建筑幕墻受到廣大建筑師的青睞,在國內(nèi)的應用量很大。但幕墻的技術水平與國外相比還存在一定差距,原因很多,一方面幕墻技術的發(fā)展受市場接受程度的制約,許多新技術、新材料、新理念的應用都必須被建筑市場接受,才會得到廣泛的應用和發(fā)展;另一方面幕墻的造價問題往往起到?jīng)Q定性作用,企業(yè)在激烈的市場競爭中不得不展開價格戰(zhàn),結果使我國幕墻的整體技術發(fā)展緩慢,與巨大的市場相脫節(jié);第三方面與企業(yè)在科研方面的投入相關,企業(yè)的設計和研究人員為了應付繁重的工程任務,很難投入精力來研究幕墻節(jié)點的設計問題。
    從幕墻行業(yè)整體看來,國內(nèi)仍以普通框架幕墻為主,近些年發(fā)展起來的在技術方面較有優(yōu)勢的單元幕墻和雙層幕墻等得不到應有的發(fā)展。而且在技術方面不論是那一類幕墻,與國外幕墻發(fā)達的國家相比均有一定的差距,這一點需要我們思考,更需要多方面的投入。
    本文試圖通過近些年的試驗室檢驗和工程案例的分析,將工程中容易被忽視的問題總結出來,對幕墻節(jié)點設計提出一些看法,不一定全面和正確,僅供參考。 
    幕墻設計存在的問題
    1.隱框幕墻現(xiàn)場打注結構膠
    現(xiàn)行規(guī)范JGJ102和GB/T50210中均對結構膠的打注環(huán)境提出要求,規(guī)定隱框幕墻應在符合條件的專用房間內(nèi)進行,不能在施工現(xiàn)場打注結構膠。但在試驗室檢測和工程質(zhì)量檢測時現(xiàn)場打注結構膠的現(xiàn)象仍時有所見。尤其是半隱框幕墻,在隱框部分節(jié)點設計時采用無副框結構,直接用結構膠粘接。這種設計方面的缺陷,必然給工程造成潛在的安全問題。
    更有甚者,在北京某工程中,隱框幕墻玻璃單元沒有副框,均靠少許結構膠和雙面貼與橫梁立柱粘接,造成巨大的工程隱患。

2.隱框幕墻中空玻璃的設計和選用存在問題
    采用中空玻璃是解決幕墻隔熱問題的有效方案,但由于設計人員的誤解,往往將靠近室內(nèi)的一片設計成普通浮法玻璃,且厚度比外片薄1~3mm,達到降低幕墻成本的目的。但我中心的試驗發(fā)現(xiàn),這種設計存在一定的問題,經(jīng)常內(nèi)片發(fā)生爆裂,達不到預期的效果。建議在工程中盡量選用雙鋼化的中空玻璃,且雙片玻璃厚度差控制在為2mm之內(nèi)。
    在北京的某個幕墻工程,采用8T+12A+6F外片鋼化內(nèi)片普通浮法玻璃的隱框中空幕墻,工程還沒有交工,已有250多片玻璃發(fā)生炸裂,嚴重危機使用者的安全。初步分析認為內(nèi)外溫差、安裝誤差和中空玻璃副框設計的失誤是造成玻璃炸裂的主要原因。
    3.玻璃自爆的控制
    玻璃自爆是目前門窗和幕墻行業(yè)需要解決的問題。我國現(xiàn)行規(guī)范JGJ102和JGJ3035對玻璃的引爆處理沒有作出明確的規(guī)定,致使許多工程業(yè)主和幕墻設計人員忽視對玻璃設計、選用和加工質(zhì)量的要求,致使許多工程的鋼化玻璃自爆現(xiàn)象相當嚴重。新近執(zhí)行的GB/T50210-2001對幕墻玻璃的引爆處理提出明確的要求,8mm以下的鋼化玻璃須進行引爆處理,并且對玻璃加工提出要求,希望引起足夠的重視。
    4.無防噪音設計
    幕墻因熱脹冷縮和風力等原因,會在金屬件之間產(chǎn)生摩擦噪音。而這種噪音與相對高檔的幕墻建筑很不協(xié)調(diào)。國內(nèi)企業(yè)為了降低幕墻系統(tǒng)的價格,基本上不考慮防噪音設計,因此幕墻工程產(chǎn)生噪音的現(xiàn)象比較嚴重。
    5.不可拆卸性設計
