建筑幕墙第四章

1、第四章 构件式玻璃幕墙构件式幕墙（the mullionsystem）在工厂制作的是一根根元件（立柱、横梁）和一块块玻璃（组件），再运往工地将立柱用连接件安装在主体结构上，再在立柱上安装横梁，形成幕墙框格后安装固定玻璃（组件）。构件式幕墙是在主体结构上安装杆件（立柱、横梁）形成框格的，框格的外形、尺寸及外表面平整度是在杆件安装过程中调整、定位、固定形成的，杆件安装完毕形成固定在主体结构上的框格后，再安装玻璃（金属板、石板、装配玻璃组件等）形成幕墙，面板的接缝在一根整体杆（立柱、横梁）上，这个杆件在型材挤压时就是一个整杆件，面板固定在这个杆件上。上墙安装时先安装杆件，此时由于尚未安装面板，人可在

2、外侧操作，对杆件进行调整、定位后固定，在杆件安装定位固定后再安装面板。 隐框幕墙在工厂制作时一部分为元件（立柱、横梁），另一部分为小单元组件（包括用结构胶将玻璃和铝合金型材付框粘接在一起所组成的玻璃装配组件，金属板组件、花岗石板组件等），这些小单元组件高度比一个楼层高度小，不能直接安装在主体结构上，而要首先将立柱（横梁）安装在主体结构上，再将小单元组件固定在立柱（横梁）上。建筑幕墙构造设计应便于更换面板，要能做到可以随时单独更换任何一块需要更换的面板，这是因为：1.建筑幕墙是外装修，随着时代的进步，时间的推移，任何装修都会过时，要用更新颖、符合时代潮流的新装修来替换，同时面板材料也会老化（尤其

3、是用涂料装饰的面板，涂料会老化变色）、陈旧需要更新。2.个别面板因自然和人为的原因破损，为保证安全需及时更换。由于幕墙是外围护结构，建筑物投入使用后，如果要将整片幕墙拆除更换，就会使整个建筑不能使用，内装修破坏、重建，要达到在不影响或少影响建筑物使用的情况下进行面板更新（更换），就不能成片拆除更新（更换），而采用面板单块更换才能会不影响建筑物的正常使用。国家标准建筑幕墙对构件式玻璃幕墙提出了专项要求。4构件式玻璃幕墙专项要求4.1性能应符合第三章3.1和3.2的要求，并满足设计要求。4.2材料4.2.1玻璃面板a） 幕墙所用玻璃宜为安全玻璃，执行标准参见建筑幕墙附录A，应符合其中A.4中相关标

4、准的规定。b） 幕墙玻璃的公称厚度应经过强度和刚度验算后确定，单片玻璃、中空玻璃的任一片玻璃厚度不宜小于6mm。夹层玻璃的单片玻璃厚度不宜小于5mm，夹层玻璃、中空玻璃的两片玻璃厚度差不应大于3mm。c） 幕墙玻璃边缘应进行磨边和倒角处理。d） 幕墙玻璃的反射比不应大于0.3。e） 幕墙用中空玻璃的间隔铝框可采用连续折弯型或插角型。中空玻璃气体层厚度不应小于9mm，宜采用双道密封，其中明框玻璃幕墙的中空玻璃可采用丁基密封胶和聚硫密封胶，隐框和半隐框玻璃幕墙的中空玻璃应采用丁基密封胶和硅酮结构密封胶。f） 幕墙用钢化玻璃宜经过热浸处理。4.2.2金属材料、密封材料、五金配件、转接件和连接件应符合

5、第二章2.2、2.3、2.4和2.5的要求。4.3组件制作工艺质量要求4.3.1幕墙框架竖向构件和横向构件的尺寸允许偏差应符合表4-1的要求。表4-1幕墙框架竖向构件和横向构件的尺寸允许偏差 单位为毫米构 件材 料允许偏差检测方法主要竖向构件长度铝型材1.0钢卷尺钢型材2.0钢卷尺主要横向构件长度铝型材0.5钢卷尺钢型材1.0钢卷尺端头斜度-15量角器4.3.2幕墙玻璃加工尺寸及形状允许偏差4.3.2.1玻璃面板边长尺寸允许偏差，对角线差应分别符合表4-2、表4-3的要求。表4-2 玻璃面板边长尺寸允许偏差 单位为毫米玻璃厚度允许偏差检测方法边 长2000边 长20005121.52.0钢卷尺

