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1、寒地公共环境与建筑设计研究课程作业玻璃幕墙的材料、节能方法与构造措施,周洪涛 楚方君,一、玻璃幕墙的材料,玻璃幕墙是由金属骨架与幕墙玻璃组成的不承重的建筑外维护结构玻璃幕墙的材料包括：幕墙玻璃密封材料粘结材料金属框架材料（点支式幕墙的支撑结构材料）点支式幕墙的支撑装置,玻璃幕墙的材料,（一）、幕墙玻璃、平板玻璃厚度均匀、平整度好、透光率平均为，反射率约为，紫外线通过率为。、钢化玻璃 钢化玻璃又分为全钢化和半钢化两种。强度分别为普通玻璃的倍和倍，全钢化玻璃破裂成蜂窝状小颗粒，对人体伤害性较小，半钢化玻璃碎片较大。钢化玻璃存在着自爆现象，不能切割、磨削、钻孔等，因此，必须在进行钢化处理前确定其规格
2、尺寸，并完成机械加工。,玻璃幕墙的材料,、夹层玻璃夹层玻璃是由两片或多片玻璃用透明的聚乙烯醇缩丁醛胶片牢固粘结而成的玻璃。它是一种性能优良的安全玻璃，当受到外力冲击时，玻璃破裂所产生的碎片仍粘结在PVB胶片上，减少了人员受伤的危险。夹层玻璃具有透光、耐久、隔声、耐火、耐热、耐湿、耐寒等特点。缺点是重量较重、造价较高。、夹丝玻璃是一种将普通平板玻璃加热软化，再将预热处理的金属网嵌入其内层的玻璃。夹丝玻璃具有一定的抗穿透性能，并具有优良的防火性能，破碎时，玻璃碎片仍能附在金属网上。,玻璃幕墙的材料,、热反射镀膜玻璃热反射镀膜玻璃是在普通浮法玻璃的表面上覆盖一层具有反射热、光线性能的不锈钢、铬、钛等
3、金属膜的节能玻璃。镀膜玻璃透光率可任意调整，一般小于40%，反射率为6%-40%。具有很好的遮阳和防紫外线效果，因此隔热性能高。、低辐射镀膜玻璃低辐射镀膜玻璃又称“Low-E”玻璃。它具有高透射性和良好的绝热性能，能使太阳能及可见光透射进室内，又能把室内物体释放的的热能反射回去。因此由低辐射玻璃组成的夹层玻璃和中空玻璃不仅适用于冬季低温的高纬度地区，还能阻挡紫外线。,玻璃幕墙的材料,、中空玻璃中空玻璃是由两片或多片玻璃合成，其周边用空腹金属框形成隔层空间（标准空气层厚度为6-12），边框内加入干燥剂，四周边部密封，玻璃空腔内部充入干燥洁净空气或惰性气体而制成的中空玻璃制品。中空玻璃具有良好的保
4、温、隔热和隔声性能。真空玻璃是将两片平板玻璃四周密闭起来，将其间隙抽成真空并密封排气孔，两片玻璃间的间距为.mm,真空玻璃的两片玻璃至少有一片是低辐射镀膜玻璃,这样就将通过真空玻璃的传导、对流、辐射方式散失的热量降到最低。,玻璃幕墙的材料,、防火玻璃具有防火性能的玻璃有高强度单片铯钾防火玻璃和复合防火玻璃。高强度单片铯钾防火玻璃在1000火焰作用下能保持84-183分钟不炸裂，有较好的安全性。缺点是价格比较昂贵。、电致变色玻璃是由玻璃、电致变色介质、电解质及透明电极等组成，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的透光性，使室内的采光达到自由控制。,玻璃幕墙的
5、材料,（二）、幕墙密封材料1、橡胶密封条当前国内明框幕墙玻璃的密封，主要采用合成橡胶密封条，依靠胶条自身的弹性在槽内起密封作用。要求胶条具有耐紫外线、耐老化、而永久变形，耐污染等特征。2、硅酮耐候胶硅硐耐候胶，又称为硅酮耐候密封胶。主要用于各类幕墙表面的密封嵌缝。具有优良的耐水性和耐候性，耐紫外线照射，且在低温时弹性好，高温时不流淌，耐污染和低透气率特点。,玻璃幕墙的材料,（三）、幕墙结构粘接材料1、结构硅酮密封胶。结构硅酮密封胶将建筑幕墙板材粘结到支撑性的结构上。结构硅酮密封胶既起结构粘结作用，又起幕墙密封胶作用。因此在幕墙设计中如何选用合适的结构硅酮胶产品对确保幕墙的安全性和耐久性是至关重
