现今建筑应用幕墙种类性能造价分析

1、现今建筑应用幕墙种类性能分析:幕墙是建筑物的外围护墙，不承重，像幕布一样挂上去，故又称为悬挂墙幕墙按照面板材料分为:玻璃幕墙、金属板幕墙、石材幕墙、陶板幕墙。其中玻璃幕墙能满足采光、通风、保温、隔热及美学的需求而应用最广泛。金属板幕墙：到目前为止，金属幕墙中的铝板幕墙一直在金属幕墙中占主导地位，轻量化的材质，减少了建筑的负荷，为高层建筑提供了良好的选择条件；防水、防污、防腐蚀性能优良，保证了建筑外表面持久长新；加工、运输、安装施工等都比较容易实施，为其广泛使用提供强有力的支持；色彩的多样性及可以组合加工成不同的外观形状，拓展了建筑师的设计空间；较高的性能价格比，易于维护，使用寿命长，符合业主的要求。因此，铝板幕墙作为一种极富冲击力的建筑形式，倍受青睐。缺点：1.幕墙系统的抗变形能力必须对幕墙系统的每个重要部位进行科学的力学计算，考虑风压、自重、地震、温度等作用对幕墙系统的影响，对埋件、连接系统、龙骨系统、面板及紧固件进行仔细校核，确保幕墙的安全性。板块是否采用浮动连接浮动式连接保证了幕墙变形后的恢复能力，保证幕墙的整体性，不会使幕墙因受作用力而造成变形，避免幕墙表面鼓凸或凹陷情况的发生。板块的固定方式板块的固定方式对板块的安装平整度起着决定性作用。板块各个固定点的受力不一致会造成面材的变形影响外饰效果，所以板块的固定方式必须采用定距压紧的固定方式，保证幕墙表面的平整度。复合型面材材料拆边处是否有补强措施因复合型面板材料的折边只保留了正面板材厚度，厚度变薄，强度降低，所以拆边必须有可靠的补强措施。板背面是否合理设置加强筋，以增加板面的强度和刚度。加强筋的布置距离以及加强筋本身的强度和刚度，必须均满足要求，以保证幕墙的使用功能及安全性。防水密封方式是否合理防水密封方式很多，结构防水，内部防水，打胶密封，不同的密封方式价格也不尽相同，选择适合的密封方式用于工程中，保证幕墙的功能及外饰效果。选用材料是否满足规范、标准及设计要求。石材幕墙：优点：1.天然材质、光亮晶莹、坚硬永久、高贵典雅耐冻性石材在潮湿状态下，能抵抗冻融而不发生显著之破坏者，此性能称为耐冻性。岩石孔隙内的水份在温度低到摄氏零下20时，发生冻结，孔隙内水份膨胀比原有体积大1/10，岩石若不能抵抗此种膨胀所发生之力，便会出现破坏现象。一般若吸水率小于0.5%，就不考虑其抗冻性能。抗压强度石材的抗压强度会因矿物成份、结品粗细、胶结物质的均匀性、荷重面积、荷重作用与解理所成角度等因素，而有所不同。若其他条件相同，通常结晶颗粒细小而彼此粘结一起的致密材料，具有较高强度。致密的火山岩在乾燥及饱和水份后，抗压强度并无差异（吸水率极低），若属多孔性及怕水之胶结岩石，其乾燥及潮湿之强度，就有显著差别。缺点：1.笨重的石材做高层建筑外墙的诸多严重危险性在建筑业中的招投标尚不完全规范，不少石材幕墙工程是谁的造价最低谁中标，有个别的分包，这样低价中标，为了不赔钱就要偷工减料。高层（50〜100米高）石材幕墙用100〜200元一平方米的低档次花岗石的确实不少，这不危险吗？2.不少设计院对幕墙不熟悉，在图纸上划一范围，标明什么幕墙即可。石材幕墙也不例外，由中标的幕墙公司自己设计，有的设计院请结构师认真审查，但大部分设计院走形式的审查，设计关把不住这不危险吗？各建筑工程，国家均要求有监理公司负责质量，这是完全正确和必要的，是保证工程质量的关键，但遗憾的是监理工程师不少是土建工程师，不懂幕墙，更谈不上石材幕墙。这是因为在监理培训教材中缺少了幕墙教材，不少监理是退休的技术人员来担当，没有经过培训不懂幕墙的监理，怎能把好最后的质量关？各地建筑的质检站，由于对新技术学习少，在质量验收时也常遇到各种困难。石材幕墙防火性能很差，尤其在高层建筑，火灾一般均在室内燃起，楼内的大火会使挂石板的不锈钢板和金属结构温度升高，使钢材软化，失去强度，石板将会从高层形成石板“雨”落下，不仅对行人造成危险，也给消防救火造成困难。