建筑幕墻和玻璃產業 相互支持相互依存

　　我國建筑幕墻從1978年起步，經過近30年發展，到21世紀初，我國已發展成為世界第一幕墻生產和使用大國。21世紀頭10年（2001年~2010年）我國建筑幕墻持續迅猛發展。我國建筑幕墻的發展離不開我國建筑玻璃的發展，建筑幕墻和建筑玻璃同步發展，兩者相互支持，相互依存。


    1.建筑幕墻的藝術效果依賴于新型建筑玻璃的發展。上世紀80年代是建筑幕墻起步階段，建筑玻璃的品種也不多，能用著色玻璃（茶玻、藍玻、綠玻）已屬時尚，后來人們對建筑外觀的要求越來越高，尤其隨著隱框玻璃幕墻的興起，鍍膜玻璃使隱框玻璃幕墻光彩奪目，隱框玻璃幕墻得到建筑師和百姓青睞并迅猛發展。


    2.建筑玻璃從建筑構件發展成結構構件。鋼化玻璃、夾層玻璃、鋼化夾層玻璃的發展，使建筑幕墻發展進入了一個新時代，由于這些玻璃具有較高的力學性能，可用作結構構件的材料，這時玻璃除了做四邊支承的透光面板使用外，還可用于點支承玻璃幕墻的透光面板，即在玻璃四角開孔，用連接件將玻璃固定在鋼爪上成為點支式玻璃幕墻，也可在玻璃接縫或四角上設壓板將玻璃面板固定在鋼索上成為單層索網（單層豎索）玻璃幕墻。玻璃作為梁的材料。玻璃梁膠接全玻璃幕墻和點支式玻璃梁全玻璃幕墻成為公共建筑大堂的寵兒，使玻璃梁玻璃幕墻、點支式玻璃幕墻超常發展。2006年玻璃梁（含點支式）玻璃幕墻達到220萬平方米，還出現了懸挑5~6米全玻璃雨蓬。全玻璃樓梯就是樓梯平臺梁、平臺板、樓梯斜梁和踏步板全部由玻璃制作。樓梯平臺梁、安裝樓梯的樓板梁用鋼索懸吊，樓梯斜梁用連接件（駁接件）固定在樓板樓板梁和平臺梁上，平臺板由連接件（駁接件）固定在平臺梁上，踏步板也是用連接件（駁接件）固定在樓梯斜梁上，這樣形成一個全透明的樓梯系統。全玻璃樓板就是樓板梁和樓板全部為玻璃材料。玻璃樓板梁支承在主體結構上，玻璃樓板用連接件（駁接件）固定在玻璃樓板梁上。榮獲世界2007年十大好建筑的CCTV就用了近千平方米玻璃地板，站在CCTV觀光層的玻璃樓板上，俯視北京全景就有一種類似在“神州五號”、“神州六號”上遙望地球的感覺。


    3.中空玻璃、Low-E中空玻璃的發展，使采用玻璃幕墻的建筑的節能發展到一個新階段。GB50189等節能設計規范的發布，對建筑節能提出了嚴格的要求，建筑幕墻由于有中空玻璃、Low-E中空玻璃（還有真空玻璃）發展的支持，不僅沒有停止發展的步伐，而且還在一個嶄新的平臺上闊步前進。


    4.玻璃熱彎技術的發展，使我國各種異形建筑披上了建筑幕墻的外衣。如北京天文館喇叭形造型得以實現。


    5.建筑幕墻在使用過程中不斷受到外界環境的影響和污染，以前靠擦窗機、蜘蛛人去清洗，自凈玻璃的出現，開辟了一條新出路。


    我國建筑事業不斷向前發展，對建筑幕墻和建筑玻璃又提出了新要求，這是擺在我國建筑幕墻和建筑玻璃行業技術人員面前的新任務，我們要敢于、善于接受這種挑戰，開發出更好更多的建筑玻璃：


    一是開發出藝術形式多樣、色彩絢麗的玻璃，以滿足各種建筑裝飾的需要。隨著經濟發展，技術水平提高，人們的生活水平也隨之提高。人們對建筑的功能、建筑色彩、色調的要求也越來越多樣化，如只有透明的無色玻璃幕墻就不能滿足要求了，透明玻璃幕墻只適用于展示其內部形象的場合，如大型百貨商店。但有些場合就不適宜展示其內部結構和活動，鍍膜玻璃的單向透明性能，在室外看不清室內，而室內可以清楚見到室外。隱框玻璃幕墻特定的質感和光輝以及光的透射、反射、折射全部功能集于一體。當光照在大面積隱框幕墻上時，由于玻璃具有和光相似的性質能創造出光藝術的奇特效果。鍍膜玻璃在迎光面具有鏡子的特性，而在背光面則又如普通玻璃般透明，這種神奇的特性給人造成視覺觀賞上的多種可能性。


