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玻璃幕墙新技术的实践应用研究

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叶知 | 2020-7-23 13:45
◎ 中文题名 玻璃幕墙新技术在建筑外墙装饰设计中的应用
◎ 英文标题 
◎ 文章编号 
◎ 作  者 陈挺
◎ 作者机构 陕西鼓风机(集团)有限公司
◎ 刊  名 房地产导刊
◎ 期  号 第36期
◎ 页  码 82
◎ ISSN 1009-4563
◎ 出版日期 2019
◎ 来  源 《节能与环保》 2020年第C1期 P107-108页
◎ 分 类 号 TU238.1
◎ 关 键 词 玻璃幕墙,新技术,外墙装饰,应用
◎ 摘  要 
玻璃幕墙由于通透性强、造价低、重量轻、艺术性好等优点,逐步受到设计师的青睐.同时,随着技术的进步,有力地推动了玻璃幕墙的广泛应用,新型玻璃幕墙不断涌现.本文主要结合实践工程,以玻璃幕墙新技术作为研究对象,针对新技术在建筑外墙装饰中的应用,对关键新技术进行较为系统化的分析.
◎  正  文

关于玻璃幕墙的历史及社会背景,自上世纪九十年代初玻璃幕墙被日本建筑师传入我国建筑行业以来,玻璃幕墙逐步受到我国建筑师和建筑设计师的青睐,我国迅速发展成世界上首屈一指的玻璃幕墙生产大国和世界第一玻璃幕墙应用大国。它的主要优点包括通透性强、造价低、重量轻、艺术性好等。现在国内玻璃幕墙产品存在的主要问题包括拥有自主知识产权的玻璃幕墙产品少,大多数都是国外企业的代工产品;缺乏与国际市场竞争的玻璃幕墙制造技术,无法达到国际市场的要求;能耗问题也是困扰玻璃幕墙发展的重要因素。基于上述问题,我国2005年出台了有关玻璃幕墙的新的国家标准《公共建筑节能设计标准》。其中规定玻璃幕墙的使用率不得超过国家的标准和要求。这就要求我们必须开发新的玻璃幕墙材料。

一、历史上玻璃材料在建筑上应用过程
两河流域的原住民最早发明了利用沙子制作玻璃材料的方法。在一次偶然的社会生产实践中,他们发现了一种方法可使二氧化珪中的组成成分在冷凝过程中不结晶。从此世界上较为容易获得的沙子成为玻璃的主要原材料。在距今5600多年前的古埃及法老的金字塔中,德国考古学家首先发现了缘色玻璃。在玻璃发明的初期,由于生产工艺的限制,使其在建筑应用中主要使用在简单的装饰上,且以玻璃马赛克和半透明玻璃居多,玻璃纯度不够,无法成为今天透明状的玻璃。从1620年意大利发明家发明了高纯度的彩色玻璃开始,玻璃被正式当做建筑材料使用。当时玻璃主要应用于口窗制作,但是由于价格问题导致玻璃的使用范围及使用面积都很有限,比如发明百叶窗的最初原因就是为了保护窗户上的玻璃,这充分证明了当时玻璃的稀缺。17至18世纪是玻璃的兴盛时代,法国人在当时发明了新型的玻璃制造方法,该种方法提升了玻璃的质量,降低了玻璃的造价,所以玻璃的性价比越来越高,因此当时的建筑师大量使用玻璃材料做为建筑材料。在这一时期,教堂、住宅、王宫都开始大量使用玻璃做为口窗的主要装饰材料。上世纪五十年代,出现了一种新型玻璃。这种玻璃和以往的玻璃相比无论是在玻璃的大小上还是在玻璃的平整度上都有了较大程度的优化,因此玻璃被更广泛地应用到了建筑领域。

