，僅對五金配件進(jìn)行局部的調整，配以相應的玻璃，就能讓幕墻有防盜和防彈的功能，并保持外立面的通透和美觀(guān)。在建筑立面當中，往往不同的位置有不同的功能，采用鋼框架幕墻可以將不同功能的材料組合在一起，并保持統一的外觀(guān)和完整的性能，這樣就能使節能的幕墻也能滿(mǎn)足多功能的使用要求。

        建筑業(yè)發(fā)展到今天，不光需要滿(mǎn)足最基本的數量要求，還要滿(mǎn)足高性能和高質(zhì)量的要求。采用系統解決方案是幕墻門(mén)窗保溫節能及可持續發(fā)展的一條有效途徑。鋁合金和鋼框架兩種框架系統在幕墻領(lǐng)域承擔著(zhù)不同職能和分工，相互補充、相互依賴(lài)。合理地選擇材料，可以達到資源的節約和優(yōu)化，從而為實(shí)現低碳社會(huì )盡到一份責任。
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