玻璃幕墙构造与保温隔热技术课件.pptx

1、2019年4月LOGO建议将标识元素添加在幻灯片母版中1.玻璃幕墙构造简介目录目录2.经典案例分析4.玻璃幕墙节能措施改造3.玻璃幕墙节能设计一、玻璃幕墙的定义及类型 1、 玻璃幕墙(reflection glass curtainwall)，是指由支承结构体系可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。墙体有单层和双层玻璃两种。玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代主义高层建筑时代的显著特征。 2、最早的幕墙面层由钢铁材料制成，现今多使用铝合金龙骨加玻璃等面层，因此也常被称为玻璃幕墙，玻璃幕墙有很好的视觉效果，而且玻璃的透光性很好，白天室内人工照

2、明的强度可大大降低，但是由于日光同样携带很高热量，因此在夏天或冬天，玻璃幕墙的建筑物往往需要更多的能源以维持室内温度，目前具有保温隔热等节能性能的玻璃如Low-e低辐射玻璃已得到广泛的应用，可以节省大量的能源。 3、现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量，当室外温度为10时，单层玻璃窗前的温度为2，而使用三层中空玻璃的室内温度为13。而在炎热夏天，双层中空玻璃

3、可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。一、玻璃幕墙的定义及类型 4、 形式构成 点式玻璃幕墙是近年来新出现的一种支承方式。点式玻璃幕墙它的全称为金属支承结构点式玻璃幕墙但一经出现，在城市发展很快。 按照支承结构的不同方式，点式玻璃幕墙在形式上可分为以下几种： (1)金属支承结构点式玻璃幕墙。这是目前采用最多的一种形式，它是用金属材料做支承结构体系，通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面，十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻

4、璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实，“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。 (2)全玻璃结构点式玻璃幕墙。它通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体，成为建筑围护结构。施工简便造价低，玻璃面和肋构成开阔的视野，使人赏心悦目，建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。 (3)拉杆(索)结构点式玻璃幕墙。它采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度，使构件均为受拉杆件，因此，施工时要加以预应力，这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。一、玻璃幕墙的定义及类型 5、 构成部件 (1

5、)支承体系。支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。因此，它是主要受力构件，一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料，如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆(索)等。 (2)金属连接件。金属连接件包括固定件(俗称爪座和爪子)和扣件。固定件通常用不锈普通钢铸造而成，而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属相容性，爪座必须采用与支承体系相同的材质，或使用机械固定。金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力，而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差，同时还有减震措施以提高抗震

6、能力，因此设计时考虑的因素是多方面的。金属连接件还产生显著的装饰效果，因此它除满足功能上的要求之外，还要有优美的造型设计和精细的加工制造，起“画龙点睛”的作用。 (3)玻璃。建筑点式玻璃幕墙所用的玻璃，由于钻孔而导致孔边玻璃强度降低约30%，因此建筑点式玻璃幕墙必须采用强度较高的钢化玻璃(钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3-5倍，抗弯强度是浮法玻璃的2-5倍)注，钢化玻璃另一个重要特性是使用安全，在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块(俗称”玻璃雨”)，不易伤人。明框玻璃幕墙它以特殊断面的铝合金型材为框架，玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。隐框玻璃

7、幕墙金属框隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框。全隐框玻璃幕墙 半隐框玻璃幕墙（横明竖隐 竖明横隐）玻璃在铝框外侧，用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。一、玻璃幕墙的定义及类型构建式在现场依次安装立柱、横梁和玻璃面板的框支承玻璃幕墙。单元式将面板和金属框架（立柱、横梁）在工厂组装为幕墙单元，以幕墙单元形式在现场完成安装施工的框支承玻璃幕墙。一、玻璃幕墙的定义及类型现场施工 人工误差难以避免硅酮密封胶 雨水、温度影响打胶质量单道式密封 渗水概率较高劣势劣势竖框（或横梁）先安装在主体结构上，再安装横梁（或竖框），组成框格，面板材料在工厂内加工成单元组件，再固定在竖框和横梁组

