浅谈幕墙结构的分类及特点

     幕墙(Curtain Wall)早在150年前(19世纪中叶)就已在建筑工程中使用，由于受当时材料和加工工艺的局限，幕墙达不到绝对水密性、气密性、抵抗各种自然外力的侵袭(如风、地震、气温)、热物理因素(热辐射、结露)以及隔音、防火等要求，一直得不到很好的发展及推广。

　　我国建筑幕墙行业从1983年开始起步，三十年来建筑材料及加工工艺的迅速发展，各种类型的建筑材料研制成功，如各种密封胶的发明及其它隔声、防火填充材料的出现，很好地解决了建筑外围对幕墙的指标要求，并逐渐成为当代外墙建筑装饰新潮流。

　　今天，幕墙不仅广泛用于各种建筑物的外墙，还应用于各种功能的建筑内墙，如通信机房、电视演播室、航空港(机场)、大车站、体育馆、博物馆、文化中心、大酒店、大型商场等。

　　面对幕墙新工艺层出不穷，新材料琳琅满目,为了帮助行业读者，建立系统的、综合的“幕墙结构”知识体系，中国幕墙网特别制作“幕墙结构分类及特点”大百科栏目。

　　幕墙分类目录树

　　铝合金/PVC（词条“PVC”由行业大百科提供）/铝包木/实木门窗 (32)

　　1.全玻幕墙　是一种全透明、全视野的玻璃幕墙，利用玻璃的透明性，追求建筑物内外空间的流通和融合，使人们可以透过玻璃清楚地看到玻璃的整个结构系统，使结构系统由单纯的支承作用转向表现其可见性，从而表现出建筑装饰的艺术感、层次感和立体感。具有重量轻、选材简单、加工工厂化、施工快捷、维护维修方便、易于清洗等特点。其对于丰富建筑造型立面效果的功效是其他材料无可比拟的，是现代科技在建筑装饰上的体现。

　　2.点接驳式全玻幕墙　每一分格玻璃用点接驳钢件以点连接形式固定，其所承受的各种荷载（词条“荷载”由行业大百科提供）和作用(风荷载、地震作用、温度作用等)通过点接驳钢件、钢爪传递到受力支撑结构系统，再由中间受力支撑结构体系传递给主体结构;点接驳钢件采用球状铰接螺栓(可自由转动)，且球状铰接螺栓的转动中心与玻璃重心是一致的，可以消除由于外力(风荷载、地震作用、温度作用等)引起的玻璃位移。点接驳钢爪有“H”形和“X”形等几种形式。支承玻璃的受力支承结构系统可以是玻璃肋、钢桁架也可以是不锈钢拉杆、拉索或混合结构。因此点接驳全幕墙可分为玻璃肋点接驳全玻幕墙、钢桁架点接驳全玻幕墙、拉索式点接驳全玻幕墙、混合结构形式点接驳全幕玻墙。

　　3.拉杆式点接驳　　全玻幕墙是不锈钢拉杠柔性支承结构代替刚性（词条“刚性”由行业大百科提供）桁架结构。拉杆式点接驳全玻璃幕墙采用预应力双层拉杆结构。一般设计成对称型，这是因为幕墙不仅要承受正风压，还要承受负风压，正风压的承力索在负风压时就变成了稳定杆;而负风压的承力杆在正风压时则变成稳定索。这样就保证了在正负风压的情况下，双层拉杆结构的受力完整性。双层拉杆结构的施工与设计的联系十分紧密，设计时，必须预先考虑施工的步骤，尤其必须预先规定好张拉预应力和铺设面板的步骤，实际施工时必须严格按照规定的步骤进行。