二、玻璃幕墙发展阶段
玻璃幕墙快速发展阶段起源于上世纪六十年代并一直延续到上世纪八十年代。此阶段以美国为代表,其主要特征是以玻璃幕墙为建筑外墙装饰的摩天大楼迅速增长。产生这种现象的主要原因包括:第一,玻璃幕墙材料的使用可以节省建筑周期;第二,由于玻璃幕墙安装和维护方便,因此玻璃幕墙材料的使用同时还能节省大量的劳动力;第三,玻璃幕墙可以满足预制化的工业建筑风格的需要。例如,美国弗吉尼亚州的洛肯斯大楼(Lukens Building)的玻璃幕墙完全就是按照预制化的建筑模式建筑完成;第四,在当时美国大量的建筑工程师及科研人员的努力下,玻璃幕墙的粘结性能、保温性能、遮光性能等方面都有较大的进步,更多的新技术和新材料应用到了新型玻璃幕墙的研制上面并取得了较大的成功。例如,美国纽约州佛洛斯大楼(FloatBuilding)的玻璃幕墙就采用了当时最先进的半隐框玻璃幕墙技术。

三、新型玻璃幕墙材料
(一)热反射镀膜玻璃
此种玻璃的主要特点包括:第一,利用镀膜太阳光反射技术来控制阳光在镀膜玻璃的透过性;第二,热反射玻璃的基本原理就是通过玻璃的热反射作用将两成到四成的远红外线反射到室外;第三,在色散及眩光方面的控制上,热反射镀膜玻璃能够较好地通过控制光线柔和度和舒适度来调节室内光环境;第四,热反射玻璃还能较好地节约空调用电量,减少夏天电费支出,达到节能减排的目的。

(二)低福射玻璃和多功能镀膜玻璃
此类玻璃被大量应用于美术馆、科学楼等高层建筑的玻璃幕墙项目。此类玻璃的主要特点包括:其一,因为反射红外线的能力,所以具有较强的保温性能。特别是对远红外线的反射率可以达到八成以上,相比较而言,对于可见光的通透率可达到九成。这样既保证了室内光线的充足又能有效地调节室温、控制室内湿度的快速变化;其二,在高寒地区,还可以通过将红外线反射进室内的方法实现保温功能,从而大幅度地提高了光能的利用率;其三,此类玻璃常常被用来制作中空玻璃幕墙,提高控制能力;其四,此类玻璃幕墙材料还对自然光有选择性,能够过滤掉对人体有害的射线,能够过滤掉诱使室内装潢散发甲醛的远红外线,能够过滤掉引发室内陈设褪色的紫外线,能够吸收部分让人眩光的可见光。

(三)自清洁玻璃
玻璃幕墙经常面临着玻璃表面的水锈、灰尘难以清洗的问题,这些问题会影响玻璃幕墙的正常采光和观赏。自清洁玻璃就是为了解决这种问题而产生的。自清洁玻璃的工作原理是:首先,为解决玻璃表面在冬季冷凝的现象,在玻璃内部安置电热夹层,玻璃表面因为有弱电流的通过而产生热量;其次,为防止灰尘在玻璃表面不断积累,自清洁玻璃表面一般会涂上一层不粘涂层;最后,为防止油渍,在玻璃表面附着一层反应涂层,通过紫外线照射将油渍自然分解。

(四)中空玻璃
此种玻璃的优点是隔热性能较其他玻璃材料有着明显的优势。主要特点包括:其一,中空玻璃热阻较大,室内外的热交换不显著,建筑在冬天的取暖能耗小,在夏天冷气保持更持久;其二,中空玻璃的中间空气层,水分与无机干燥剂产生化学反应,进而减弱了水蒸气在空气层结露的问题;其三,中空玻璃的隔音效果也非常明显,与其他玻璃相比中空玻璃的隔音效果至少要提高10%,即减少噪音达到30分以上。

参考文献:

[1]王伟,王宁宁.解读玻璃幕墙施工质量控制及安装技术[J].居舍,2018(26):94.

[2]张小勇.玻璃幕墙节能环保设计简要分析[J].中国建筑装饰装修,2018(09):112-113.

[3]冯天贵.玻璃幕墙施工技术中的关键控制探究[J].建材与装饰,2018(39):30-31.

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