幕墙的构造

7.5.2　幕墙的构造

1.玻璃幕墙

随着高层建筑物的发展，玻璃幕墙的使用已很广泛。玻璃幕墙将建筑美学、功能、技术和施工等因素有机地统一起来。玻璃幕墙的特点是装饰效果好，质量轻，安装速度快，通过采用不同的玻璃可以形成丰富多彩的装饰效果。当然，玻璃幕墙也存在一定的局限性。例如：光污染，能源消耗较大等问题。随着新技术、新材料的不断进步，这些问题是可以逐步解决和减轻的。

(1)玻璃幕墙的组成材料

①骨架材料

如图7-44所示，玻璃幕墙的骨架材料有框材，多采用铝合金型材，也可以采用型钢、不锈钢、青铜等材料制作；紧固件，主要有膨胀螺栓、铝铆钉、射钉等；还有连接件，如图7-45所示，多采用角钢、槽钢、钢板加工而成。连接件的形状因不同部位、不同幕墙结构而有所变化，幕墙铝框连接构造如图7-46所示。

②玻璃

玻璃的合理选择是玻璃幕墙设计的重要内容。当前，玻璃工业发展十分迅速，可以提供许多种类的玻璃，其性能各不相同。在选择玻璃时，主要应考虑玻璃的安全性能和热工性能。

从热工性能方面看，可以考虑选择热反射玻璃、吸热玻璃、中空玻璃等。从安全性能方面看，可以考虑选择钢化玻璃、夹层玻璃、夹丝玻璃等。幕墙玻璃须满足抗风压、采光、隔热、隔声等性能要求。

③封缝材料

封缝材料有填充材料，填充材料主要用于幕墙型材凹槽两侧间隙内的底部，起填充作用，以避免玻璃与金属之间的硬性接触，起缓冲作用。填充材料多为聚乙烯泡沫胶系，有片状、圆柱条等多种规格，也可以用橡胶压条。在填充材料上部多用橡胶密封材料和硅酮系列的防水密封胶覆盖；密封固定材料，在玻璃幕墙的玻璃装配中，密封材料不仅具有密封作用，同时也具有缓冲、粘结作用，使玻璃与金属之间形成柔性缓冲接触。密封固定材料采用橡胶密封压条，断面形状有许多种，其规格主要取决于凹槽的尺寸及形状；密封防水材料，铝合金玻璃幕墙用的密封防水材料为密封胶，有结构密封胶、建筑密封胶(耐候胶)、中空玻璃二道密封胶、管道防火密封胶等。结构玻璃装配使用的结构密封胶只能是硅酮密硅胶，这种胶具有良好的抗紫外线、抗腐蚀性能。

图7-44　玻璃幕墙铝框型材断面图

(2)玻璃幕墙的构造

玻璃幕墙按构造方式可以分为有框式玻璃幕墙、无框式玻璃幕墙和点支承式玻璃幕墙等，下面分别作介绍。

1)框式玻璃幕墙的构造

框式玻璃幕墙一般由结构框架、填衬材料和幕墙玻璃所组成。根据幕墙玻璃和结构框架的不同构造方式和组合形式，又可以分为明框式玻璃幕墙、隐框式玻璃幕墙和半隐框式玻璃幕墙三种。

图7-45　玻璃幕墙连接件实例图

图7-46　幕墙铝框型材连接构造图

①明框式玻璃幕墙

明框式玻璃幕墙框架结构外露，立面造型主要由外露的横竖骨架决定，依据其施工方法的不同又可以分为元件式和单元式两种。

元件式幕墙如图7-47所示，幕墙用一根根元件(立梃、横档)安装在建筑物主框架上形成框格体系，再镶嵌玻璃，组装成幕墙。对以竖向受力为主的框格，先将立梃固定在建筑物每层的楼板(梁)上，再将横档固定在立梃上；对以横向受力为主的框格，则先安装横档，立梃固定在横档上，再镶嵌玻璃。所有工作均在施工现场完成。

图7-47　元件式幕墙示意图

单元式幕墙如图7-48所示，幕墙在工厂中预制并拼装成单元组件。这种单元组件一般为一个楼层高度，也可以2～3层楼高，一个单元组件就是一个受力单元。安装时将单元组件固定在楼层楼板(梁)上，组件的竖边对扣连接，下一层组件的顶部与上一层组件的底部横框对齐连接。这种形式的幕墙安装周期短，能使建筑物很快封闭，但要求制造厂有较大的装配车间，运输体积大、运费高，要求工厂制作质量高，对建筑物的尺寸偏差要求严格，因而应注意安装程序，否则到最后阶段封闭困难。