这正如美国世贸大厦遭击垮落一样，因为世贸全是钢结构，钢材高温软化失去了强度，世贸大厦形成自上而下的垮落。陶板幕墙：陶板可以作为行政、商务办公楼的外用墙板，也可以应通风、遮阳要求做成百叶状，用在玻璃窗外。还可在较大空间的室内使用，比如办公楼大厅、地铁车站、火车站候车大厅、机场候机大厅、剧院、影院等。陶土板的产品有以下特性：1、材料天然环保由天然陶土配石英砂，经过挤压成型、高温煅烧而成，没有放射性，耐久性好。2、颜色历久弥新颜色为天然陶土本色，色泽自然、鲜亮、均匀，不褪色，经久耐用，赋予幕墙持久的生命力。3、自洁功能显著表面可分为釉面和毛面两种。釉面陶板室内外均适用，具有良好的自洁功能，比天然石材更不易污染。毛面陶板适用于室内。4、典雅而富有美感陶板的天然色调使之具有与人文气息、自然环境和谐相容的独特优点，赋予建筑物庄重而强烈的艺术美感，极富古典的艺术气息。5、性能卓越陶板幕墙技术性能稳定，抗冲击能力强，满足幕墙的风荷载设计要求；陶板幕墙耐高温，抗霜冻能力强；陶板幕墙阻燃性好，安全防火。陶板幕墙产品通过了相应的国际通行标准，这验证了陶板幕墙品质性能的耐久性、牢固性和安全性。6、结构科学先进干挂系统的组合安装设计，在局部破损的情况下陶板可单片更换，维护方便；陶板中空的结构使之降噪效应好，自重轻；陶板的高强度能够满足不同尺寸的随意切割要求。7、兼容性好陶板幕墙具有温和的外观特质，容易与玻璃、金属搭配使用。

陶板幕墙的温和特质使之具有能弱化、中和玻璃冰冷质感的独特优势，增加玻璃缺少的人文气息。陶板幕墙可以减少光污染，增加墙面的抗震性。8、安装方便陶板幕墙设计结构合理、简洁，能最大地满足幕墙收边、收口的局部设计需要，安装简易方便，无论是平面、转角或其它部位，都能保持幕墙立面连贯、自然、美观。9、配套成本低由于陶板重量轻，因此陶板幕墙支撑结构要求比石材幕墙更为简易、轻巧，节约幕墙配套成本吊挂式玻璃幕墙全玻璃幕墙座地式玻璃幕墙5.拉杆式4.点接驳式玻璃幕墙6.拉索式4.点接驳式玻璃幕墙6.拉索式7.桁架式9.明框式幕墙玻璃幕墙J8.框架式（元件式）幕墙玻璃幕墙J8.框架式（元件式）幕墙10.隐框式玻璃幕墙11.横明竖隐式12.横隐竖明式单元式玻璃幕墙半单元式玻璃幕墙小单元式玻璃幕墙16.呼吸式幕墙（双层动态节能幕墙）*光电幕墙：是把光电板安装在幕墙上，利用光电板工作来供给室内用电，是光电在幕墙上的应用技术，但因造价太高，国外也很少使用。光电幕墙的基本单元为光电板，光电板是由若干个光电电池进行串、并联组合而成的电池阵列，将电池阵列放入两层玻璃中（上层为透明玻璃，下层颜色任意）用铸膜树脂热固

而成，在光电板背面接线盒和导线，这样就可以将太阳能转化为电能为人们所使用。一般情况下，此种幕墙的立柱和横梁采用隔热铝型材。建筑上的光伏组件并不会影响原有建筑的基本功能。光电幕墙作为建筑幕墙的一种深化表现形式，出现了多种多样的形式，采光顶：采光比较理想，发电效率较高；幕墙立面：示范效果好，形式多样，美观；遮阳板：既遮挡阳光，又发电补充能源；护栏和地板：充分利用空间，安放简单方便。其分别特点如下表：主要形式结合面位置发电效率采光影响可安装面积光伏屋面屋面板高影响小有限光伏墙面墙面板比较低有影响有限光伏遮阳遮阳板比较高无影响有限光伏围栏围栏板比较低无影响有限在光电幕墙建筑中，我们可通过相关设计将接线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在幕墙结构中，在玻璃面上能够通过调整电池片的排布或采用穿孔硅电池片来达到特定的透光率，当然，光伏组件的透光率越大，电池片的排布就越稀疏，其发电功率也会越小（单晶硅和多晶硅本身不透光，主要依靠电池之间的间隙透光，设计时要从两种常用电池规格中选择一种，并进行排列；非晶硅的透光能力也较弱，一般也在电池之间预留间隙透光）。光电幕墙建筑中使用的双玻璃光伏组件，为两片钢化玻璃，中间用PVB胶片复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联，通过汇流带引入接线盒形成所需构件。