    目前我國通行的幕墻體系均在外部進行安裝施工,幕墻的可拆卸問題被忽視,以至幕墻整體完工后,進行局部更換變得相當困難,尤其是石材幕墻和單元式幕墻,這種現(xiàn)象比較嚴重。希望設計者充分考慮幕墻的可拆性,降低幕墻的運行和維護費用。在歐洲考察時,看到某企業(yè)的辦公樓石材幕墻可模擬一年四季的變化進行面材更換,足以說明幕墻的可拆性并不困難,而且非常必要。
    國內(nèi)技術比較先進的企業(yè)已經(jīng)注意到幕墻可拆卸性設計的重要性,如石材幕墻的背栓結構和小單元結構、單元幕墻和小單元幕墻的組合設計等。
    6.開啟扇掛接結構無防脫設計
    目前,開啟扇采用掛接結構形式比較多,在重力作用下開啟扇保持垂直穩(wěn)定狀態(tài),并且在上部一般設有披水膠條,看上去比較完整、可靠。但工程案例證明,僅靠重力作用并不可靠,仍會有滑脫的可能,因此建議在掛鉤上部設置壓板固定,做到萬無一失。 
    國外流行的設計理念
    1.“環(huán)保施工”,現(xiàn)場不打密封膠,不進行結構件的焊接
    所謂的環(huán)保施工,有兩方面的含義:現(xiàn)場不打密封膠,不焊接。由于現(xiàn)場施工條件較差,并且施工質(zhì)量容易受到工人責任心和情緒的影響,因此在歐洲更看重結構設計本身的重要性,很多節(jié)點采用結構化防水,不再依靠密封膠被動防水的設計理念,使幕墻的整體性能提高到一個新的層次。
    結構化防水設計在歐洲和北美比較流行,采用扣板和EPDM膠條相結合,利用等壓原理和雨幕原理對幕墻節(jié)點構造進行合理設計,在降雨量不大的地區(qū),采用這樣的結構比較實用,且成本低,性能可靠。
    現(xiàn)場焊接,包括予埋件的焊接在國內(nèi)引起過很多爭論,但在歐美和南亞國家更普遍采用設計本身完成轉接件的最后定位。如采用齒嚙合長孔、齒嚙合角板和防滑動螺母等技術設計轉接件,避免焊接帶來的諸多缺陷。
    2.采取措施降低幕墻噪音
    為了降低噪音,國外的幕墻設計師作過很多研究,在金屬件的連接部位采用其它柔性材料的襯墊,當幕墻的橫梁和立柱發(fā)生位置變化時能夠起到緩沖作用,降低幕墻的運行噪音。
    3.幕墻的可拆卸性
    絕大部分幕墻采用室外安裝和拆卸,一旦部分板塊破損,維修將變得相當困難。意大利某公司設計開發(fā)出一套成功的幕墻體系,在幕墻的橫料和豎料之間不用螺栓等緊固件連接,采用鋼柱叉接,并且在鋼柱外包有護套,使橫料和豎料之間可自由伸縮,并且不會產(chǎn)生噪音。橫料叉接件采用定位銷定位,需要拆卸時僅需要將定位銷推到橫料內(nèi)部即可將橫料和豎料分開,實現(xiàn)任意拆卸。
    4.幕墻平面度的可調(diào)性設計
    ⑴ 轉接件的三維可調(diào)性
    發(fā)達國家更強調(diào)人和自然的融合,幕墻既不能反光太多,又不能發(fā)生較大的影像畸變,非常注重幕墻的平面度調(diào)整問題,因此三維可調(diào)轉接件被廣泛采用。國內(nèi)許多企業(yè)這方面也很重視,自行開發(fā)很多實用的三維可調(diào)的轉接件。
    ⑵ 中空玻璃設有均壓孔
    由于中空玻璃合片地點和幕墻的施工地點可能會有大氣壓力、空氣溫度、空氣密度和海拔高度等方面的差異,如果采用一次性封死,就有可能造成中空玻璃的“外凸”或“內(nèi)凹”現(xiàn)象,不可避免地發(fā)生較大的影像畸變。因此在國外有些特殊要求的工程中,在中空玻璃合片時預留防塵良好的均壓孔,在安裝現(xiàn)場完成最后的密封,這樣即可避免運輸過程中的破損又可實現(xiàn)最后的玻璃板片的平面度恢復。
    5.重視高科技應用
    采用光電技術、太陽能綜合利用技術、智能化雙層幕墻技術等高新技術,并注意新材料的推廣和應用,如自潔玻璃、多功能復合膠條、自潔膜等,充分體現(xiàn)以人為本的設計理念,營造高標準的生態(tài)環(huán)境。