一、 点支式
玻璃幕墙的现状
开放与交流、舒适与自然已成为欧洲
公共建筑的发展趋势,点支 式玻璃幕墙的特点是顺应了这一趋势,越来越多的应用到建筑上。
点支式玻璃幕墙进入中国建筑业的历史不长,在欧洲已近30年的历史。它是随着玻璃制造业、
金属结构的加工技术、
密封材料的发展而产生的现代
建筑技术。这一体系的最大特点是最大限度的表现了玻璃的通透性,最充分地显示
金属材料的结构魅力。它可以按照不同的建筑空间形态,设计出独特的结构支撑体系,所以这种体系可以适应不同建筑的需要,用不同的方式表达建筑语言。
点支式玻璃幕墙是将玻璃的
固定方式由传统的框接(明框或隐 框)变为采用金属栓驳接。一般每块玻璃只需四个固定点,由不同形式的金属受力支撑体系固定金属栓。玻璃可以是单层或是
中空的
钢化玻璃,必须先
钻孔再钢化;金属栓驳栓一般采用
不锈钢,与玻璃固定有多种方式,必须考虑到装配的
精度,驳接
螺栓通常采用球状
铰接螺栓,可在±10°范围内转动。当玻璃在承受风载产生
挠度时,球铰对玻璃的约束力就会降低,可以大大减少连接处的附加弯距。根据气候需要还可以做成"热断桥"的
节点;金属支撑结构体系是按照建筑师的要求,根据不同的高度和跨度,可以是
桁架式的,也可以是
拉索式的,千变万化。由于它的材料加工、安装特点,使得它具有很强的现代工业技术表现力,也使建筑工程的精度达到限机械加工的水平。由于它的高技术特点及制造加工难度,虽然这项技术在国外已很成熟,在国内的采用还是近几年的事。在一些重要工程中,均由国外设计、加工、制造和安装的(如上海歌剧院),而且造价很高,一般在1500美元/m2以上。随着国内建筑业的繁荣发展,点支式玻璃
幕墙技术已受到国内建筑业的关注,一些企业已经较为全面地掌握了这一体系的设计技术、加工技术和安装技术,并已在国内有了一些工程实例。其实,就单项材料的加工制作技术而言,国内的水平并不低,就
玻璃行业来说,玻璃原片的质量与国外名牌产品已没有多大差别;点式幕墙体系的机械加工以及爪件的精密
铸造也已达到较高水平,难度较大的还是玻璃的钻孔合成以及中空合成的质量控制。目前国内企业已有从国外进口专
门的加工
设备,解决这一关键质量问题。实际上国内目前的应用水平来说,最难逾越的问题还是设计技术,因为这种体系是一种"量体裁衣"的结构方式,每件产品都可能有不同的支撑体系,这才是
点式玻璃幕墙能否达到完美的"工业技术"表现力的真谛所在,也是点支式玻璃能否产生无穷魅力的关键。
二、 点支式玻璃幕墙的舒适与节能
点支式玻璃幕墙技术虽然国内部分企业已经或正在掌握这门技 术,但对于幕墙技术随之产生的其他技术和相关领域还没有研究或者说还没有深入研究,更没有实践经验。实际上点支式玻璃幕墙体系相关技术的研究,在国外已有20多年的历史了。通常点支式玻璃幕墙体系采用的都是大面积透明玻璃,只有透明才能使人们无论从室内还是室外都能够清楚地观察到幕墙的支撑体系,才能让人们感受它的魅力。然而普通透明玻璃的光线穿透率最大,最容易吸收室外热量,也就是说,采用这种体系的建筑必须采用相应的技术手段进行节能控制。
玻璃幕墙的
保温热工性能受许多因素的影响,其中影响最大的指 标就是
传导系数和遮挡系数(
遮阳系数)。一般来说,
传热系数受构造和材料厚度的控制,遮挡系系数则受到玻璃本身特性的控制,比如,采用丝网印刷图案的玻璃、
着色玻璃、镀膜上下班2、固定
遮阳构件、百叶、室内
窗帘、室
外遮阳等等。
采用
镀膜玻璃、着色玻璃以及印刷图案等方法,都能达到遮挡太 阳
辐射和室外光线的作用,但这种方法不论春夏秋冬,将室外能量一概拒之窗外。其实在冬季,人们需要阳光的热量,尽可能使室外能量传入室内。在早晨、傍晚或阴天的时候,人们需要室外光线尽可能传入室内。尽管在
建筑材料研究者的一再努力下,对于玻璃的选择有所进展,但既能透过自然光又能避免
热损失的理想材料还是难以找到。
透明玻璃加遮阳体系是合理解决节能和有效利用日光能源的理 想途径。也就是说,由遮阳体系为幕墙提供遮挡系数,在需要阳光的时候收起遮阳装置,使在建筑内部的人能够享受阳光。根据法国Eletric de france 对此类建筑的研究,对一座具有32%直接受光面的建筑物,从太阳所获得的热量,占其所吸收各种热量总和的28%左右。而采用遮阳装置对于缓解太阳负荷十分有效。简单地说,内遮阳系统可减少这种
热负荷的50%左右,而外遮阳系统可减少这种热负荷的75%左右,可以看出外遮阳比内遮阳有效得多。这是由于内遮阳在玻璃窗内所引起温室效应,不可避免的使室内热量积聚,而外遮阳则不受这种效应的制约,因此欧洲建筑界的认识,已经把外遮阳系统作为一种活跃的立面元素,加以利用,甚至称之为双层立面形式。一层是建筑物体本身的立面,另一层则是动态的遮阳状态的立面形式。这种具有"动感"的建筑物形象不是因为
建筑立面的时尚需要,而是现代技术解决人类对
建筑节能和享受自然需求而产生的一种新的现代建筑形态。
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