钢化玻璃的厚度按照国家建筑规范和幕墙规范，经严格的力学计算得出。而组件中间的PVB德国柏林火车站胶片有良好的粘结性、韧性和弹性，具有吸收冲击的作用，可防止冲击物穿透。即使玻璃破损，碎片也会牢牢粘附在PVB胶片上，不会脱落及四散伤人，从而使可能产生的危害降至最低，提高建筑物的安全性。应该通过通风、改善光电幕墙组件的散热状况，降低电池片温度，减少组件的效率损失及降低热量向室内的散失，以提高光电转换效率。光电幕墙中的光电一体化系统一般分为四大部分:光伏电池系统、控制系统、蓄电池组和支撑结构系统。光伏电池系统通常采用品体硅或薄膜材料加工而成，是光伏系统中最关键的技术，使用寿命为20〜30年。

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“乂”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。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。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。8.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。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，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：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。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。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。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。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。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：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。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。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。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。可交叉作业施工，施工手段灵活，受主体结构影响小。维修保养方便，维护、更换板块时不影响周围板块。16.双层呼吸式幕墙：图片1图片2（右）山风签翼外局林埴改阳装览山风签翼外局林埴改阳装览功能要点一一智能化、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。呼吸式幕墙在我国刚刚起步，还会有很多具体问题需要解决，如：换气层的宽度（体积）确定。如何才能使其保温节能与隔音降噪达到最佳，目前缺乏理论依据，只能依赖实验，需从设计计算上找到理论依据。进出风口的设计也是呼吸式幕墙的一个重点，选用不当时一方面会造成换气层循环气流的短路，降低节能效果；另一方面进风口会带入大量的灰尘而影响建筑的外观效果，尤其是西北风沙较大的地区更应慎重。由于换气层的烟囱效应会造成消防上的隐患，所以在通风换气层的设计时应与大厦防火分区设计相结合。成本问题，也是呼吸式幕墙的推广使用的一大障碍。呼吸式幕墙由于结构双层、技术含量高，较单层幕墙价格高，如果采用呼吸式幕墙，一次性投资会增加。