6、要的。2、低发泡间隔双面胶带。低发泡间隔双面胶带的作用与结构硅酮胶相同。目前国内使用的双面胶带有聚胺基甲酸乙酯低发泡间隔双面胶带和聚乙烯低发泡间隔双面胶带两种产品。要根据幕墙承受的风荷载、高度和玻璃大小、重量，铝型材的重量以及注胶厚度来选用双面胶带。,玻璃幕墙的材料,（四）、金属框架材料（点支式支撑结构材料）1、铝合金型材铝合金(铝镁合金)具有良好的延伸性和适应性,并且有种种复杂断面。为防腐蚀,铝合金型材应作阳极氧化处理,使型材表面形成银白色的氧化膜,具有保护和装饰双重作用。而阳极氧化加电解着色或有机着色可提供不同的氧化膜颜色。表面保护层还可作化学磨光和喷砂处理，以呈现不同的表面肌理。为了减少
7、铝型材热传导，还有一种隔断热桥铝合金型材，采用强化聚酰胺尼龙作隔断，既保留铝合金型材强度高、重量轻、寿命长的优良特性，又使得铝材导热性能大幅度降低。一般用于对气候条件要求高的幕墙。,玻璃幕墙的材料,、钢和不锈钢材料1）、钢钢材的技术要求和性能要求应符合国家现行标准的规定。钢龙骨有足够的强度，但暴露在大气环境中易生锈，需在其表面进行热浸镀锌或涂刷防腐处理。2）、不锈钢幕墙骨架最好采用不锈钢，其屈服强度、抗拉强度、伸长率、硬度等物理性能都优于其他类型钢材。,玻璃幕墙的材料,点支式玻璃幕墙钢制支撑结构可分为杆件体系和索杆体系两种，主体钢筋混凝土结构也可以是支撑结构的一部分。杆件体系是由刚性构件组成的
8、结构体系。索杆体系是由拉索、拉杆和刚性构件等组成的预应力结构体系。杆件体系可分为单杆件、桁架、空腹桁架几种形式。单杆结构常用单根钢管（圆形或方形）或形钢制造，结构简单，常用于高度较小的点式玻璃幕墙。桁架通常用钢管相贯式焊接而成，当空间较大时，一般采用空腹桁架或鱼腹桁架支撑结构。索杆体系的受拉杆件采用高强度钢索或圆钢代替，结构上简单美观，在点式玻璃幕墙中有广泛的应用。,玻璃幕墙的材料,单杆体系（长春火车站北站房）,玻璃幕墙的材料,桁架体系,玻璃幕墙的材料,拉杆体系长春净月管委会综合楼,玻璃幕墙的材料,拉索体系广州新白云机场,玻璃幕墙的材料,柔索体系北京新保利大厦,玻璃幕墙的材料,世界最大单层双向
9、式柔索玻璃幕墙“新保利大厦”的正立面（东北面）采用的是约90米高、68米宽的单层双向柔索玻璃幕墙。这一设计是国内首次使用，其高度和面积均位列世界第一（目前最大的此种玻璃幕墙高约45米，位于德国慕尼黑的凯宾斯基机场饭店）。幕墙颠覆了贯常思维的钢框隔离技术，在无桁架的网索结构上，以柔韧的钢索巧妙穿梭于玻璃之间，采用预应力钢缆固定的方式，这一技术在民用建筑中还是首次采用，其强度之高也是国内建筑行业的首创。,玻璃幕墙的材料,（五）、点支式幕墙的支承装置支承装置包括螺栓和钢爪。玻璃板通过螺栓固定在钢爪上，钢爪与后面的支撑结构连接，使玻璃的受力通过螺栓、钢爪传递到支撑结构上。连接螺栓以不锈钢制造。按照构造
10、可分为活动式、固定式；按外形可分为沉头式和浮头式。球铰螺栓的球头上镶配有不锈钢和特殊铝合金材质的铰座和衬垫。钢爪用不锈钢制造或碳钢铸造，外表面喷氟碳涂两种材料。根据使用部位不同钢爪又分为单点、两点、三点、四点、多点爪等不同结构形状，在实际工程中还有一些异型爪件。,二、玻璃幕墙的节能方法与构造措施,1、传统玻璃幕墙的节能改善玻璃幕墙的保温隔热性能，减少开启扇。根据区域气候特点选择适当的幕墙玻璃，如热反射玻璃、低辐射镀膜玻璃，中空玻璃或多层中空玻璃、真空玻璃等。减少热桥，采用隔热断桥铝合金型材，降低结构传热系数对非采光部分采用隔热较好的材料作后衬墙，或进行保温处理。做好密闭处理，提高其密封性，降低