②全隐框式玻璃幕墙

如图7-49所示，全隐框式玻璃幕墙是采用结构玻璃装配方法安装玻璃的幕墙。玻璃用硅酮密封胶固定在金属框上，所以玻璃外表面没有明露的框料槽板，同时全隐框式玻璃幕墙均采用镀膜玻璃。由于镀膜玻璃的单向透像特性，从外侧看不到框料，达到隐框的效果。全隐框式玻璃幕墙四边都用硅酮密封胶将玻璃固定在金属框架的适当位置上，可以采用单片玻璃或中空玻璃，结构玻璃装配要求硅酮胶对玻璃与金属有良好的粘结力。

③半隐框式玻璃幕墙

半隐框式玻璃幕墙有两种做法，第一种为竖向或横向两组对边中，一组对边采用结构玻璃装配方法安装玻璃，另一组对边采用镶嵌槽安装玻璃；第二种为四边都采用结构玻璃装配方法安装玻璃(和全隐框式玻璃幕墙一样)，而在需要有线条装饰的部位加上扣板，可以在竖向或横向加线条，扣板有矩形、梯形、三角形、半圆形等形状。

图7-48　单元式幕墙示意图

图7-49　全隐框式玻璃幕墙构造图

2)无框式玻璃幕墙

如图7-50所示，无框式玻璃幕墙又称为全玻璃幕墙，是指在视线范围内不出现金属框料，大片玻璃与支撑框架均为玻璃的幕墙。这种幕墙是一种全透明、全视野的玻璃幕墙，一般用于厅堂和商店橱窗等处形成无遮挡、透明墙面。为了减小玻璃的厚度和增强玻璃墙面的刚度，一般每隔一定的距离用条形玻璃作为加劲肋，固定在楼层楼板(梁)上，作为大片玻璃的支点，这种条形玻璃称为肋玻璃。肋玻璃的布置方式有后置式、骑缝式、平齐式、突出式四种，如图7-51所示。

图7-50　无框式玻璃幕墙示意图

图7-51　肋玻璃的布置方式示意图

3)点支承式连接玻璃幕墙

点支承式玻璃幕墙又称为点支式玻璃幕墙、点驳接式玻璃幕墙。点支承式连接玻璃幕墙采用透明的白色玻璃，从室外直接可以看到室内空间，只有拉杆、钢索等简单的结构，没有框格结构影响视线，室内具有明亮开阔、通透晶莹的效果，适用于大型公共建筑物，如歌剧院、展览大厅、机场候机厅、建筑物的大堂等。

点支承式玻璃幕墙是由玻璃面板、支承结构、连接玻璃面板与支承结构的支承装置组成。

点支承式连接玻璃幕墙是由驳接头和玻璃通过穿透式驳接或背栓式驳接而组成，玻璃是重要的连接件和受力件。穿透式点支承式连接玻璃幕墙是不锈钢驳接头穿透玻璃上的圆孔，驳接头露在玻璃外面。背栓式点支承式连接玻璃幕墙是不锈钢驳接头不穿透玻璃，驳接头深入玻璃厚度的60%左右。

支承结构是点支承式玻璃幕墙重要的组成部分，支承结构能把玻璃表面承受的风荷载、温度差作用、自身重量和地震荷载传递给主体结构。支承结构必须有足够的强度和刚度，支承结构相对于主体结构有特殊的独立性，又是整体建筑不可分离的一部分。支承结构既要与主体结构有可靠的连接，又要不承担主体结构因变形对幕墙产生的复合作用，其形式有多种，如图7-52～图7-54所示。

图7-52　玻璃肋点支承式玻璃幕墙示意图

图7-53　钢桁架点支承式玻璃幕墙示意图

图7-54　拉索点支承式玻璃幕墙示意图

(3)玻璃幕墙的防火构造

玻璃幕墙的防火设计是一个非常重要的问题，一般玻璃幕墙均不耐火，在250℃即会炸裂，而且垂直幕墙与水平楼板之间往往存在缝隙，如果未经处理或处理不当，火灾初起时，浓烟即已通过该缝隙向上层扩散，火焰也可以通过这一缝隙窜到上一楼层。当幕墙玻璃炸裂掉落后，火焰可以从幕墙外侧窜到上层墙面，烧裂上层玻璃幕墙后，窜入上层室内，造成火势扩大。因此《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—1995)对玻璃幕墙的防火作了专门规定，要求玻璃幕墙的设计应符合相关防火安全要求。

