房屋建筑学－幕墙

房屋建筑学湖北省工业建筑学校课题建筑幕墙构造课型新授授课时间周四5、6节（3月20日）课时数2课时教学目的通过本节课的学习，使同学们了解建筑幕墙的分类、构造组成，掌握玻璃幕墙的构造原理和方法，为建筑设计打基础。教学重点及难点重点：玻璃幕墙建筑构造难点：玻璃幕墙建筑构造教学方法课堂讲授为主，课件为辅教学过程见本节课件小结1、建筑幕墙的分类、构造组成。2、玻璃幕墙的构造原理和方法。作业见课件一概述（一）、建筑幕墙的发展1、欧美

1851年第一个采用建筑幕墙的建筑

——英国伦敦工业博览会水晶宫至今已有上百年的历史。

英国水晶宫水晶宫外景英国水晶宫水晶宫立面图英国水晶宫（1）（2）（3）图（1）水晶宫内景图（2）水晶宫展厅内景图（3）1851年世博会开幕式的油画作品

世博会结束后，水晶宫在1853年拆除。1852年——1854年水晶宫移至伦敦南部的西德纳姆山重建。规模扩大且添置了一些仿古埃及、希腊、罗马、尼尼微的庭院。1854年6月10日，维多利亚女王主持向公众开放。每年吸引200万人来参观。1936年11月30日晚，一场大火在几小时内吞噬了这个伟大的建筑，以及无数人对水晶宫抱有的幻想。英国水晶宫国际工业博览会后的水晶宫A、1917年美国旧金山哈里德大厦

B、1950年纽约利华大厦真正具有代表性的“玻璃盒子”

C、纽约联合国秘书处大厦D、1952年匹兹堡阿尔考大厦―――铝的运用、单元式幕墙

D、1974年芝加哥（Chicago）西尔斯大厦（SearsTower）110F，443m古铜色玻璃、黑色铝材东莞市华锋幕墙装饰工程有限公司欧洲的幕墙亚洲其他国家（日本、韩国、东南亚）中国幕墙港台地区：香港20世纪70～80年代起步，主要用于高层、超高层建筑。中环中心（71F，372m）―――镀膜、彩釉玻璃中国幕墙台湾地区90年代初期才逐渐发展起来高雄东帝士大厦（82F，331m）－玻璃、石材幕墙，顶部风压设计值12KPa中国幕墙内地：1982年开工的北京长城饭店是我国第一幢现代玻璃幕墙高层建筑国内建筑幕墙从1982年开始起步，历经20多年的发展，已经成为世界第一幕墙生产大国。2003年我国生产了约1000万扩建筑幕墙，约占全世界当年用量的2/3左右，到2004年我国建成了约一亿平方米各式建筑幕墙（包括采光屋面）工程，占世界总量的一半还多。建筑幕墙已经成为现代建筑文化、建筑个性化、建筑艺术、建筑新科学的重要标志。中国内地幕墙发展三个阶段：1）起步期：1983年～1994年平均每年产量约200万平方米，主要是构件式玻璃幕墙，模仿国外技术，国内无行业规范和标准，技术水平较低。2)成长期：1995年～2002年1995年初成立了中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙委员会，这是中国幕墙步入成长期的标志。这一时期平均年产量约800万平方米，除玻璃幕墙外，发展了铝板及石材幕墙，开发了单元式幕墙，1995年引进点支承幕墙。引进国外技术的同时，开始结合国情有所创新。从1996年开始，有了中国行业技术标准和规范，技术水平有所提高，但质量水平仍参差不齐。3）可持续发展期：2003年～2010年在这一时期，我国铝门窗及建筑幕墙产品还将继续保持稳步增长的事态，其产品结构会有较大的改变，断热铝型材、中空LOE玻璃、优质五金配件等产品的铝合金节能门窗的使用比例将较大提高。新规范的颁布。2122（二）、建筑幕墙的特点