8、成的框格上。一般用硅酮密封胶接逢处理，防雨水渗透、空气渗透。框架式玻璃幕墙框架式玻璃幕墙节点详图节点详图节点详图节点详图安装方便 快捷施工效果较好 不受天气温度影响双道密封气密性 水密性 保温性能较好优势优势 这是一种工厂预制组合系统，它将面板和金属框架在工厂组装为幕墙单元，以幕墙单元形式在现场完成安装施工的框支承玻璃幕墙。单元式玻璃幕墙单元式玻璃幕墙节点详图 竖向节点 横向节点节点详图 竖向节点 横向节点 CCTV CCTV新址大楼新址大楼菱形钢结构 单元式幕墙面积：11万中标金额：4.56亿元 立面“薄型”单元玻璃幕墙系统是基于每个“菱型”槽式钢格构单元的整合并形成坚固的独立单元，悬挂于斜

9、撑构架的“菱型”槽式钢格构，幕墙结构的总体位移被累积在每个“菱型钢格构”的边缘，建筑外表采用强烈的不规则几何图案和L型悬臂结构，使整个大楼给人以强劲的震撼效果。 CCTV CCTV新址大楼新址大楼CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙选用全部半钢化中空夹胶彩釉网点低辐射形式玻璃，双银LOW-E在第4面，彩釉网点在第2面，其规格为8+2.28+8（外片）+16A+8+2.28+6（内片），中空间隔条采用了进口奥玛特黑色不锈钢材料。“薄型”单元玻璃幕墙最大玻璃分格尺寸高度为4.25米，宽度为1.5米，最大单元板块尺寸为高5.5米，宽1.5米，板块最大重量约为800KG。 玻璃幕墙工程设计过程完成预埋

10、连接件菱型槽式钢格构单元玻璃幕墙系统可开启排烟单元挂板十字伸缩缝系统测试物理性能、抗爆炸、振动台、热循环等四个大型试验模型薄型单元玻璃幕墙系统关键字关键字1菱型槽式钢格构单元的整合 并形成坚固的独立单元强烈的不规则几何图案和L型悬臂结构半钢化中空夹胶彩釉网点低辐射形式玻璃，包括双银LOW-E玻璃是目前国内甚至世界上设计、施工难度最大的幕墙工程之一，被誉为“超越时代”的高层建筑。 MyZeil购物中心MyZeil购物中心由意大利设计师Fuksas设计，其设计灵感源于峡谷意向建筑与建筑间的大峡谷。出生于意大利的福克萨斯，在其将近半个世纪的职业生涯里，将作品铺设到了世界各地。他设计出了斯特拉斯堡大剧

11、院、法拉利研究中心、维也纳双子塔等具有里程碑意义的建筑，身为国际顶尖建筑设计师的他，还享有“建筑意象派诗人”的美誉。 MyZeil购物中心地点：德国 法兰克福建筑面积：77000立面：8500 预算：135000000MyZeil购物中心建筑面积77000，其中包含了商店、休闲区、儿童区、餐厅、健身中心和停车场。建筑共六层，地下一至三层为购物区域，四层起作为广场和约会场所，健身中心和餐馆设置于此。这个项目的概念灵感来源于地理现状，它像一条河从高处蜿蜒流下，途经高低落差，直至抵达地面。这个项目的结构灵感是想通过一个流体的形式连接Zeil（法兰克福市中心一条重要的购物街）和Thurn and Ta

12、xis 宫殿（一个按历史风貌重建的建筑）。妹岛的开放透明设计并非是一丝不挂的裸露，而是一种亚洲式的，含蓄的暧昧。根据她自己的描述，她的设计就像是一件朦胧的半透明的晚礼服，一些半透明材料的运用和巧妙的空间间隔使得场馆既不存在丧失私密性的危险，又获取了自然的力量阳光和空气。顺着圆形建筑回旋的走道能让市民自由从街上的任一角度免费进入美术馆，在散步的途中进来坐坐、感受空间艺术，这种无障碍的沟通模式，打破了传统美术馆因巨大封闭的建筑体所产生的隔阂。 重庆环球金融中心 采用夹胶中空低辐射LOW-E玻璃。为防止钢化玻璃自爆形成“玻璃雨”，对行人和车辆等造成伤害，华纳选用的夹胶玻璃可保证玻璃破碎后不落下而造成

