玻璃材料的应用——玻璃幕墙分析

1、玻璃材料的应用玻璃幕墙建筑学3班 刘洋 20115645玻璃作为一种古老的建筑材料, 从诞生的那一天起, 就是主要的建筑构成元素之一。玻璃常用于建筑物的幕墙、顶蓬、雨蓬、走廊、门厅、地板、楼梯等方面, 这一切都使玻璃结构作为一种独立的结构形式日益引起人们的关注。玻璃已由过去单纯的作为采光材料, 而向控制光线、调节热量、节约能源、控制噪声以及降低建筑结构自重、改善环境等方面发展。随着现代科学技术的发展, 玻璃以其多样性、优异性、可靠性成为当代建筑的必备材料。运用玻璃材料创造出的通透、纯净的建筑空间为人们展示了建筑内在的空间次序和建筑外部的壮观景色。下面主要从玻璃幕墙这一应用来讲述玻璃材料。玻璃幕

2、墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。有单层和双层玻璃的墙体。反光绝缘玻璃厚6毫米，墙面自重约50kg，有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜，从外观上看整片外墙犹如一面镜子，将天空和周围环境的景色映入其中，光线变化时，影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下，室内不受强光照射，视觉柔和。中国1983年首次在北京长城饭店工程中采用。玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等，并经钢化制成颜色透明板状玻璃，它可吸收红外线，减少进入室内的

3、太阳辐射，降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。现代化高层建筑的玻璃幕墙还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量，当室外温度为10时，单层玻璃窗前的温度为2，而使用三层中空玻璃的室内温度为13。而在夏天，双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。一， 玻璃

4、幕墙分类与构成：1. 明框玻璃幕墙：明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架，玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。2.隐框玻璃幕墙：隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种，半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐，也可以是竖明横隐注。隐框玻璃幕墙的构造特点是：玻璃在铝框外侧，用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。3.点支式玻璃幕墙：点支式玻璃幕墙是近年来新出现的一种支承方式。但一经出现，在城市发展很快。下面对这种较新型的支

5、承方式作一介绍： 点式玻璃幕墙的分类 金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式，它是用金属材料做支承结构体系，通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面，十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实，“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。 全玻璃结构点式玻璃幕墙通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体，成为建筑围护结构。施工简便造价低，玻璃面和肋构成开阔的视野，使人赏心悦目，建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。 拉杆(索)结构点式玻璃

6、幕墙采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度，使构件均为受拉杆件，因此，施工时要加以预应力，这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。建筑点式玻璃幕墙的主要组成部分(1)支承体系 支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。因此，它是主要受力构件，一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料，如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆(索)等。(2)金属连接件 金属连接件包括固定件(俗称爪座和爪子)和扣件。固定件通常用不锈普通钢铸造而成，而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属

7、相容性，爪座必须采用与支承体系相同的材质，或使用机械固定。金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力，而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差，同时还有减震措施以提高抗震能力，因此设计时考虑的因素是多方面的。(3)金属连接件还产生显著的装饰效果，因此它除满足功能上的要求之外，还要有优美的造型设计和精细的加工制造，起“画龙点睛”的作用。二，实例分析1， 密斯凡德罗的范斯沃斯住宅密斯的这个住宅玻璃幕墙应该属于框式玻璃幕墙。框式玻璃幕墙构造体系利用金属框架作为墙体构造承重体系，金属框架与建筑主体结构框架相连，其分割与构图根据玻璃的尺寸以及立

8、面设计而定。这种方式的特点在于构造技术相对成熟，幕墙的规模、高度、角度等基本不受限制，且利于建筑的防火、隔音等技术设计。由于这些优点，加上在长期实践中积累了大量的经验，这种构造方式目前仍是高层玻璃幕墙的首选构造方式。在这种框式幕墙的造型设计中，幕墙的细部划分与表面材料设计对于建筑造型具有重要的意义，同时，如何与其他材料如铝合金等材料的结合也是幕墙设计中的重要因素，这些都直接影响到幕墙的立面形象。铝合金是现代玻璃幕墙中常用的构造材料，与钢铁相比，它轻质高强，加工性能好，能够制造出高精度的构造框架，也能较好地实现幕墙的气密性。在常见的玻璃幕墙构造中，铝合金既作为外墙装饰板，也作为幕墙的构造支撑。当

9、代建筑中的玻璃幕墙往往是玻璃和铝合金的复合体，两者的组合构图成为幕墙立面设计的重点。整体立面采用透明玻璃，对建筑内部而言，增加建筑内部采光。建筑天然采光的引进室内，建筑内部产生强烈的、大面积光影效果。透明玻璃不仅分隔住宅建筑的内外空间，同时又有联系内外空间的功能。玻璃立面对建筑内外部空间划分并不显著，建筑底部和顶部以及框架来划分内外空间。视线的通透性使得建筑内外部空间产生联系。玻璃的透光性使住宅建筑的体量感被消减，建筑渐隐于自然的环境之中。玻璃幕墙后退于建筑边界，这一手法的应用，使得建筑立面形成强烈的虚实对比，和丰富立面的光影效果。其次，退后的部分形成过道空间。建筑内部与过道空间在同一水平界面

10、上，仍具有整体性。过道空间又加强了建筑内外的联系。钢结构玻璃的使用是密斯建筑思想的缩影，他为了赋予空间一生命力，为了使他能够具有比较鲜明的建筑表现，再没有把一切形式都精简到最纯净的地步之前，他绝不停止。他一直是比较强烈的坚持使当代建筑组成因素之一的平墙面做成最光滑和最透明的玻璃墙的形式。2， 贝聿铭的卢浮宫新美术馆的玻璃金字塔这个建筑的玻璃幕墙属于隐框玻璃幕墙，隐框玻璃幕墙构造方式是将框式幕墙构造方式与玻璃肋幕墙构造方式相结合发展而来的一种构造方式。具体做法是：与框式玻璃一样，幕墙的结构支撑体系由铁、不锈钢、铝合金等金属框架来完成，不同的是金属框架设在玻璃墙面的内部，幕墙的外部完全由玻璃组成，

11、玻璃与金属之间采用黏接的方式来完成玻璃的支撑。这种方法的特点是可以使金属框隐在墙体的内侧，出现在建筑表面的是完全齐平对接的玻璃墙面，在建筑的外部，有效地实现了玻璃的连续性和整体性。与玻璃肋构造方式相比，它突破了玻璃肋方式在高度上的限制，同时墙体的倾斜角度也基本不受限制，可以灵活应用于大面积、带有倾斜角度的玻璃幕墙造型设计之中。贝聿铭设计的卢浮宫新美术馆的玻璃金字塔是隐框玻璃幕墙构造方式应用中具有代表性的实例。这个底边长35米，高21米的玻璃金字塔结构全面采用了隐框幕墙构造方式，这在当时是一个带有创新性的结构尝试。在金属框架的外部，20mm厚的高透光性玻璃进行拼接，形成表面简洁平整、整体晶莹通透的建筑形象，有效地体现出建筑师关于玻璃金字塔的设计意图。玻璃作为建筑及室内构成元素