建筑方面：自重轻、采光好、节能、装饰效果好加工安装：安装快捷、方便更换；可实现设计标准化、加工工厂化、施工机械化。幕墙将建筑外围护墙的防风、遮雨、保温、隔热、防噪音等使用功能与建筑装饰功能有机地融合为一体。（三）、建筑幕墙的技术要求幕墙所采用的型材，板材，密封材料，金属附件，零配件等均应符合现行的有关标准的规定幕墙的物理性能：风压变形，雨水渗透，保温，隔声，耐撞击，平面内变形，防火，防雷，抗震及光学性能等应符合现行的有关标准的规定24建筑装饰施工技术在幕墙的设计、选材和施工等方面，应严格遵守下列重要规定：（1）幕墙及其连接件应具有足够的承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力。幕墙构架立柱的连接金属角码与其他连接件应采用螺栓连接，并应有防松动措施。（2）隐框、半隐框幕墙所采用的结构黏结材料，必须是中性硅酮结构密封胶，其性能必须符合《建筑用硅酮结构密封胶》（GB16776）中的规定；硅酮结构密封胶必须在有效期内使用。（3）立柱和横梁等主要受力构件，其截面受力部分的壁厚应经过计算确定，且铝合金型材的壁厚应≥3.0mm，钢型材壁厚应≥3.5mm。（4）隐框、半隐框幕墙构件中，板材与金属之间硅酮结构密封胶的黏结宽度，应分别计算风荷载标准值和板材自重标准值作用下硅酮结构密封胶的黏结宽度，并选取其中较大值，且应≥7.0mm。（5）硅酮结构密封胶应打注饱满，并应在温度15-30℃、相对湿度>50%、洁净的室内进行；不得在现场的墙上打注。建筑装饰施工技术（6）幕墙的防火除应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》（GBJ16）和《高层建筑设计防火规范》（GB50045）的有关规定外，还应符合下列规定：①应根据防火材料的耐火极限决定防火层的厚度和宽度，并应在楼板处形成防火带。②防火层应采取隔离措施。防火层的衬板应采用经过防腐处理，且厚度≥1.5mm的钢板，但不得采用铝板。③防火层的密封材料应采用防火密封胶。④防火层与玻璃不应直接接触，一块玻璃不应跨两个防火分区。建筑装饰施工技术

（7）主体结构与幕墙连接的各种预埋件，其数量、规格、位置和防腐处理必须符合设计要求。

（8）幕墙的金属框架与主体结构预埋件的连接、立柱与横梁的连接及幕墙面板的安装，必须符合设计要求，安装必须牢固。（9）单元幕墙连接处和吊挂处的铝合金型材的壁厚应通过计算确定，并应≥5.0mm。

（10）幕墙的金属框架与主体结构应通过预埋件连接，预埋件应在主体结构混凝土施工时埋入，预埋件的位置必须准确。当没有条件采用预埋件连接时，应采用其他可靠的连接措施，并应通过试验确定其承载力。建筑装饰施工技术（11）立柱应采用螺栓与角码连接，螺栓的直径应经过计算确定，并应≥10mm。不同金属材料接触时应采用绝缘垫片分隔。（12）幕墙上的抗裂缝、伸缩缝、沉降缝等部位的处理，应保证缝的使用功能和饰面的完整性。（13）幕墙工程的设计应满足方便维护和清洁的要求。（四）幕墙的类型与材料一、幕墙的类型玻璃幕墙金属幕墙石材幕墙人造板材幕墙组合幕墙玻璃幕墙玻璃幕墙的优缺点

玻璃幕墙是当代的一种新型墙体，它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来。玻璃幕墙也存在着一些局限性，例如:光污染、能耗较大等问题。但这些问题是可以随着新材料、新技术的不断出现而逐步克服和减轻的。31玻璃幕墙按承重方式的不同可分为框支承玻璃幕墙全玻璃幕墙点支承玻璃幕墙32在框支承玻璃幕墙中，又有明框，隐框和半隐框三种。

明框玻璃幕墙的金属框暴露在室外，形成外观上可见的金属格构；

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。

半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐，也可以是竖明横隐图3-92

。33图3-90明框玻璃幕墙图3-91全隐框玻璃幕墙竖明横隐半隐框玻璃幕墙横明竖隐半隐框玻璃幕墙框支承玻璃幕墙按其安装施工方法可分为：

1.构件式玻璃幕墙

2.单元式玻璃幕墙构件式玻璃幕墙造价低。对施工条件要求不高，应用广泛。单元式玻璃幕墙安装速度快，工业化程度高，质量容易控制，是幕墙设计施工发展的方向。全玻璃幕墙是无框玻璃幕墙，即不设边框，以高强粘结胶将玻璃连接成整片墙点式玻璃幕墙(DPG)。无框幕墙的优点是透明、轻盈、空间渗透强。39图3-94全玻璃幕墙图3-95点式玻璃幕墙玻璃幕墙的物理性能分级风压变形性能：I－V级雨水渗漏性能：I－V级空气渗透性能：I－V级保温：I－Ⅳ级隔声：I－Ⅳ级常用材料：钢材、铝材、玻璃、粘结密封材料铝合金建筑型材普通级、高精级、超高精级常用牌号：6063、6063A、6061系列T5、T6铝材的生产工艺：熔铸－均质－挤压－矫直－时效－表面处理－包装表面处理的方式：阳极氧化、粉末喷涂、电泳涂漆、氟碳喷涂