(4)玻璃幕墙的避雷构造

玻璃幕墙应设置防雷系统。玻璃幕墙的防雷系统应和整幢建筑物的防雷系统相连通，一般采用均压环做法。均压环是利用梁的主筋，采用焊接连接，再与柱子钢筋焊接连通。玻璃幕墙的骨架与均压环连通。防雷系统的构造做法应按相关规定执行，其接地电阻必须符合相关规定的要求。

幕墙位于均压环处的预埋件的锚筋必须与均压环处的梁纵向钢筋连通，固定在设置均压环楼层上的立梃必须与均压环连通，位于均压环处与梁纵向钢筋连通的立梃上的横梁，必须与立梃连通。在幕墙立面上，每10m以内位于未设均压环楼层的立梃，必须与固定在设均压环楼层的立梃连通，接地电阻均应小于4Ω。

2.金属薄板幕墙

金属薄板幕墙的构造类似于隐框式玻璃幕墙，这种幕墙是由工厂定制的折边金属薄板作外围维护墙面，与窗一起组合成幕墙，形成风格独特、具有强烈现代艺术感的墙面。

金属薄板材料采用铝板、不锈钢板、搪瓷钢板等，为了达到建筑物外围维护结构的热工要求，金属薄板的内侧均应用矿棉等材料做保温层和隔热层。

这里仅介绍金属薄板幕墙的面板材料。

(1)铝板幕墙

铝板幕墙是用铝板取代玻璃制作成幕墙结构装配组件而形成的幕墙。常在窗间墙部分使用铝板，在窗洞口部分使用玻璃，两种材料交叉混合使用。铝板常用的有单层铝板、复合铝板、蜂窝铝板三种。

单层铝板是用2.5mm(3mm)厚铝板冲成槽形，在铝板中部适当部位设加固角铝(槽铝)作加劲肋，加劲肋的铝螺栓用电栓焊焊接于铝板上，将角铝(槽铝)套上螺栓并紧固；也有将铝管用结构胶固定在铝板上作加劲肋的。

复合铝板是用铝板与聚乙烯泡沫塑料层制造的夹层板。泡沫塑料与两层0.5mm厚的铝板紧密粘结，常用的复合铝板厚度有3mm、4mm、6mm三种规格。外层铝板表面喷涂聚氟碳脂涂层，内层铝板表面喷涂树脂涂层。用于幕墙的复合铝板有平板式、槽板式、平板加肋式与槽板加肋式等。

(2)蜂窝铝板

蜂窝铝板是由两层铝板与蜂窝芯材粘结的一种复合材料。面板一般用LD型铝材，蜂窝芯材常用铝箔，厚度为0.025～0.08mm，蜂窝形状有正六边形、扁六边形、长方形、正方形、柔性蜂窝偏置六角形、十字形、扁方形、折弯六角形、交叉折弯六角形等。幕墙用蜂窝铝板大多采用正六角形芯材，六角形边长有2mm、3mm、4mm、5mm、6mm等若干种。除铝箔外，还可以采用玻璃钢蜂窝板和纸蜂窝板。

幕墙用蜂窝铝板一般为20mm厚，两层铝板各厚0.8mm，中间为蜂窝芯材，用结构胶粘结成复合板。

(3)不锈钢板幕墙

不锈钢板幕墙是用0.8～2mm厚不锈钢薄板冲压成槽形镶板制成的幕墙嵌板，在板中部用肋加强，将不锈钢板的四边折成槽形，中部用结构胶将铝方管粘结在钢板适当部位使之成为加劲肋。不锈钢薄板的表面处理方法有磨光面(镜面)、拉毛面、蚀刻面等。

复习思考题

1.墙体的主要作用有哪些?墙体是如何分类的?

2.墙体的设计应满足哪些功能要求?

3.墙体中为什么要设水平防潮层?水平防潮层应设在什么位置?一般有哪些?

4.什么情况下应设垂直防潮层?

5.常见的散水和明沟的做法有哪几种?

6.常见的过梁有哪几种?这类过梁的适用范围和构造特点是什么?

7.窗台构造中应考虑哪些问题?

8.墙身加固措施有哪些?有什么设计要求?

9.常见隔墙有哪些?试简述各种隔墙的构造做法。

10.砌块墙的组砌要求有哪些?

11.试简述玻璃幕墙的分类和构造做法。

12.试简述外墙保温的构造有哪些做法。