13、进一步伤害，而低辐射LOW-E断桥中空玻璃的设计又提高了幕墙的隔热性能，满足了节能要求夹胶玻璃对声波具有阻尼功能，具有良好的隔音效果。夹胶玻璃还有阻挡紫外线的功能，可防止室内家具、物品的褪色。 重庆环球金融中心玻璃幕墙主要采用单元式幕墙系统，还包括避难层防风雨、顶部框架式幕墙、锥型玻璃造型系统等。单元体玻璃幕墙作为当今第四代玻璃幕墙中最为先进幕墙系统，具有工期短、质量高、安装简便、抗震性好、适应性强及防水和自净性高等优势。重庆环球金融中心的单元式玻璃幕墙由3层中空玻璃与双层LOW-E镀膜构成的，在系统设计与材料加工上，除了要求达到国家的现行规范中的最高标准，还大量参考了德国标准，以确保幕墙系统

14、的质量与品质达到国际一流、国内领先。 重庆环球金融中心大厦顶端的星型幕墙，既要成为大厦的中心与亮点，还要兼顾防止光污染、防火、隔音、防水、密封性、防潮、隔热、防雷、防雷达、遮阳、自然采光及通风等一系列功能要求。采用框架式隐框玻璃幕墙系统，由直面玻璃幕墙与斜面玻璃幕墙相交布置从顶部俯瞰形成星形造型。 上海中心大厦 2008年8月30日，高达492米的环球金融中心宣布正式启用。与此同时，毗邻环球金融中心，正在准备开工建设一幢更高的摩天大楼上海中心大厦。根据规划，上海中心大厦的主楼为124层，总高度为632米，结构高度为565.5米（原公布为580米)，这两个高度均超过了上海环球金融中心，建成之后，

15、上海中心大厦将当之无愧地成为中国第一高楼。 上海中心大厦的占地面积3.04万平方米，容积率为12.5，项目建成后，总建筑面积将达到55.88万平方米远远超过毗邻的环球金融中心(38万m2)。不过，在总建筑面积中，上海中心大厦的地上建筑面积约为37.97万平方米，地下建筑面积达到约17.92万平方米(包括地下停车库面积约1万平方米，2000个停车位)。 上海中心大厦 上海中心工程首次在超高层建筑中采用“内外”双层玻璃幕墙。它貌似“热水瓶原理”，即在外幕墙与内幕墙之间分割出巨大的温度缓冲区，营造成24个空中花园。 这项设计创意，避免室内直接和外界进行冷热交换，起到冬暖夏凉的作用。加上外幕墙上涂制的

16、彩釉，有效阻挡强光投射，每年可节能21%，减碳2.5万吨，使总建筑面积574，058平方米的“垂直城市”，更为环保舒适。 玻璃幕墙工程设计过程幕墙系统 1.内层幕墙(A幕墙) 2.幕墙支撑系统(CWSS) 3.外层幕墙(B幕墙) 上海中心立面共有两层玻璃幕墙,内层玻璃幕墙沿标准层楼板外围布置呈垂直的圆筒形。玻璃板片为常规的矩形并与每个区不同半径的圆筒体形匹配; 外幕墙采用直立阶梯式幕墙系统，玻璃板片为平面矩形并与与塔楼的几何外形精确匹配。 外层幕墙平面投影近似为尖角削圆的等边三角形,三角形幕墙从建筑底部扭转直到顶部,每层扭转约1左右,总扭转角约120，幕墙的平面形式为轴对称图形，在总体控制上，

17、主要通过竖向几何参数(上部基准外形、下部基准外形和塔楼扭转值)来调整整体形态。 玻璃幕墙工程设计过程外层幕墙在垂直方向分成9个区域，每个区域从设备层开始，它们各自独立运行，防火隔离墙直接附着在外层幕墙上。由于采用直立阶梯式幕墙系统，因此理论上每一层的幕墙板片其尺寸是相同的。但是塔楼基本几何的变化导致局部板片有相应的尺寸差。通过将7 8mm偏差内的板块统一为统一规格，将板块数量减少到每层5种。外层幕墙 玻璃幕墙工程设计过程内层幕墙也是分区域的相对各自独立的系统共7个区，楼层从2区12层到最大8区15层。其中2到6区为4.5米层高，7到8区为4.3米层高。幕墙由主体结构楼板支撑。位移量是常规的，类