6、表4-3玻璃面板对角线偏差 单位为毫米厚 度允许偏差检测方法长 边 边 长2000长 边 边 长20005122.03.0钢卷尺4.3.2.2钢化玻璃与半钢化玻璃板的弯曲度要求应符合表4-4的要求。表4-4 钢化玻璃与半钢化玻璃面板弯曲度弯 曲 变 形 种 类最 大 值检测方法水 平 法垂 直 法弓形变形（mm/mm）0.3%0.5%钢卷尺波形变形（mm/300mm）0.2%0.3%钢卷尺4.2.2.3夹层玻璃板的边长尺寸允许偏差及对角线差应分别符合表4-5、表4-6的要求。干法夹层玻璃的厚度允许偏差不能超过原片允许偏差和中间层允许偏差（中间层总厚度小于2mm时其允许偏差不予考虑，中间层总厚度

7、大于2mm时其允许偏差为0.2）之和。弯曲度不应超过0.3%。表4-5 夹层玻璃板边长允许偏差 单位为毫米允许偏差检测方法边长2000边长20002.02.5钢卷尺表4-6 夹层玻璃对角线差 单位为毫米允许偏差检测方法长边长度2000长边长度20002.53.5钢卷尺4.2.3.4中空玻璃板的边长、厚度尺寸允许偏差及对角线差应分别符合表4-7、表4-8和表4-9的要求。表4-7 中空玻璃板边长尺寸允许偏差 单位为毫米允许偏差检测方法边长10001000边长2000边长20002.0+2.0-3.03.0钢卷尺表4-8中空玻璃面板厚度尺寸允许偏差 单位为毫米公称厚度（t）允 许 偏 差检测方法T

8、221.5卡尺T222.0卡尺表4-9 中空玻璃面板对角线允许偏差 单位为毫米允许偏差检测方法边长2000边长20002.53.5钢卷尺4.2.3.5单向热弯玻璃的尺寸和形状允许偏差应符合表4-10、表4-11、表4-12、表4-13、表4-14的要求。表4-10 热弯玻璃面板高度允许偏差 单位为毫米允许偏差检测方法高度2000高度20003.05.0平放状态，钢卷尺表4-11 热弯玻璃面板弧长允许偏差 单位为毫米允许偏差检测方法弧长1500弧长15003.05.0钢卷尺表4-12 热弯玻璃面板弧长吻合度 单位为毫米吻合度检测方法弧长2400弧长24003.05.0钢卷尺表4-13 热弯玻璃弧

9、面弯曲偏差 单位为毫米 允许偏差检测方法弧长12001200弧长2400弧长24002.03.05.0钢卷尺表4-14 热弯玻璃弧面扭曲偏差 单位为毫米高度（H）弧长2400弧长2400检测方法H18003.05.0钢卷尺1800H24005.05.0钢卷尺H24005.06.0钢卷尺4.3.3明框玻璃幕墙装配质量要求4.3.3.1玻璃面板与型材槽口的配合尺寸应符合表4-15及表4-16的要求。最小配合尺寸见图4-1a和图4-1b。尺寸c应经过计算确定，满足玻璃面板温度变化和幕墙平面内变形的要求。表4-15 单层玻璃、夹层玻璃与槽口的配合尺寸 单位为毫米厚度abc检测方法63.5155卡尺81

10、04.5165卡尺12以上5.5185卡尺注：夹层玻璃以总厚度计算图4-1a 玻璃与槽口的配合尺寸示意图表4-16 中空玻璃与槽口的配合尺寸 单位为毫米厚度bc检测方法6+da+65175卡尺8+da+8以上6185卡尺注：da为空气层厚度图4-1b 中空玻璃与槽口的配合尺寸示意图4.3.3.2玻璃定位垫块位置、数量应满足承载要求，玻璃面板与槽口之间应进行可靠的密封。4.3.4隐框玻璃幕墙玻璃组件装配质量要求4.3.4.1隐框玻璃幕墙玻璃组件的结构胶宽度和厚度尺寸应符合设计要求， 配合尺寸见图4-1c和图4-1d。Cs，ts符合第二章2.3.1的尺寸要求。图4-1c 隐框单层玻璃、夹层玻璃组件