阳极氧化―――特点：透明度高、耐蚀性好、硬度高、成本低、膜层Al2O3、膜层厚度AA10、AA15、AA20、AA25级粉末喷涂―――粉末涂料在静电场（60～90KV）中带负电，高速飞向工件表面加热融熔固化形成漆层。电泳涂漆―――工件在电解池里作阳极（或阴极），通电后，涂漆分子电解后涌向工件表面沉积。氟碳喷涂（PVDF）―――雾化涂漆后喷射在工件表面，原理同粉末喷涂。kynar500－美国PPG、荷兰AKZO(阿克苏)、美国Valspar、日本关西（KANSAI）等公司。

铝合金力学性能弹性模量Ea＝7x104MPa,线膨胀系数α＝2.3x10-5/℃,容重27.1kN/m3导热系数210W/(m2*K)总安全系数：K=K1*K2＝1.8英国：1.6（M）～1.77（N）德国：1.7～1.8美国：1.65东莞市华锋幕墙装饰工程有限公司隔热铝型材（断桥铝型材）在两个铝材特制的插口之间插入隔热条来连接，并滚压牢固成型，形成一个断桥型材。常用的隔热条为带强化玻璃纤维的聚酰胺尼龙66（PA66GF25）导热系数0.3W/(m2*K)东莞市华锋幕墙装饰工程有限公司玻璃玻璃是一种熔融的无机产物，冷却时固化为刚性的非晶态脆性材料。厂家：洛玻、北玻、大连浮法、深圳南玻、深圳信义、上海耀皮、中山格兰特东莞市华锋幕墙装饰工程有限公司a、平板玻璃的生产：引上法和浮法

浮法原片工艺（floatglass）

浮法玻璃可生产厚度：2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、

15mm、19mm、22mm、25mm。

玻璃板块常规尺寸：2440x3000，2440x3600，2440x4500，最长12.5m。东莞市华锋幕墙装饰工程有限公司东莞市华锋幕墙装饰工程有限公司东莞市华锋幕墙装饰工程有限公司b、玻璃的种类：钢化玻璃、镀膜玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、吸热玻璃、彩釉玻璃、热弯玻璃、磨砂玻璃、防火玻璃等。东莞市华锋幕墙装饰工程有限公司①钢化玻璃（TemperedGlass）―――高强度将平板玻璃放置在特制的高温炉加热至620℃后，迅速风冷，使其表面和内部分别形成压应力和拉应力。其表面应力可达到普通玻璃的4倍，玻璃设计选用时取安全系数2.5②镀膜玻璃CoatingGlass―――阳光控制

颜色有绿色、蓝色、灰色、青铜色、茶色、金色、粉色、浅蓝色、棕色、古铜色等在线镀膜是指镀膜的工艺过程是在浮法玻璃制造过程中进行，如在线热喷涂是浮法生产线的成型区后，退火窑的开端，通过附设的喷枪在玻璃板表面喷涂膜层，经过退火窑后膜层烧附在玻璃表面，故名之为在线镀膜。离线镀膜是在平板玻璃出厂后，再进行镀膜加工。化学物理气相沉积法、溶胶凝胶法、喷涂热分解法、真空磁控阴极溅射。③夹层玻璃Laminatedglass―――安全可靠两片或更多

中间层为聚乙烯醇缩丁醛（PolyVinyl-Buryral，PVB膜）④中空玻璃Insulatingglass―――降噪、低传热两片或多片玻璃用间隔框分开，并用密封胶密封，玻璃之间形成干燥气体。⑤吸热玻璃透明玻璃原料中加入Co、Fe、Si等元素或其氧化物，使玻璃呈现不同的颜色，并可吸收30～40％的太阳热能。⑥彩釉玻璃⑦热弯玻璃将玻璃加热至软化点，然后通过弯机设备弯曲玻璃。可生产热弯钢化、热弯中空、热弯夹层玻璃。⑧磨砂玻璃C、密封胶结构胶(简称):用于幕墙结构性装配,有单组份和双组份两种,以GE胶(SSG4400)为例:单组份有两种包装:299毫升硬胶瓶装,591.5毫升锡纸软包装;双组份包括基体(A组189.3升大圆桶装,白色)和固化剂(B组,18.9升,小圆桶装,黑色),两者须经打胶机混和使用,混合后的颜色为黑色.应使用高弹性模量、高抗拉强度、中性结构胶,注胶宽度根据强度计算确定,厚度根据结构变位要求计算确定,一般为6,8,10mm.宽度与厚度之比为2:1较合适.酸性结构胶仅适合于清玻璃装配时使用.结构胶使用前,须提供与实际工程相同的装配材料样品,送胶供应商作相容性试验.有些基材表面处理不能与结构胶相容,须打底涂或采取其他措施,此种情况应与结构胶供应商咨询.硅酮结构胶设计使用寿命：50年D、钢材低合金高强度结构钢:牌号表示方法：由字母Q（屈服点），屈服点数值，质量等级(A~E）三部分组成。常用Q235。在幕墙中使用时，表面热镀锌或涂防腐涂料。耐候钢：在钢中加入少量的合金元素如Cu,P,Cr等，牌号表示方法：字母Q（屈服点），屈服点数值，NH(耐候）组成，如果含Cr,Ni,则在牌号后加L。如Q235NH。在高度超过40m的钢结构幕墙中，宜采用耐候钢，表面涂防腐涂料。