　　4.拉索式点接驳　　全玻幕墙是不锈钢索柔性支承结构代替刚性桁架结构。拉索式点接驳全玻璃幕墙采用预应力双层悬索结构。一般设计成对称型，这是因为幕墙不仅要承受正风压，还要承受负风压，正风压的承力索在负风压时就变成了稳定索;而负风压的承力索在正风压时则变成稳定索。这样就保证了在正负风压的情况下，双层悬索结构的受力完整性。双层悬索结构的施工与设计的联系十分紧密，设计时，必须预先考虑施工的步骤，尤其必须预先规定好张拉预应力和铺设面板的步骤，实际施工时必须严格按照规定的步骤进行。

　　5.钢桁架点接驳式　全玻幕墙是采用钢结构为支撑受力体系的玻璃幕墙，所用的钢结构可以是圆钢管钢杠，也可以是鱼腹式钢铰支桁架或其它形式铰支桁架。钢结构上安装钢爪，面板玻璃四角开孔，钢爪上的紧固件穿过面板玻璃上的孔，紧固后将玻璃固定在钢爪上。此结构选材灵活、施工简单。

6.框架式(元件式)幕墙

　　框架式(元件式,构件式)幕墙的竖框(或横梁)先安装在主体结构上，再安装横梁(或竖框)，竖框和横梁组成框格，面板材（词条“板材”由行业大百科提供）料在工厂内加工成单元组件，再固定在竖框和横梁组成的框格上。面板材料单元组件所承受的荷载要通过竖框(或横梁)传递给主体结构。该结构较常见的形式是：竖框和横梁现场安装形成框格后将面板材料单元组件固定于骨架上，面板材料单元组件竖向接逢在立柱上，横向接逢在横梁上，并进行密封胶接逢处理，防雨水渗透、空气渗透（词条“空气渗透”由行业大百科提供）。

　　框架式(元件式)幕墙主要特点

　　1.施工手段灵活，工艺较为成熟，经过较多工程实践检验，是目前采用较多的幕墙结构形式。

　　2.主体结构适应能力强，安装顺序基本不受主体结构的影响。

　　3.采用密封胶接逢处理，水密性、气密性好，具有较好的保温、隔声降噪能力，具有一定的抗层间位移能力。

　　4.面板材料单元组件工厂制作，结构胶使用性能有保证。

　　5.大量安装工序现场进行，要求现场管理工作量大。

　　6.密封胶施工要求严格，前期清洗、打胶过程对工人素质要求高;安装打胶控制点多，工序多，要求工程管理质量高。

　　7. 单元式幕墙 是由许多独立的单元组合而成，每个独立单元组件内部所有板块安装、板块间接缝密封均在工厂内加工组装完成，分类编号按工程安装顺序运往工地吊装（词条“吊装”由行业大百科提供），安装可与主体结构施工同步进行(相差5-6个楼层即可)。通常每个单元组件为一个楼层高(或二、三个楼层高)、一个分格宽，单元与单元之间采用阴阳镶嵌的结构形式，即单元组件的左右竖框、上下横框都是和相邻单元组件对插，通过对插形成组合杆，从而形成单元组件间接逢。单元组件的竖框直接固定在主体结构上，所承受的荷载是由单元组件的竖框直接传递到主体结构。

　　其主要特点为：

　　1.幕墙单元工厂内加工制作易实现工业化生产，降低人工费用，控制单元质量;大量的加工制做、准备工作在工厂内完成，从而缩短幕墙现场施工周期和工程施工周期，为业主带来较大的经济效益和社会效益。

　　2.单元与单元之间阴阳镶嵌连接，适应主体结构位移能力强，能有效吸收地震作用、温度变化、层间位移，单元式幕墙较适用于超高层建筑和纯钢结构高层建筑。

　　3.接逢处多使用胶条密封，不使用耐候胶(是目前国内外幕墙技术的发展趋势)，不受天气对打胶的影响，工期易控制。

　　4.由于单元式幕墙主要在室内施工安装，主体结构适应能力较差，不适用于有剪力墙和窗间墙的主体结构。

　　5.要求有严格的施工组织管理，施工时有严格的施工顺序，必须按对插的次序进行安 装。对主体施工用垂直运输设备等施工机械的安放位置有严格限制，否则将影响整个工程的安装。