18、似常规玻璃幕墙在250m以下的公差也是常规的。内层幕墙虽然不需要高防水性能，但多腔结构，他可提供很好气密性。幕墙类型B, C采用相同的系统。中空玻璃为8毫米单片防火玻璃+12毫米空气层+毫米钢化玻璃，Low_ E涂层位于单元板第3面。 玻璃幕墙工程设计过程134SUGESTION幕墙支撑结构 支撑结构是每层设置的水平周边圈梁，通过25组双吊杆悬挂于每区设备层的主结构上，同时支撑于每隔6个分格宽度的水平径向撑杆上，水平径向撑杆与主体结构连接。在标准层，位移量低于常规的钢筋混凝土框架建筑。这个次结构的怠、位移量依然较大，平均值一OOmm和14+/-50mm在最低的中庭位置。在每个中庭楼面处都设计了

19、一个单向移动节点以消化这个位移。 内外幕墙的支撑结构的形式类似自行车轮，竖向中心间距为4. 45米的内部水平圈梁作为每层由巨柱侧向支承的连续构件来设计。为356毫米直径的外部水平圈梁提供侧向支承的径向支撑钢管铰接到内部水平圈梁之上(不提供扭转约束)。内部水平圈梁由两根60毫米直径拉杆在每个径向支撑处悬吊。外环一圈采用直径356毫米直径的的钢管，将同主体结构相连的辐射状拉结杆件联系起来，这一圈的结构在纵向上则采用直径160毫米杆件连结，从而形成稳定的空间结构。其有结构美感的钢结构构件与中庭绿化共同形成开阔而富于现代感的室内景观。 玻璃幕墙工程设计过程134SUGESTION裙房系统玻璃屋顶石材幕

20、墙系统玻璃墙系统幕墙P1.幕墙现状P2.幕墙设计P3.幕墙改造P4.结语 能源消耗光污染发展隐患 在我国每年有600多万平方米的幕墙投入使用,并以10%的速度继续增长。因此，玻璃幕墙的高能耗急需被叫停，同时应积极开发新型节能玻璃幕墙，改造已有的，技术设施落后的玻璃幕墙。一、发展隐患一、发展隐患 将一些技术累加或附加就能够实现的,而应立足现有工作基础,结合实际研究，开发先进适用的新型节能玻璃幕墙，同时与采暖，空调，照明以及家用电器设备和系统的节能结合进行,多管齐下。二、发展方向二、发展方向 作为建筑师，当追求通透，大面积使用透明玻璃幕墙时,要根据建筑所处的气候区和窗墙比选择玻璃,改进幕墙的传热系

21、数和玻璃遮阳系数,和其它节能措施并举。三、建筑设计手法三、建筑设计手法四、玻璃幕墙保温隔热四、玻璃幕墙保温隔热玻璃传热方式导热对流辐射 节能设计就是要对传热环节的热交换加以控制增加玻璃幕墙的保温隔热性能。玻璃幕墙的节能设计首先要注重玻璃幕墙材料本身的热工性能，选用节能型材料。其次是采用一些特殊的构造做法控制热交换 达到节能的目的，同时还可以借助一些辅助措施及取得节能效果。 材料选择玻璃吸热玻璃光电玻璃表面镀膜吸热玻璃热反射镀膜玻璃中空玻璃真空玻璃五、研究思路五、研究思路吸热玻璃一种能够吸收太阳辐射的平板玻璃，包括本体着色和加入特殊着色剂面镀膜吸热玻璃在玻璃表面喷镀吸热的氧化物薄膜形成的吸热玻璃

22、，能把太阳能吸收转化为热能，然后通过导热对流和辐射的形式把热能散发出去，从而减少了进入室内的太阳能，降低了空调制冷费用。镀膜玻璃分为热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃两种 热反射镀膜玻璃有良好的控光性和隔热性， 并能吸收大量红外线辐射又保持良好的可见光透射率，节能效果明显 冬季低辐射镀膜玻璃将室内的热辐射反射回室内减少室内热量换失，夏季将室外的热辐射反射出去，减少室内空调制冷负荷。中空玻璃大幅提高了玻璃幕墙的隔声和保温隔热性能，而且具有幕墙专栏很好的防结露性能。 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, 其工作原理与玻璃保温瓶的保温隔热原理相同，具有比中空玻璃更好的保