11、配合尺寸示意图图4-1d 隐框中空玻璃组件配合尺寸示意图4.3.4.2结构胶完全固化后，隐框玻璃幕墙玻璃组件的尺寸偏差应符合表4-17的要求。表4-17 隐框玻璃幕墙玻璃组件的尺寸偏差 单位为毫米项 目尺寸范围允许偏差检测方法框长宽尺寸1.0钢卷尺组件长宽尺寸2.5钢卷尺框接缝高度差0.5深度尺框内侧对角线差及组件对角线差当长边2000时2.5钢卷尺当长边2000时3.5框组装间隙0.5塞尺胶缝宽度+2.00卡尺或钢板尺胶缝厚度6+0.50卡尺或钢板尺组件周边玻璃与铝框位置差1.0深度尺组件平面度3.01m靠尺组件厚度1.5卡尺或钢板尺4.4组装工艺质量要求4.4.1幕墙竖向和横向构件的组装允

12、许偏差，应符合表4-18的要求。表4-18 幕墙竖向和横向构件的组装允许偏差 单位为毫米项 目尺寸范围允许偏差（不大于）检测方法铝构件钢构件相邻两竖向构件间距尺寸（固定端头）2.03.0钢卷尺相邻两横向构件间距尺寸间距2000 mm时1.52.5钢卷尺间距2000mm时2.03.0分格对角线差对角线长2000mm时3.04.0钢卷尺或伸缩尺对角线长2000mm时3.55.0竖向构件垂直度高度30 m 时1015经纬仪或铅垂仪高度60 m 时1520高度90 m 时2025高度150m 时2530高度150m 时3035相邻两横向构件的水平高差1.02.0钢板尺或水平仪横向构件水平度构件长200

13、0mm时2.03.0水平仪或水平尺构件长2000mm时3.04.0竖向构件直线度2.54.02 m靠尺竖向构件外表面平面度相邻三立柱23经纬仪宽度20 m57宽度40 m710宽度60 m912宽度60 m1015同高度内横向构件的高度差长度35 m57水平仪长度35 m794.4.2幕墙组装就位固定后允许偏差应符合表4-19的要求。表4-19 幕墙组装就位固定后允许偏差 单位为毫米项 目允许偏差检测方法竖缝及墙面垂直度(幕墙高度H)H30m10激光仪或经纬仪30mH60m1560mH90m2090m150m30幕墙平面度2.52m靠尺、钢板尺竖缝直线度2.52m靠尺、钢板尺横缝直线度2.52

14、m靠尺、钢板尺缝宽度（与设计值比较）2卡尺两相邻面板之间接缝高低差1.0深度尺4.4.3幕墙的附件应齐全并符合设计要求，幕墙和主体结构的连接应牢固可靠。4.4.4幕墙开启窗应符合设计要求，安装牢固可靠，启闭灵活。4.4.5幕墙外露框、压条、装饰构件、嵌条、遮阳板等应符合设计要求，安装牢固可靠。4.5外观质量4.5.1玻璃幕墙表面应平整，外露表面不应有明显擦伤、腐蚀、污染、斑痕。4.5.2每平方米玻璃的表面质量应符合表4-20要求。表4-20 每平方米玻璃的表面质量项目质量要求检测方法0.10.3mm宽度划伤痕长度100mm；不超过8条观察擦伤总面积5002钢尺4.5.3一个分格铝合金型材表面质

15、量应符合表4-21要求。表4-21 一个分格铝合金型材表面质量项 目质量要求检测方法擦伤、划伤深度不大于处理膜层厚度的2倍观察擦伤总面积不大于5002钢尺划伤总长度不大于150钢尺擦伤和划伤处数不大于4观察4.5.4玻璃幕墙的外露框、压条、装饰构件、嵌条、遮阳板等应平整。4.5.5幕墙面板接缝应横平竖直，大小均匀，目视无明显弯曲扭斜，胶缝外应无胶渍。第一节 构件式玻璃幕墙建筑节能设计原理 玻璃幕墙建筑节能设计要求：“在冬季最大限度的利用自然能来取暖，多获得热量和减少热损耗；夏季最大限度减少得热并利用自然能降温、冷却，以达到节能目的。透明幕墙对建筑耗能高低的影响主要有两个方面，一是透明幕墙的热工

