超高摩天大楼的玻璃幕墙.doc

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1、超高摩天大楼的玻璃幕墙赵西安（中国建筑科学研究院北京）1.中国是超高层建筑最多的国家近二十年来，随着中国经济实力的高速增长，城市化进程加快，基建投资也急剧增多，超大规模、超高度的建筑如雨后春笋在各城市拔地而起。中国迅速超过美国，成为世界上超高层建筑最多的国家。2011年1月，美国《新闻周刊》发表了如下的统计数字：世界总人口：68.96亿；已建成200m以上的建筑：634座其中一些国家和地区的人口和超高层建筑的分布见表一。一些国家和地区的人口和超高层建筑的分布（2011年1月）表1中国印度中东美国

2、欧洲人口（亿）13.412.20.073.17.4%19.517.80.14.510.7200m以上建筑（座）21224916224%33.40.37.725.63.8笔者根据手头资料的不完全统计，截至2013年11月，包括已经立项、设计中、施工中和已经建成的超高层建筑，数量分布见表2。超高层建筑的分布（至2013年11月）表2高度（m）全世界中国大陆港台600m以上32160500m以上58341400m以上111733300m以上32922810由表2可见，在300m以上的超高层建筑中，无论

3、哪一个高度，我国均占全部数量的一半以上。高层建筑的迅速发展，直接带动了我国建筑幕墙行业的迅速发展。2.中国是建筑幕墙生产和使用大国建筑幕墙的应用始于19世纪末，当时只用于建筑的局部，且规模较小。1851年英国伦敦为工业博览会建造的“水晶宫”是最早出现的初级建筑幕墙；到20世纪50年代，随着建筑技术的发展，玻璃幕墙开始大规模应用于建筑外围护结构，宣告建筑幕墙时代的到来；到20世纪80年代，随着建筑幕墙技术的发展和玻璃生产工艺、加工工艺的进步，玻璃幕墙得到更广泛的应用。1981年，我国内地第一片玻璃

4、幕墙出现在广交会的正立面；1984年，北京长城饭店成为第一座采用玻璃幕墙的高层建筑。30多年以来，伴随着我国国民经济的持续快速发展和城市化进程的加快，我国建筑幕墙行业实现了从无到有、从外资一统天下到国内企业主导、从模仿引进到自主创新的跨越式发展，到21世纪初我国已经成为建筑幕墙世界第一生产大国和使用大国。2012年，我国建筑幕墙生产量已达10000万m2，占全世界建筑幕墙总产量的85%。我国现存建筑幕墙总量超过10亿m2，其中玻璃幕墙的数量超过3.5亿m2。这3.5亿m2的玻璃幕墙中，有相当大的

5、一部分用于超高层建筑。1.玻璃是超高层建筑不可代替的墙体材料1.1玻璃同时具备四大特点玻璃门窗用于建筑的历史非常久远，甚至于难以考据。玻璃幕墙的应用，则开始于1951年建成的纽约利华大厦，此后迅速成为高层建筑，特别是超高层建筑首选的墙体材料。玻璃作为建筑材料，同时具备四大特点：透明、高强、轻质、耐久。而其他墙体材料，都不能同时具备这些特点（表3）。墙体材料的性能表3材料透明高强轻质耐久玻璃OOOO钢板和不锈钢板XOOO**铝板和钛锌板XXOO混凝土XXXO砖、砌块、石板XXXO聚碳酸酯板OXOX

6、ETFE膜材透光不透明XOXO**—碳素钢要采取防腐措施1.2玻璃的透明性玻璃是透明材料。普通浮法玻璃的可见光透过率为80%。超白玻璃是降低了玻璃中的铁元素，更加晶莹透亮，可见光透过率提升到85%以上。聚碳酸酯板（PVC板）的透光率可达75%~80%。薄膜材料（如ETFE）只能透过漫射光，透光不透明。1.3玻璃是高强轻质材料玻璃是脆性材料，但具有很高的抗拉强度。在常用墙体材料中，其抗拉强度仅次于钢材，远高于其他材料（表4）。墙体材料的抗拉强度和容重表4材料抗拉强度(N/mm2)容重(KN/m3)

7、浮法玻璃5025.6钢化玻璃18025.6钢材23578.5铝型材10827.1混凝土2~325.0玻璃板的抗弯强度很高，特别是钢化玻璃板。因此玻璃幕墙的玻璃面板很薄，通常为6mm~10mm。即使采用中空玻璃或夹胶中空玻璃，面板由2层或3层玻璃组成，单位面积的重量也不过是0.3KN/m2~0.7KN/m2，远小于混凝土墙体的3.5KN/m2~5.0KN/m2。玻璃幕墙的重量大概相当于砖墙、混凝土墙的1/8~1/5，玻璃幕墙的轻质，使得它成为高层建筑和超高层建筑墙体材料的首选。金属板（不锈钢板、铝

8、板）虽然也符合轻质墙体的要求，但是金属板不透明，不具备通透、晶莹、飘逸的质感，因而在超高层建筑中不受建筑师的青睐，很少使用。3.4没有玻璃幕墙，就没有500m以上的超高摩天大楼由于重量太大，强度较低，石材幕墙很少会在400m以上的建筑中采用。同样，400m以上的超高层建筑，由于建筑艺术功能要求的因素，建筑师也不会选择采用金属板材。到了500m以上,几乎清一色玻璃幕墙。可以说，没有玻璃幕墙，就没有500m以上的超高摩天大楼。采用玻璃幕墙，外墙的重量大约为建筑物总重量的1/100。这为建筑物高度的向