23、温隔热性能。各玻璃的遮阳系数各玻璃的遮阳系数： 此外，玻璃材料的选择应根据不同地区的气候及建筑功能进行。在南方地区的幕墙首先考虑是减少太阳辐射,而北方主要是需要保温, 差别很明显。 六、辅助材料六、辅助材料保温隔热效果比岩棉更好，这种材料可以防止结露、减轻墙体重、增加使用面积、节约能源、增强舒适度、美观实用、保护主体结构、隔音、防火等，但不耐高温。 一、构造节能措施玻璃幕墙的构造节能是指通过特殊的构造做法提高玻璃幕墙的保温隔热性能。采用构造节能的玻璃幕墙.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，可以在两层幕墙设置进风口和出风口，双层玻璃幕墙独特的夹层设计使得其保温隔热性

24、能有了很大的提高还可以在夹层设遮阳构件，既能有效遮阳又不破坏建筑外观。二、双层玻璃幕墙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化为可以直接应用的电源, 供照明及辅助设施之用。三、先进节能技术有效减少太阳光的直接照射从而避免室内过热，是夏季建筑防热的重要措施。遮阳系统外遮阳，内遮阳双层玻璃幕墙中间遮阳遮阳百叶 遮阳卷帘遮阳格栅遮阳板传统窗帘 遮阳卷帘遮阳百叶 植物遮阳四、设置遮阳系统四、设置遮阳系统遮阳形式水平遮阳垂直遮阳综合遮阳挡板式遮阳1.水平式遮阳在玻璃前采用伸出重叠的平板这种形式的遮阳, 它适

25、用于南向的玻璃幕墙建筑物。 2.垂直式遮阳设于玻璃前之凸出板的垂直式遮阳,能有效地遮挡角度较小的,从玻璃窗侧斜射进来的阳光，主要适用于东北，北和西北 3.综合式遮阳综合式遮阳能有效地遮挡高度角中等的,从玻璃窗前射下来的阳光遮阳效果比较均匀,故它适用于东南或西南向的玻璃幕墙建筑。 4.挡板式遮阳这种形式的遮阳,能有效地遮挡高度角较小的,正射窗口的阳光。故它主要用于东西向的玻璃幕墙建筑。玻璃幕墙的气密性也是影响玻璃幕墙节能效果的一个重要因素。为增加玻璃幕墙的气密性，通常在玻璃与型材之间幕墙玻璃之间通过密封材料密封常用的密封材料有橡胶密封条，硅酮耐候胶等。 橡胶密封条。硅酮耐候。硅酮耐候胶胶硅酮耐候

26、胶橡胶密封条与玻璃接触的侧设计成波浪型，可以有效地阻止空气渗透。橡胶密封条具有耐紫外线，耐老化，耐永久变形等特征。硅酮耐候胶主要用于幕墙玻璃之间的密封嵌缝，具有优良的耐水性，耐侯性，耐紫外线照射，耐污染等特点，低温时弹性好，高温时又不流淌，是一种很好的密封材料。五、玻璃幕墙气密性材料4.玻璃的边长比宜为(1.21.5)1，不宜大量划分正方形和12以上的狭长矩形3.划分玻璃时要尽量利用玻璃原板，减少边角余料，2.尽量避免幕墙朝西，幕墙朝东的情形与幕墙朝西的相同。1.合理使用遮阳板面的组合与构造5.不面向居民楼设置玻璃幕墙, 限制在并列的或相对的建筑物上采用全部玻璃幕墙。6.落地幕墙可采用在墙角布

27、置绿化遮挡热量, 也可改用反射率低的铝板、石板材等。六、建筑设计手法问题一问题二既有幕墙劣势改造难度1.缺乏经济支持2.构造难度大3.缺乏重视 1.材料性价低廉 2.规划不经济合理 3.缺乏先进技术 4.选用地理位置不当七、存在问题七、存在问题追求高性价比以新材料换旧材料先改造南向幕墙幕墙旁增植绿化拆除双通道幕墙改进七、改造途径七、改造途径 采用大面积玻璃幕墙是现代建筑的一种潮流, 玻璃幕墙作为一项新技术, 其节能的效果直接与玻璃幕墙设计有密切关系。应配套科学的测量标准和方法, 完善相应的评估手段, 创造出新型建筑节能技术和设计方法, 使玻璃幕墙功能更加完善。采用先进材料及技术1 合理科学的设计方法2借鉴国外先进经验，以节能环保为基准3出台完善法律法规保障合理的玻璃幕墙使用4SUGGESTION八、玻璃幕墙设计八、玻璃幕墙设计