　　8. 半单元式幕墙 是先在主体结构上安装竖框或竖框与横梁组成的框架，竖框和相邻竖框对插，通过对插形成组合杆。单元组件(装饰面板)再固定在竖框或横梁上。一般有两种结构形式：一种是竖框先安装在主体结构上，竖料上装有挂接板块的装置，横梁与面板材料组成单元板块，板块挂接竖料上。竖向接缝在竖框上，横向采用上下单元板块对插接缝，进行接缝处理，形成整片幕墙。另一种是竖框与横梁组成框架，固定于主体结构上，面板组成独立的小板块，挂接于框架上。竖向接缝在竖框上，横向接缝在横梁上，并进行接缝处理，形成整片幕墙。

　　其主要特点是：

　　1.竖框采用对插形式，变位适应能力强，具有较强的层间位移调节能力，抗震性能好。

　　2.竖框通过对插形成接逢，对地震作用、温度变化等引起的变形适应能力好，且位移时噪声小。

　　3.易实现工业化生产，可减少现场加工、安装工序，易于控制工程质量。

　　4.现场施工周期短，接逢处多使用胶条密封，一般不使用耐候胶(是目前国内外幕墙技术的发展趋势)，不受天气对打胶的影响，易缩短施工周期。

　　5.可交叉作业施工，施工手段灵活，受主体结构影响小。

　　6.维修保养方便，维护、更换板块时不影响周围板块。

　　9.双层呼吸式幕墙：图片1　　图片2(右)

　　功能要点――智能化、节能：双层幕墙的导热、遮阳特性，可以明显减少楼宇内的能量消耗。通过被动使用光能，冬季通过双层幕墙的热量损失可减少30%，夏季通过夜间散热，可使用户减少使用空调，从而减少能量的损耗。如果夜间散热和遮阳板使用正确，还可以保持室内温度低于室外。

　　通风、防尘：自然通风，即使天气恶劣，也一样可以开窗换气。减少空调综合症的发生，提高人们的生活质素和工作效率。

　　隔音：研究检测，对隔音效果影响最大的是通风口的开口位置。即使窗户开放，双层幕墙仍可达到单层幕墙窗户关闭时的隔音效果。不仅隔断室外噪音，而且也隔断房间之间和楼层之间的噪音。

换气过程―――夏季，出风口开启，依据热压（词条“热压”由行业大百科提供）原理(烟囱效应)，冷气会从进风口进入双层幕墙的空气缓冲层;进行热交换后，热空气从出风口排出。若内层幕墙开启，也可将室内顶部的热空气同时排出。冬季，出风口关闭，空气缓冲层在温室层的作用下，缓冲层温度会高于室外，从而也提高内层幕墙外表面温度，这样会大大降低室内热损失。

　　10.销钉式结构：此结构属石材干挂（词条“干挂”由行业大百科提供）技术第一代产品，是在石板的上下端面钻孔，采用托板与销钉固定。此结构简便，但板面为局部受力，易产生挤压应力，板块抗变形能力不好，且板块破损后不宜更换，适用于低层建筑。

　　11半圆槽结构：此结构属石材干挂技术第二代产品，是指在石板的上下端面铣成半圆槽口，采用托板及半圆勾板固定，此结构受力较销钉合理，较易吸收变形，考虑到强度问题，一般多用不锈钢勾板，但板块破损后不宜更换，适用于低层建筑。

　　12.通长槽固定方式：此结构是在石板上下端面开设通长槽口，采用铝合金通长勾板固定，其特点是受力合理，可靠性高，板块抗变形能力强，且板块破损后可实现更换要求，适用于高层建筑。

　　13背栓（词条“背栓”由行业大百科提供）式结构：此结构属石材干挂技术第三代产品，是目前世界上较先进技术，在国内，只有我公司有此技术、加工和施工技术及进口专用加工设备，是国内石材幕墙技术发展的方向，其特点是实现石材的无应力加工，石材背面采用不锈钢胀栓连接，连接强度高，节省强度值约30%左右，板块抗变形能力强，且板块破损后可实现更换要求，适用于高层建筑，我公司在上海浦东国际金融大厦首次采用此种技术。