16、性能影响到冬季采暖，夏季空调室内外温差传热；另外就是幕墙的透明材料（如玻璃）受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。冬季，通过透明幕墙进入室内的太阳辐射热有利于建筑的节能，因此减少透明幕墙的传热系数，抑制室温传热是降低透明幕墙热损耗的主要途径之一；夏季通过透明幕墙进入室内的太阳辐射热成为空调降温的主要负荷，因此，减少进入室内的太阳辐射热以及减少透明幕墙的温度传热都是降低空调能耗的途径。在严寒和寒冷地区，采暖期室内外温差传热的热量损失占主导地位。因此，对幕墙的传热系数的要求高于南方地区。反之，在夏热冬暖和夏热冬冷地区，空调期太阳辐射得热所引起的负荷可能成了主要矛盾，因此，对幕墙的玻璃（或其他透明材

17、料）的遮阳系数的要求高于北方地区。”为了达到玻璃幕墙建筑节能设计要求，正确选用玻璃是重要的，为此必须掌握有关玻璃的基本知识。一. 镀膜玻璃1） GB/T18915.1-2002镀膜玻璃 第一部份 阳光控制镀膜玻璃（2002年12月17日发布，2003年6月1日实施，同日热反射玻璃JC693-1998废止）对阳光控制镀膜玻璃技术要求作了规定。阳光控制镀膜玻璃是对波长3501800nm（0.351.8m）的太阳光(见图4-2a)具有一定控制作用的镀膜玻璃。GB/T18915.2-2002镀膜玻璃 第二部份 低辐射镀膜玻璃（2002年12月17日发布，2003年6月1日实施）对低辐射镀膜玻璃技术要求

18、作了规定。低辐射镀膜玻璃是一种对波长4.525m(见图4-2a)的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能，称为阳光控制低辐射玻璃。图4-2a 太阳光谱和黑体辐射光谱能量与波长关系示意图 阳光控制镀膜玻璃各层膜的特性。现对具有Sn、Cr、Sn三个靶的生产线所制得的阳光控制镀膜玻璃其各层膜的特性加以阐述（图4-2b），镀膜玻璃生产时，第一、二、三层膜层是顺序镀膜的，从各层不同厚度膜层的阳光控制镀膜玻璃的测定结果得知，中间一层Cr-CrN混合物膜，对阳光控制镀膜玻璃的透射率、反射率起主导作用，它是膜系的主功能层， 溅射电功率和膜层的透射率、反射率成线性关系。随着溅射电功

19、率的增加，透射率逐渐减小，反射率逐渐增加。这说明随着Cr-CrN膜层厚度的增加,，透射率减小，反射率增加。Cr-CrN膜主要控制了膜系的阳光透射率和反射率，决定着整个膜系的遮阳系数。当膜层的透射率从835%变化时，其遮阳系数从0.25变化至0.55。 图4-2b 阳光控制镀膜玻璃膜层第一层SnO2膜的测定条件，是在保持第二层SnO2膜层厚度不变，并恒定膜系的光透射率为20%1.5%。通过逐步增加第一层SnO2膜的厚度，鉴别反射光的颜色，其结果见表4-22。 表4-22 第一层SnO2膜厚与膜系反射色关系第一层SnO2膜溅射电功率(kW)4657910151718膜厚度(nm)182230408

20、090反射光灰色金黄色青铜色蓝色绿色实际上，随着第一层SnO2膜厚度的变化，各种颜色变化是逐渐过度的。其中金黄色的区域比较小，青铜色和蓝色比较稳定，反射色区域比较开阔。第一层介质膜的膜厚与膜反射率的关系曲线存在一个转折点。在介质膜的膜层较薄阶段，膜系的反射率随着膜厚的增加而下降，达到转折点(转折点在溅射电功率为79kW之间，厚度为3545nm之间，反射率为13%14%)后，随着厚度的逐渐增加，反射率逐渐上升。这种现象的出现原因如下：金属膜层的反射率比该介质膜层的高，当在较高反射率的膜面上涂加一层反射率较低的膜层时，会降低整个膜系的反射率，而且表面上反射率较低的膜层越厚，其影响越大，因此，就出现