11、空气渗透热损失。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,、新型的节能幕墙）、热通道双层玻璃幕墙（也称为气循环幕墙、呼吸幕墙、生态幕墙、绿色幕墙、健康幕墙等），是指由一层外层玻璃幕墙和一层内层玻璃幕墙（或玻璃窗）组成的双层玻璃幕墙，两者之间留有一空腔（通道）热通道双层玻璃幕墙根据通道的宽度可分为窄通道双层玻璃幕墙和宽通道双层玻璃幕墙；根据构造形式上可分为封闭式通风双层玻璃幕墙、窗箱式双层玻璃幕墙、和外廊式双层玻璃幕墙；根据通道高度可分为单层通风双层玻璃幕墙和双层（多层）通风双层玻璃幕墙；根据通道循环方式可分为内循环双层玻璃幕墙和外循环双层玻璃幕墙。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,热通道双层玻璃幕墙主要特
12、征：保温隔热性能高，节能效果好；设置在夹层的电动百叶可以调节室内的自然采光效果，夏季可以起到遮阳作用，减少空调能耗；外循环热通道双层玻璃幕墙可以起到良好的通风换气效果。影响热通道双层玻璃幕墙系统效能的因素有：自然通风机械辅助通风的效率，玻璃种类及排列顺序，空气腔的尺寸和深度，遮阳装置的位置和面积等。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,）、光电幕墙是在玻璃中间复合光电池板块，然后在装配时将其连接在一起，从而形成一套发电系统，这套发电系统通过一定的储存设备和转换设备将电能转换为可直接利用的电源，供照明及辅助设施之用。双层玻璃幕墙在我国的很多项目上得到应用，光电幕墙没有大面积应用的实例。,玻璃幕墙的节能
13、方法与构造措施,、清华大学超低能耗示范楼上的玻璃幕墙介绍,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,）、窄通道式内循环双层玻璃幕墙由意大利帕玛斯迪利沙公司提供的。将保温性能较好的高性能中空玻璃放置在外层幕墙，而将单层玻璃放置在里层幕墙。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,特征：双层玻璃幕墙间距mm，外层幕墙玻璃组成mmlow-e12A 10mm透明钢化玻璃，内层幕墙玻璃为mm透明钢化玻璃，双层幕墙外设置有太阳辐射传感器，通过实际的测量数据来控制夹层百叶的升降和旋转角度,此外，夹层内还设置有温度传感器，将夹层空气与室内空气的温差作为夹层通风量的控制参数，将夹层的温度控制在一个合适的范围内。幕墙对外不设开口使其有
14、较好的隔声、保温性能；百叶能有效的控制室内自然采光效果，同时夏季起到遮阳作用，冬季能减少夜间散热，增强保温功能；窄通道的设置，减少了传统双层幕墙的占地面积；不足是幕墙无法满足房间的自然通风需要。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,）、窄通道式外循环双层玻璃幕墙,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,窄通道式外循环双层玻璃幕墙特征：双层幕墙间距110mm，外层幕墙玻璃为8mm透明钢化玻璃，不可开启，上下设有扁长的开口；内层玻璃为8mmlow-e+18air+4/pvb/4夹胶玻璃，设有可内开的窗户；中间设有25mm宽的电动遮阳百叶，夹层自然通风效果不是很明显，故在夹层顶部设置有小型风机进行辅助通风。,玻璃幕