　　石材干挂工艺的比较

	T型不锈钢挂件挂法	小单元铝挂件干挂法	慧鱼背栓式挂法
1. 节点构造s及特点	板材侧面开短槽，T片固定，挂件板片与板材接触为面接触	板材侧面开槽，钩挂件固定，挂件与板材接触为面接触	板材背部钻孔，德国慧鱼后切锚栓固定，锚栓与板材为立体嵌入式固定
2. 受力方式	T板受剪，石材局部受剪，大面受弯，板材边部固定	挂件受剪，石材局部受剪，大面受弯，板材边部固定	锚栓受拉压，石材局部受剪压，大面受弯，板材中部固定
3. 板材的安装	挂件上开有前后调节的长圆孔，安装简单	挂件前后不可调节，对龙骨及附件安装精度要求高，安装有一定难度	挂件前后不可调节，对龙骨及附件安装精度要求高，安装有一定难度
4. 适用的龙骨体系	钢龙骨螺栓连接体系	铝合金龙骨体系或铝合金和钢材共用的体系	铝合金龙骨体系或铝合金和钢材共用的体系
5. 成本	钢材及不锈钢含量较低，综合成本低，一个挂点的8元	铝合金含量较高，成本居中，一个挂点元，但挂件数量比T挂件增加一倍	因钻孔需要特殊设备，并且必须购买配套设备和锚栓，设备和背栓均为进口，成本很高，一个挂点25元，挂点数量比T挂件增加约一倍
6. 施工工期	钢件可调节性好，施工简便，工期短	挂件调节要求高，施工有一定难度，工期较长	挂件调节要求高，施工有一定难度，工期较长
7. 外观效果	挂件可调节性高，容易保证外立面的平整度，装饰效果好	合理的调节构造设计，可保证外立面的平整度及装饰效果	合理的调节构造设计可合格证外立面的平整度及装饰效果，可通过胶缝不打胶凸显石材幕墙的质感和立体感
8. 板材挂件位置的加工	板材现场加工，若有现场尺寸误差可相应调整	板材工厂或现场加工，尺寸可以以调整	板材钻孔工厂加工，现场尺寸不易调整
9. 板材的维修和更换	维修和更换方便，更换时彩一托一的挂件固定	板材更换可以	板材更换可以，但是需要先拆除上部一块板材
10. 挂件防腐蚀（词条“防腐蚀”由行业大百科提供） 性	材质为不锈钢，防腐蚀（词条“腐蚀”由行业大百科提供）性能好	材质为铝合金，防腐蚀性能好	材质为不锈钢，防腐蚀性能好
11. 其它	适用于打密封胶的石材幕墙体系，但可以通过退缝打胶来保证石材的立体感	可用于开缝式体系和打胶的石材幕墙体系	适用于不打胶的开缝式石材幕墙体系

　　14. 铝塑复合板与铝单板的比较

	铝塑复合板	铝单板
表面处理	辊涂法、涂层质量好，色差小	喷涂（词条“喷涂”由行业大百科提供）法，质量略低于辊涂法。
加工成形	加工简单，设备投资少,可以用手提工具在现场加工。	需重型设备剪切、折弯（词条“折弯”由行业大百科提供），加工复杂
表面平整度	非常好	好
重量、隔热等	重量轻(比相同刚度铝单板轻40%)隔热、隔音、减振性好	比复合板重，隔热性等差
折弯角部	需加强	不需
背部加强做法	用结构胶粘加强筋	可用闪光焊螺桩固定加强撑
防火性	中间芯层分二种：①PE：可燃,建议只在20m以下使用。②不燃型：可不受限制	不燃，使用范围不受限制