2、幕墙造价比较：（1）光电幕墙光伏系统的造价较高，品体硅电池的光伏系统工程每平米造价约为4000〜6000元，薄膜电池的光伏系统工程每平米造价约为2000〜3000元，在光伏电池的有效使用年限内一般无法回收成本；二是发电成本远远高于市电成本，建设方一般难以接受。太阳能发电设备的发电成本，由设备初投资和利息加运行维修费，按运行寿命20年，每年日照时数所发出的电量分摊，就可计算出每度电（kW・h）的发电成本。太阳能发电设备运行中不消耗燃料，在运行寿命20年期间，除蓄电池外，基本上不需要维修，因此发电成本主要决定于设备初投资和利息。太阳能发电设备的投资大致分为太阳能电池矩阵占60%，逆变器占15%，蓄电池占15%，其他为10%，其中太阳能电池价格是主要因素。我国也出台了一些相应的光伏系统挟持政策，但力度不大，效果也不好，对单项工程应用太阳能光电产品装机容量大于50kWp以上工程进行补助，补助标准为20元/Wp。09年7月财政部、科技部和国家能源局联合发布《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》，对单个项目装机容量大于300kWp以上工程进行补助，并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助，偏远无电地区的独立光伏发电系统按、总投资的20%给予补助，这条款基本与我们的光电幕墙应用没有相关（光电幕墙一般均为独立项目内的局部照明使用，不涉及并网），因而要推广光伏系统应用，需要解决两个方面的问题，一是成本的问题，二政策的问题。（2）玻璃墙工程造价组成：材料费占很大比重，可高达70-80%人工费约占5-10%机械费所占比重甚小其它费用也占较大比例，尤其是规模大、结构复杂、施工难度高的玻璃幕墙，甚至高达10-20%a）明框、隐框、半隐框玻璃幕墙铝合金型材（占20%~30%）玻璃（占20%~30%）结构胶、耐候胶（5-8%）b）点支式玻璃幕墙钢支承桁架费用约占幕墙单价的10-20%玻璃费用约占20-40%不锈钢拉杆索及配件约占20-30%若大型幕墙工程拉杆索采用进口装配件，驳接系统约占10-25%耐候胶对造价的影响不大高层建筑的幕墙造价高于同种类型的多层建筑单元式幕墙的造价比框架式幕墙造价高出7—15%明框造价小于隐框造价可达10-20%半隐框造价小于隐框造价约5-10%玻璃幕墙高10m左右的吊挂式全玻单价大多低于点支式幕墙高度12m以上的全玻单价大多高于点支式，其中以玻璃肋接点支承结构吊挂式全玻幕墙单价最高，高达3000元/m2以上，玻璃板厚度大，单价很高。玻璃幕墙每平方米造价大多在1000-3000元左右从技术上讲幕墙造价随着高度、风荷载、分格尺寸的增大而上升无论有框或是点支幕墙，一般是风荷载起控制作用。风荷载加大则会增大铝型材截面尺寸、壁厚，增大钢桁架截面高度型材断面、壁厚以及索杆直径。同时也增大了玻璃板块厚度。此外，玻璃的品种规格对造价的影响最大，应尽可能采用比较规则的标准平面玻璃，若采用孤型的热弯玻璃则加大工程造价。同样，采用较大单元尺寸或较厚的玻璃，也会加大工程造价如常用的国产优质（如南玻、上海耀华等）全钢化本体绿厚12mm的价格约120—150元/m212+1.52FVB+8全钢化夹胶玻璃价格约400—450元/m2（PVB胶片多为美国进口）12+12A+8全钢化中空玻璃价格则为350—420元/m26+0.76PVB+6钢化夹胶玻璃价格为230元/m26+0.76PVB+6+12A+6中空夹胶玻璃为330元/m26+0.76PVB+6+12A+6磨砂中空夹胶玻璃为350单层全钢化玻璃价格略高于透明玻璃中空玻璃价格略低于等效厚度相当的夹胶玻璃。同种规格型号的玻璃，南玻和上海耀华价格大致接近，而如果使用进口名牌玻璃（如法国圣戈班等）价格则是国产优质玻璃价格的两倍以上LOW-E玻璃价格相当于同种类型规格其他材质玻璃的1.5倍左右隐框幕墙造价比较高度30m，风荷载设计值3.