15、墙的节能方法与构造措施,）、宽通道式单层通风双层玻璃幕墙,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,宽通道式单层通风双层玻璃幕墙特征：双层幕墙间距600mm，外层幕墙玻璃为6mm透明钢化玻璃，上下设有电动开启的进出风口；内层玻璃为4mmlow-e+9air+5cl+9air+4mmlow-e；在立面的高度上分个功能区，上方主要解决采光，中部解决保温、隔热、遮阳问题，下部解决通风问题，而层与层间采用磨砂玻璃来遮挡夹层处的设备管道和仪器等；中中间设有50mm宽的由下向上升起并可调节角度的电动遮阳百叶；在立面约高度置两块反光板，将太阳光反射进入室内顶棚。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,）、宽通道式多层串联通风双
16、层玻璃幕墙。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,宽通道式多层通风双层玻璃幕墙特征：构造几乎与单层通风幕强一致，唯一不同是将单层通风幕墙层间的固定隔板改成活动隔板，关闭中间的通风口只留下最上和最下部的通风口，这样夹层内基于热压效应而来的自然通风能力得到加强，但顶层由于流通的空气温度较高，其隔热性能会受到一些影响，还有各层串联通风可能会引起楼层之间的串声问题。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,）、水平外百叶玻璃幕墙,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,水平外百叶玻璃幕墙特征:采用高性能真空玻璃幕墙 T5+6air+4low-e+V（真空）+4low-e+6air+T5，水平百叶长度5000mm,3000mm两
17、种宽度600mm，间距590mm，每两个百叶由一个电动执行器控制开启，最大张角可达135度，沿高度分为三个功能区：上方的两个百叶主要负责调节室内自然采光，中部的两个百叶多数的情况为打开状况，满足室内人员视野的同时又能遮挡太阳直射，下部的两个百叶夏季关闭实现遮阳，冬季白天打开可以直接获得太阳辐射得热。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,）、垂直外百叶玻璃幕墙,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,垂直外百叶玻璃幕墙，位于东立面，百叶特征与水平外百叶一样，只不过将其垂直放置而已，其幕墙玻璃组成为4low-e+9air+4cl+9air+4low-e。由于东向太阳高度角偏低，如果采用水平外百叶，要想获得较好的遮
18、阳效果，几乎需要关闭百叶，影响采光，垂直外百叶可以利用东立面太阳角偏南时，打开外百叶，即可以遮阳，又能利用部分反射、散射光线为室内采光。垂直百叶形成的纵向视域在一定程度上让人看的不舒服。,玻璃幕墙的节能方法与构造措施,）、光电幕墙示范楼采用了建筑一体化太阳能光伏发电系统，南立面装有约m的光电玻璃，位于结构夹层外侧，不影响采光，同时与双层玻璃幕墙结合组成光电幕墙，作为集合太阳能发电技术与幕墙技术的新型功能性建筑幕墙，该系统设计峰值发电能力为kw，所产生的电量直接用于本建筑的供电需求。,三、节能玻璃幕墙的展望,未来的节能型玻璃幕墙应具有以下特征：采用光热效应优化组合的双层或多层中空玻璃；断热复合型金属框格；非采光部位采用仿真复合型轻质隔热低发泡化学材料；开启部位采用高性能复式密封窗；幕墙玻璃的光敏、热敏特性与室内供热、制冷系统形成计算机自控网络，达到幕墙的智能化；幕墙结构体系和太阳能利用体系的结合和一体化，达到幕墙热工效应多元化。,谢谢,
