節能減排推進 鋼框架玻璃幕墻給力建筑

2012-05-09 15:08  未知

隨著國家節能減排戰略的不斷推進，占全社會總能耗30%的建筑節能越來越受到社會的廣泛關注。建筑節能作為一個綜合性很強的系統工程，它涉及到法規的實施、建筑的設計、材料的選用、節點的構造、加工與安裝甚至用戶的行為習慣。只有在每一個環節都保證了正確的方案和嚴格的實施，建筑節能才不僅僅是一些亮麗的概念和賣點，而是經得住實踐考驗的真正的節能建筑。

  鋼框架玻璃幕墻作為玻璃幕墻系統里的一個特別領域，它適用于大跨度、大空間的建筑立面及采光頂。由于鋼材有比鋁合金更低的導熱性能，可以通過型材的選用和節點的構造實現通透美觀又節能環保的建筑外立面。此外，鋼框架優良的耐火性能使節能的幕墻同時能安全防火，從而達到了功能與形式完美的統一。

  近年來，玻璃幕墻在建筑上的應用越來越廣泛。作為在承擔建筑外圍護結構的同時又展示建筑形象的構件，玻璃幕墻如何節能常常成為關注的焦點。從技術上講，玻璃幕墻的節能也是一個系統工程。除了正確選用在幕墻中所占面積最大的玻璃外，還需要有合適的支撐框架系統、緊固件、密封條、黏結劑及預埋件等，這些彼此相關的構件組成一個完整的系統。

  目前，中國幕墻的生產和應用已走在了世界的前列。而在實際工程當中，盡管也出現了不少優秀的作品，但迄今為止卻還沒有誕生出可以在國內或國際上可以普遍采用的幕墻系統。國內的常見做法是，針對具體項目，設計師和幕墻公司以“量身定作”的方式創造出一些幕墻節點，它們可能會很有特色，但由于工期、造價等多方面原因，這些節點難以與經過長期研發和試驗出來的系統產品在性能上、綜合指標上相比。它們要不被人簡單復制，要不難以普及推廣，這就成為了幕墻節能發展道路上的一道瓶頸。

  通常，一個能被稱之為節能或低碳的建筑需要具備以下特征：在設計、生產和制作過程中消耗較少的資源；具有良好的性能，如強度、保溫、防水和密封性；對環境沒有污染和損害；使用的壽命長；可以回收并循環利用。

  我們所見到的玻璃幕墻大部分是鋁合金為支撐構件的幕墻，鋼框架的使用似乎并不多見。其實，在幕墻項目里，鋼框架的使用在國際上由來已久，在國內也是一樣，比如應用在大型的展會、車站、機場等公共建筑中。但這類建筑中多半采用工字鋼、T型鋼或U型鋼，它們與鋼結構一起形成一個力學支撐體系。這類鋼基本上是熱成型鋼，或者稱之為“粗鋼”，它的成型機制決定了其外觀造型粗獷有余而精細不夠，與常見的鋁合金型材相比精細度上相差甚遠。

  而今，在歐洲所普遍采用的鋼型材是由薄壁型鋼卷材，經過冷彎和冷拔成型，并通過高頻對焊而形成強度和精度都極高的無縫鋼管，其外形多種多樣，和鋁合金型材一樣精致美觀。它的型材結構可采用焊接方式（這與國內常見的彩板開口型材或折彎鋼板完全不一樣），并有與之配套的一系列五金及密封配件，包括玻璃壓板和裝飾蓋板等，這樣構成一套完整的幕墻系統。它們經過了歐洲最為嚴格的測試，保溫節能性能達到了很高的水平。鋼型材通透美觀、性能優異，不光保溫節能，還有很高的安全性能，經常應用在大樓的裙樓外幕墻、門廳入口或是跨樓層的中庭空間等醒目部位。

  作為玻璃幕墻的一個特殊類別，鋼框架與我們常見的鋁合金比較，具有如下優勢：

  一是鋼材的強度（即彈性模量）是鋁合金的3倍，可以用更細的型材承受更大的玻璃重量，玻璃尺度更大氣，建筑立面更通透，尤其是在玻璃橫向尺度大的時候，橫梁尺寸更小。在一定空間跨度內，還可省掉一些幕墻的結構件。二是鋼材的熱膨脹系數僅為鋁合金的58%，在鋼型材與墻體的連結部位對變形要求更低，密封性能更容易保證。三是鋼的熱傳導率僅為鋁的32％，從材料本身來講，鋼框具有更低的U值（即Kjff），亦即更好的保溫性能。

  幕墻如何節能，影響因素很多，除了正確選用好的中空玻璃，譬如采用lowE中空玻璃、加惰性氣體、選用暖邊間隔條等以外，支撐玻璃和整個幕墻的框架系統往往是難度最大、構造最復雜，造型也是最豐富的一個構件。

  建筑的節能和建筑的安全往往是同時需要的，尤其是在公共建筑當中。譬如在有防火的地方，就需要設防火幕墻或門窗，并按消防的要求，提出相應等級的防火檢測報告和產品。通常，保溫節能的幕墻難以同時達到防火要求（以鋁合金為框架的幕墻，不具備防火功能），而一般的防火幕墻又難以同時滿足節能的構造要求。

  鋼框架幕墻系統在保持其基本構造即保溫性能不受改變的情況下，巧妙地將其中的普通五金配件如密封膠條、絕緣釘、玻璃壓板及支撐塊等用耐火的構件制成，再配以中空防火玻璃，在不改變幕墻任何外觀的情況下，實現了節能與防火的完美統一。

  同樣的道理，僅對五金配件進行局部的調整，配以相應的玻璃，就能讓幕墻有防盜和防彈的功能，并保持外立面的通透和美觀。在建筑立面當中，往往不同的位置有不同的功能，采用鋼框架幕墻可以將不同功能的材料組合在一起，并保持統一的外觀和完整的性能，這樣就能使節能的幕墻也能滿足多功能的使用要求。

  建筑業發展到今天，不光需要滿足最基本的數量要求，還要滿足高性能和高質量的要求。采用系統解決方案是幕墻門窗保溫節能及可持續發展的一條有效途徑。鋁合金和鋼框架兩種框架系統在幕墻領域承擔著不同職能和分工，相互補充、相互依賴。合理地選擇材料，可以達到資源的節約和優化，從而為實現低碳社會盡到一份責任。