建筑幕墙的发展过程及趋势 一、至今为止的第一代至第三代幕墙 1850~1950年的第一代“准幕墙”具有现代幕墙的雏形,它往往将幕墙板材直接固定在竖框(立柱)上而无横梁过渡。由于材料和工艺的原因,渗水问题未很好解决,噪声和保温问题也较多。 1950~1980年的第二代幕墙已经采用压力平衡手段来解决明框幕墙的渗水问题,并设立了内排水系统和渗水排出孔道。开始大量应用反射玻璃和低辐射(LE)玻璃,提高了其保温性能。单元式幕墙的开始应用,提高了工厂化程度,减少了现场作业量。 压力平衡系统是基于一个简单的物理原理,即在压力平衡的条件下,因水比空气重而下落。水渗入建筑物必须有三个条件:有水,有孔和有压差。只要消除其中一个条件,渗漏就不会发生。消除第一个条件是不可能的;消除第二个条件,因受密封材料的寿命与性能的影响,这也是困难的;只有消除第三个条件。压力平衡原理通常被称作“雨幕”(Rain Screen)或开放节点(Open Joint)。“压力平衡”的原理可用于所有预制节点,节点可以是金属、水泥、石材。 该原理是简单有效的:可消除外节点周围的压差,内节点就不会接触到水,这样,即使密封处有小缝也不会进水,只有在风天时会少量漏风。采用压力平衡原理(雨幕)使幕墙结构跨入了一个新时代。采用这一概念进行设计,要求相当精确,并要求在使用前在实验室进行模拟试验。 第三代幕墙(成熟的一代)大约开始于1985年,直至今天。其特点为技术的改进和应用的多样化。第三代幕墙的创新主要表现在: ―――结构密封材料的应用更为广泛。趋势是向结构幕墙发展,即通过特殊的硅酮胶将玻璃板与框架粘结在一起。正在开发中的新技术用硅酮胶粘结玻璃板或避光板,并具有高气密性与水密性以及最好的保温、隔噪声和结构性能。 ―――轻质组合板的施工使用结构胶,提高了板的平整度和保温性能,使其优于传统的夹心板。 ―――发明工厂预制板式拼装体系,并使用压力平衡系统,确保了水密性,而且不再单纯依赖于密封材料。 ―――不透光但能换气的窗间墙板在冬天具有较高的保温系数;在夏天,由于墙的外侧中间有自然风(换气的立面墙 ventilated façade)并改善了夏天的使用性能。 ―――可视的外表面。 为提高保温、隔声、防太阳辐射能、调节光的传播、改善色度与美学特性以及遮阳等性能,在玻璃预制方面有许多技术发明。与此同时,根据建筑师的要求,幕墙的制造商开发了几种固定的或可活动的遮阳方案,因其为外露式,维修和保洁费用将是昂贵的。 为改善幕墙的隔热性能并减少冷桥的影响采用了几种方法: ―――用密封衬垫或塑料等材料遮挡尖角等部位(这是第一步): ―――从内部遮挡尖角部位(支撑结构在外侧); ―――从外部遮挡尖角部位(支撑结构在内侧); ―――采用绝热铝型材; ―――避免金属结构露明或伸出,从而避免锈蚀。 这最后一项技术改善了隔声效果并将腐蚀减少到零,因为承重结构都在内部。 总之,我们所处的第三代幕墙时期的特点是,完全由工厂制作完成幕墙板,经检验后作为成品运至现场。在这一时期,我们看到了越来越多的工程采用花岗石、多孔陶质玻璃组合板等新材料,以及采用一些新方法,如采用钢索桁架支承玻璃立面结构或玻璃竖框结构等。这种方法允许建筑物的内外完全透明。 |