　　15 铝合金/PVC/铝包木/实木门（词条“实木门”由行业大百科提供）窗

　　以下用以铝合金门窗（词条“铝合金门窗”由行业大百科提供）为例展开介绍：在我国已广泛应用于各类建筑，它具有优越的物理性能。使用铝合金门窗的建筑不仅外观美，而且铝合金门窗漏气量小，可降低能耗，其优异的水密性能保护了室内高级装修，可避免雨水渗漏（词条“渗漏”由行业大百科提供）造成的破坏。公司生产的平开窗、推拉窗均已系列化、标准化。产品具有采光（词条“采光”由行业大百科提供）、通风、防风雨、隔声、防尘、防盗等使用功能，能为人们提供安全舒适的室内居住环境。铝合金型材（词条“铝合金型材”由行业大百科提供）料的表面可加工成银白色、咖啡色、古铜色、金黄色、黑色等多种色彩，而且表面光洁度极高，为家居环境增添色彩。其中平开窗可采用多种高、中档配件，实现客户的不同需要，高档两点锁在门窗产品的应用，使门窗性能等级提高到A1级。门窗玻璃可选用中空玻璃、珠片花纹玻璃（词条“花纹玻璃”由行业大百科提供）、磨砂玻璃等。中空（词条“中空”由行业大百科提供）玻璃窗隔声性能达到30dB，保温性能的传热系数（词条“传热系数”由行业大百科提供）在3.9W/m2.K左右。

　　节能环保铝合金门窗技术性能

　　(1)优越的保温性能，节能效果显著。根据需要，采用不同的断热铝型材及中空玻璃配置，可获得不同的传热系数K 值，以满足不同地区的节能需求。

　　(2) 利用压力平衡原理设计有结构排水系统。

　　(3) 等强度穿条（词条“穿条”由行业大百科提供）式断热铝型材。断热条的强度及热变形性能与铝型材相近，并采用先进的压纹复合工艺，保证断热型材具有足够的抗拉伸和抗剪切强度及抵御热变形能力。

　　(4) 窗体强度高，坚固耐用。抗风压变形能力强，可用于高层公共建筑及民用住宅，且可做成较大规格(5) 精选优质五金配件（词条“五金配件”由行业大百科提供），操作手柄人性化设计。方便灵活，美观舒适,坚固耐用。

　　(6)成熟完善的门窗加工工艺，配以高精密程序控制加工中心进行加工，规模化批量生产，质量稳定可靠。

　　(7)铝型材通过四种表面处理方式(阳极氧化、电泳涂漆、静电喷塑、氟碳喷涂)，可获得任意所需颜色及效果，并可达到门窗的室内外表面不同颜色，满足不同使用者对颜色效果的需求。

　　(8)门窗整体长寿命设计，铝型材、五金配件、密封橡胶条等均具有较高的耐老化和耐腐蚀性能，尤其耐老化性能和开启的灵活性，远远优于塑钢门窗。

　　(9)所有材料均可回收再利用，属绿色建材环保产品，符合可持续性发展的战略。

　　(10)节能环保铝合金门窗，根据不同建筑风格及使用功能要求，可选择多种开启形式： 如：平开式、内倾式、侧滑式、上悬式、中悬式、立轴回转式、推拉式、平开和内倾兼有的复合式等。

　　(11)开启和锁紧灵活，经久耐用，每种产品，每一个使用动作都经过严格检验和测试，疲劳试验次数达10万次以上。

　　“十二五”期间中国将大力发展建筑节能相关产业，我国将对5.7亿平方米建筑进行节能改造，这对建筑幕墙产业无疑是一次快速发展的机遇。中国幕墙产业经过多年的发展，产销量呈现快速发展态势，已成为全球幕墙生产与使用大国。中国幕墙每年生产安装各类建筑幕墙约5,500万平方米，年产值近1,200亿，市场总量已占世界总量的60%以上。

　　在未来，幕墙类型和工艺与科技的结合，全力响应全球节能减排的号召，智能型幕墙，如太阳能光伏幕墙、通风道呼吸幕墙、感应风雨智能幕墙等，将展示出建筑的独特魅力。