21、了在开始阶段随着第一层介质膜厚度的增加，反射率逐渐下降的现象。但是，当介质膜厚度增加到一定程度时，对光线起主导反射作用的膜层，由金属膜转为第一层介质膜，金属膜对反射率的作用已变得较小，所以就会出现经过一个转折点后，膜系的反射率随着第一层介质膜厚度的增加而上升。2）低辐射镀膜玻璃其各层膜的特性。 以图4-3的膜系为例，将各层膜的特性阐述如下： 膜系中第一层是SnO2膜，其作用与阳光控制膜系中的介质膜相同，金属膜是低辐射膜系中的主功能膜层。金属膜的厚度与表面电阻及表面电阻与透射率的关系：金属膜层的表面电阻随膜厚的增加而逐渐减少，无线性关系，金属膜的表面电阻与其辐射率的关系呈线性关系，表面电阻越大，

22、辐射系数越大。金属膜的厚度与透射率呈线性关系，随着膜厚的增加，透射率下降。在银膜上再镀上一层很薄(厚度为12nm)的铝膜。金属膜层中的铝膜非常薄，其作用是防止银膜等金属膜在生产过程中发生氧化，对银膜起保护作用，铝膜本身对整个膜系的性能没有多大影响。低辐射膜系所镀的金属膜层如银膜，膜层的质地较软，与其他膜层的结合力较弱，从而使整个低辐射膜系的强度不高，使用时需防止磨擦，例如在用于中空玻璃时镀膜面常放在第三面。图4-3 低辐射镀膜玻璃膜层双银低辐射镀膜玻璃是高级低辐射镀膜玻璃(图4-4)，属于遮阳型低辐射镀膜玻璃类，它突出地强调了玻璃对太阳热辐射的遮蔽效果，将玻璃的高透光性与太阳热辐射的低透光性巧

23、妙地结合在一起。在可见光相同的情况下，它比低辐射镀膜玻璃具有更低的太阳能透过率，即具有更低的遮阳系数SC。它最大限度地将太阳光过虑成冷光源，解决了高可见光透过率与低太阳能透过率不能兼顾的矛盾，为追求外观通透性的设计提供了节能性保证。图4-4 双银低辐射镀膜玻璃膜层 低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能，称为阳光控制低辐射玻璃(图4-5)。商业上称为遮阳型LOW-E（低辐射镀膜）玻璃（sun-E）。 图4-5 阳光控制低辐射镀膜玻璃膜层3）中空玻璃Low-E膜面的位置对玻璃性能的影响中空玻璃共有四个表面，由室外向室内依次为1#、2#、#3、#4面。镀膜面位置设计规则见表4-23。 表4-23 中

24、空玻璃镀膜面位置设计中空玻璃结构建议膜面位置热反射镀膜+Low-E镀膜热反射镀膜为2#、Low-E镀膜在#3Low-E镀膜 + 透明南方地区（空调制冷）Low-E镀膜在#2北方地区（采暖）Low-E镀膜在#3 需要注意的是，镀膜面在2#和3#面时，中空玻璃具有相同的冬季U值，这说明镀膜面的位置对采暖居住建筑来说对暖气的阻挡效果相同，但镀膜面在2#时，中空玻璃具有较低的遮蔽系数，比在3#时高出15%，具体量化数据见表4-24。表4-24 6+12A+6中空玻璃膜面位置的性能变化Low-E中空玻璃膜面位置遮阳系数Sc传热系数K (W/m2. K)透明Low-E2#面0.611.793#面0.691.79银灰色Low-E2#面0.311.663#面0.531.66 二. 幕墙接缝密封胶位移能力级别 国家标准建筑幕墙第6.3.3.1条 b）幕墙接缝密封胶性能应符合本标准附录A中A .3的相关规定，位移能力级别应符合设计位移量的要求，不宜小于20级。有关标准对密封胶位移能力等级标示方法有明确规定：1）JC/T882-2001幕墙玻璃接缝用密封胶、JC/T884-2001彩色涂层钢板用建筑密封胶对耐候胶的技术要求作了规定： (1)级别 11密封胶按位移能力分为25、20两个级别，见表4-25。表4-25 密封胶级别单位为百分数级别试验拉压幅度位移能力252525202020 1