石材幕墙

石材幕墙是由金属构架与建筑石板组成的，不承担主体结构荷载与作用的建筑外围结构。石材幕墙由于石板(多为花岗石)较重，金属构架的立柱常用镀锌方钢、槽钢或角钢，横梁常采用角钢。立柱和横梁与主体的连接固定与玻璃幕墙的连接方法基本一致。图石材幕墙构造节点62石材幕墙64（一）短槽式石材幕墙短槽式石材幕墙是在幕墙石材侧边中间开短槽，用不锈钢挂件挂接、支撑石板的做法。短槽式做法的构造简单，技术成熟，目前应用较多。（二）通槽式石材幕墙通槽式石材幕墙是在幕墙石材侧边中间开通槽，嵌入和安装通长金属卡条，石板固定在金属卡条上的做法。此种做法施工复杂，开槽比较困难，目前应用较少。一、石材幕墙的种类（三）钢销式石材幕墙钢销式石材幕墙是在幕墙石材侧面打孔，穿入不绣钢钢销将两块石板连接，钢销与挂件连接，将石材挂接起来的做法，这种做法目前应用也较少。（四）背栓式石材幕墙背栓式石材幕墙是在幕墙石材背面钻四个扩底孔，孔中安装柱锥式锚栓，然后再把锚栓通过连接件与幕墙的横梁相接的幕墙做法。背栓式是石材幕墙的新型做法，它受力合理、维修方便、更换简单，是一项引进新技术，目前正在推广应用。建筑装饰施工技术二、石材幕墙施工工艺流程

干挂石材幕墙安装施工工艺流程为：测量放线→预埋位置尺寸检查→金属骨架安装→钢结构防锈漆涂刷→防火保温棉安装→石材干挂→嵌填密封胶→石材幕墙表面清理→工程验收。三、石材幕墙的施工方法（一）预埋件检查、安装预埋件应在进行土建工程施工时埋设，幕墙施工前要根据该工程基准轴线和中线以及基准水平点对预埋件进行检查、校核，当设计无明确要求时，一般位置尺寸的允许偏差为±20mm，预埋件的标高允许偏差为±10mm。建筑装饰施工技术（二）测量放线

（1）根据干挂石材幕墙施工图，结合土建施工图复核轴线尺寸、标高和水准点，并予以校正。（2）按照设计要求，在底层确定幕墙定位线和分格线位置。 （3）用经纬仪将幕墙的阳角和阴角位置及标高线定出，并用固定在屋顶钢支架上的钢丝线做标志控制线。（4）使用水平仪和标准钢卷尺等引出各层标高线。（5）确定好每个立面的中线。（6）测量时应控制分配测量误差，不能使误差积累。建筑装饰施工技术（7）测量放线应在风力不大于4级情况下进行，并要采取避风措施。（8）放线定位后要对控制线定时校核，以确保幕墙垂直度和金属立柱位置的正确。（三）金属骨架安装（1）根据施工放样图检查放线位置。（2）安装固定立柱上的铁件。（3）先安装同立面两端的立柱，然后拉通线顺序安装中间立柱，使同层立柱安装在同一水平位置上。（4）将各施工水平控制线引至立柱上，并用水平尺校核。建筑装饰施工技术（5）按照设计尺寸安装金属横梁，横梁一定要与立柱垂直。

（6）钢骨架中的立柱和横梁采用螺栓连接。如采用焊接时，应对下方和临近的已完工装饰饰面进行成品保护。（7）待金属骨架完工后，应通过监理公司对隐蔽工程检查后，方可进行下道工序。（四）防火、保温材料安装（1）必须采用合格的材料，即要求有出厂合格证。（2）在每层楼板与石材幕墙之间不能有空隙，应用1.5mm厚镀锌钢板和防火岩棉形成防火隔离带，用防火胶密封。建筑装饰施工技术（3）在北方寒冷地区，保温层最好应有防水、防潮保护层，在金属骨架内填塞固定，要求严密牢固。（4）幕墙保温层施工后，保温层最好应有防水、防潮保护层，以便在金属骨架内填塞固定后严密可靠。（五）石材饰面板安装（1）将运至工地的石材饰面板按编号分类，检查尺寸是否准确和有无破损、缺棱、掉角。按施工要求分层