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外墙系统 赵维学 一、发展概况 ? 世界第一栋高层建筑，1885年建成的家庭保险大厦，承重的柱与维护作用的墙体分离，被称为高层建筑结构的革命。从那时起，建筑外墙不再有承重作用，因而可以做得轻便。 ? 但第一、第二代高层建筑，建筑外墙观感仍比较厚重。墙体主要是砌砖体，外面装饰材料是面砖和马赛克。只有沙里文设计的百货公司等少量建筑，柱子与窗下墙很小，玻璃面很大，非常接近现代玻璃幕墙。 ? 密斯在1922年所作的高层建筑方案模型中，玻璃外墙象塑料包装袋围住结构形体，除细细的竖向窗框外，看不到其它的连接细部。这大概是最早的高层建筑玻璃幕墙设想。但在当时的情况下不可能变成现实。 第三次高层建筑时期，在密斯等著名建筑设计师的推动下，轻型的钢和玻璃幕墙得到广泛应用。玻璃材料，安全玻璃（1927年），镀膜玻璃（70年代），釉化玻璃（80年代）不断推出新品种。金属板也由单层铝板（50年代）、蜂窝铝板（70年代）、复合铝板（80年代）不断进步。 ? 由于战后铝材过剩，铝板幕墙在高层建筑上得到广泛的应用。尽管轻型的幕墙构造在30～40年代经济萧条时期已经出现，但直到1952年湖滨公寓建成才完全实现。 50年代密斯继续他的理想，芝加哥986号湖滨公寓是他第一个真正的玻璃大楼的实践。但在柱子与窗之间明显存在折衷妥协。如果柱子从墙处分开，均匀间距的窗可以支撑在结构的前面或后面。但由于柱子和幕墙在同一平面，密斯只得决定是让窗竖框等距还是让窗同样大小。他选择相等竖框划分，因而使柱子处窗比在柱夸中间的窗窄。在900号湖滨公寓，密斯将柱子退到幕墙后面，让玻璃遮住与柱子，使窗竖框等分，玻璃大小完全相同。这种统一和简洁的幕墙处理手法成为60～70年代幕墙最常见的模式。 从技术上看，高层建筑幕墙的发展主要经历了三代变化： ? 第一代幕墙（1950-1960年）：第一代幕墙的特点是使用框料及横料，存在的问题较多，主要是质量难以控制、材料易破碎、防水措施机隔热效果差、外观视觉效果不理想等。 ? 第二代幕墙（1960—1980年）：主要解决了水密性和气密性的技术难题，在排水和隔热效果方面均有改善。 第三代幕墙（1980-今）：在美学观念上赋予新创意，单元系统都是通过了风雨试验、相容性试验及粘接试验，使现代幕墙在水密性、气密性、隔热型、光透可变化、色彩及美学特征等方面均有较大的突破。 未来幕墙主要是向美观耐用、节能、经济等方面发展，同时追求具有防辐射，噪音、抗震、易维护等多项性能。 二、常见玻璃幕墙系统 ? 随着科技不断进步，新型建筑材料也层出不穷，不仅开发了许多新型外饰产品，即使是同类建材产品，其更新换代的连度也越来越快，这特别反映在高层建筑的幕墙上。 ? 常见的幕墙有三大类：玻璃幕墙、金属幕墙和组合幕墙。 1.玻璃幕墙 ? 自50年代初第一批玻璃幕墙建筑出现以后，在最早的普通玻璃基础上，发展出镜面反射玻璃、镀膜玻璃、中空隔热玻璃、弧形热弯玻璃等; 同时安装技术和粘接材料的进步, 也出现了半隐框玻璃幕墙和全隐框玻璃幕墙。 ? 玻璃幕墙具有光洁、平滑及富有光影变化、良好的透光性,富有节奏和韵律的变化。其缺点是:能量损耗较大，对防火不利，可能会因反光或对周围建筑反射热源引起法律纠纷，造价较高等 2.金属幕墙 ? 常用的金属幕墙主要是复合铝板幕墙。这种复合铝板在两层铝板间夹有热工性能较好的其它非金属轻质、柔韧材料，以便减轻荷载和便于施工切割、弯折。此外，还有较高档的蜂窝铝板，即在两片铝板间夹有蜂窝状金属层，使铝板外墙具有很好的热工性能和结构强度。 ? 金属幕墙有两种：一种是按自然层高和开间宽为基本单位，在工厂进行包括窗的制做加工，然后运到现场整体组装(此种方法国外用的较多); 另一种是在设计上进行好立面的分格，按所分格的单元进行现场安装施工，我国现有的金属幕墙多为此种。 早期金属幕墙的色彩仅为铝合金的本色，随着氧化镀膜技术的发展，金属幕墙色彩的选择性大了许多，对金属表面的反光率也可以按建筑师的要求来控制加工，有反光、亚光及压花等多种处理，可形成不同的肌理感觉。 3.组合幕墙 ? 由于单一的玻璃幕墙或金属幕墙在造型上各有利弊，出现了综合运用玻璃幕墙和金属幕墙的造型设计，有些甚至以花岗岩板材代替铝板，与玻璃组合。这种组合幕墙已成为当前高层办公综合建筑造型设计中较常用的表现要素。 　 ? 合幕墙常用材料有玻璃及彩色釉面玻璃、铝板、不锈钢板或条、磨光花岗岩板等。这些材料都具有坚韧、光洁的共性,因而易产生协调和统一。而磨光花岗岩板在不同角度的射光下，具有不同的特点：如镜面反光效果和表现花岗岩纹理图案和色彩的效果等。 三、幕墙设计、施工与维护 ? 1.设计、安装 ? 如果要求幕墙有一个整体效果，减低框格的感觉，可以选择全隐框的镶嵌方法；相反如果要求格子的装饰性，也可以显