    二是發展高強度玻璃品種，促進全玻璃結構的發展。雖然玻璃能作為結構構件用于建筑，但比起其它金屬材料，強度還是低的，這樣結構斷面就比金屬材料大很多，且材料消耗量多，斷面大，占有空間就大，影響建筑空間，這就要求開發強度更高、穩定性能更好的玻璃來做結構構件，使玻璃結構更輕巧，減少占用建筑空間，使建筑更美觀，建筑空間利用更經濟更合理。


    三是開發更節能的玻璃制品，促進我國建筑節能的前進步伐。


    幕墻節能的要求：在冬季最大限度地利用自然能來取暖，多獲得熱量和減少熱損失；夏季最大限度地減少得熱并利用自然能來降溫冷卻，以達到節能的目的。


    由于我國幅員遼闊，南北方、東西部地區氣候差異很大，透明幕墻對建筑能耗高低的影響主要有兩個方面：一方面，透明幕墻的熱工性能影響到冬季采暖、夏季空調室內外溫差傳熱；另外，是幕墻的透明材料（如玻璃）受太陽輻射影響而造成的建筑室內的得熱。冬季，通過透明幕墻進入室內的太陽輻射有利于建筑的節能，因此，減小透明幕墻的傳熱系數抑制溫差傳熱是降低透明幕墻熱損失的主要途徑之一；夏季，通過透明幕墻進入室內的太陽輻射成為空調降溫的負荷，因此，減少進入室內的太陽輻射以及減小透明幕墻的溫差傳熱都是降低空調能耗的途徑。由于不同緯度、不同朝向的太陽輻射的變化很復雜，日輻射強度和峰值出現的時間是不同的，因此，不同緯度地區熱通道幕墻節能設計也應有所差別。在寒冷地區，采暖期室內外溫差傳熱的熱量損失占主導地位。因而，對幕墻的傳熱系數的要求高于南方地區。在夏熱冬暖和夏熱冬冷地區，空調期太陽輻射得熱所引起的負荷可能成為了主要矛盾，所以，對幕墻的玻璃（或其他透明材料）的遮陽系數的要求高于北方地區。


    另一方面，為了使建筑物適應各地不同的氣候條件，滿足節能要求，應根據建筑物所處的建筑氣候分區，確定建筑圍護結構合理的熱工性能參數。北方嚴寒、寒冷地區主要考慮建筑的冬季防寒保溫，建筑圍護結構傳熱系數對建筑的采暖能耗影響很大。因此，在嚴寒、寒冷地區對圍護結構傳熱系數的限值要求較高。夏熱冬冷地區既要滿足冬季保溫又要考慮夏季的隔熱，不同于北方采暖建筑主要考慮單向的傳熱過程。夏熱冬暖地區主要考慮建筑的夏季隔熱，太陽輻射對建筑能耗的影響很大。太陽輻射通過幕墻進入室內的熱量是造成夏季室內過熱的主要原因，同時還要考慮在自然通風條件下建筑熱濕過程的雙向傳遞，不能簡單地采用降低墻體、屋面、窗戶的傳熱系數和增加保溫隔熱材料厚度來達到節約能耗的目的，因此，在圍護結構傳熱系數的限值要求上也就有所不同。應開發適應不同節能要求的玻璃品種。


    四是為適應光電幕墻（疊面）的需要，要發展剛度大的玻璃，因為硅片易碎，對玻璃撓度要求很嚴格。太陽能光伏幕墻是將太陽能轉化為電能的裝置。在當前能源供應緊張的情況下，為發展太陽能伏幕墻提供了空前的機遇。但制造太陽能光伏幕墻用的光電板是將薄硅片夾在兩片玻璃之間膠接后成型的，所以玻璃是制造太陽能光伏幕墻板的主要夾持材料，由于硅片極脆，彎曲稍大即會破碎，因而就要求夾持硅片的玻璃有較一般玻璃有更好的剛度。因此要生產出剛度比一般玻璃大的玻璃來適應光電幕墻發展的需要，同時太陽能輻射的透射率也影響太陽能光伏發電的效果，因此要求用于光電幕墻板的玻璃透光系數要高，且自凈能力強，因為一旦玻璃表面被污染，就會影響硅片接受的太陽輻射，而使于屋面的光電板更容易積灰，影響硅片接受的太陽輻熱，因此用于制作光電幕墻板的玻璃要求剛度大，透光率高，自凈能力好。

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