無論您走過紐約、新加坡、法蘭克福和東京的馬路，還是漫步于北京、上海、深圳、香港的街頭，只要您抬頭仰望聳入云天的高樓大廈，都會(huì)發(fā)現(xiàn)他們幾乎無一例外采用建筑幕墻，這是為什么?使用幕墻除了建筑功能和建筑藝術(shù)因素外，它的重要功能就是安全防護(hù)、節(jié)能降耗、節(jié)約成本。
一、什么是建筑幕墻
建筑幕墻不同于填充墻，它具有以下的特點(diǎn)：
1.它是由面板和支撐結(jié)構(gòu)組成的完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng);
2.它在自身平面內(nèi)可以承受較大的變形或者相對于主體結(jié)構(gòu)可以有足夠的位移能力;
3.它是不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受的荷載和作用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
幕墻通常由面板(玻璃、鋁板、石板、陶瓷板等)和后面的支承結(jié)構(gòu)(鋁橫梁立柱、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃肋等等)組成。這個(gè)外墻系統(tǒng)支承在主體結(jié)構(gòu)上，通常包封主體結(jié)構(gòu)。由于面板之間有寬縫，面板與橫梁立柱的連接有活動(dòng)能力，所以幕墻在平面內(nèi)，可以承受1/100的大變形。幕墻如果采用螺栓、搖臂、彈簧機(jī)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)連接，則可以在兩者之間產(chǎn)生大的相對位移，甚至當(dāng)主體結(jié)構(gòu)側(cè)移達(dá)到1/60時(shí)，幕墻也不會(huì)破壞。
二、抵抗溫度變化需要幕墻
當(dāng)外界溫度變化時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)冷縮熱脹。如果不采取措施，夏天會(huì)把結(jié)構(gòu)擠彎、壓碎;冬天會(huì)把結(jié)構(gòu)拉裂、拉斷。所以長的路面要分縫，長的建筑也要用溫度縫把建筑分成幾段，由此減少溫度變化的影響。
長的建筑可以設(shè)豎向溫度縫分成數(shù)段;可是高的建筑不可能用水平縫切成幾段，因?yàn)樗椒挚p后的樓層無法吊掛起來。
既然無法采用分段的辦法將高樓大廈的溫度變化問題解決，那只有一條出路：用建筑幕墻將整個(gè)結(jié)構(gòu)包封起來，讓結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)，溫度不再變化，也就不會(huì)產(chǎn)生對結(jié)構(gòu)的損害，保證主體結(jié)構(gòu)的安全。這就是高層建筑必須采用建筑幕墻的一個(gè)主要原因。
而傳統(tǒng)的磚墻、砌塊墻是填在梁柱平面內(nèi)，梁和柱子有部份露在室外大氣中，直接受到溫度變化的影響。所以填充墻解決不了溫度變化的問題，難以在高的建筑中應(yīng)用。
三、抵抗地震災(zāi)害需要幕墻
1995年日本阪神大地震、1999年臺(tái)灣集集大地震，震中強(qiáng)度都在11度以上，砌體填充墻、常規(guī)玻璃窗大量破壞，而幕墻，即使是玻璃幕墻，也很少有震害的報(bào)告，震后大多保存完好。
中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所進(jìn)行過七個(gè)各種類型建筑幕墻的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，結(jié)果表明：即使當(dāng)臺(tái)面輸入加速度達(dá)到0.9g(相當(dāng)于10度大震)，結(jié)構(gòu)位移達(dá)到1/60以上時(shí)，幕墻也沒有損壞，保持良好性能。
砌體填充墻在1/1000位移時(shí)開裂，1/300位移時(shí)破壞，即使在小地震下也會(huì)產(chǎn)生破損，中震下會(huì)嚴(yán)重破壞。其原因是它在自身平面內(nèi)變形能力很差，又被填充在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)，不能有相對的位移，被強(qiáng)迫一起振動(dòng)，最終導(dǎo)致破壞。常規(guī)玻璃窗大體上也差不多。因此在地震中震害非常嚴(yán)重。
建筑幕墻的板圍寬縫和特別的連接構(gòu)造，使得它可以耐受到1/100～1/60的大位移、大變形。類似于樹葉相對于樹枝、幕布相對于臺(tái)口，無論主體結(jié)構(gòu)怎樣搖晃，幕墻都可以安全無恙。
高樓大廈聳入云霄，地震中強(qiáng)烈擺動(dòng)，只有幕墻才能保證抗震安全，不會(huì)倒坍墜落，防止產(chǎn)生傷亡事故。
四、如何實(shí)現(xiàn)幕墻的節(jié)能降耗
作為高能耗大戶，玻璃幕墻節(jié)能是廣大幕墻工程商和門窗人的當(dāng)務(wù)之急。那么，在一般的玻璃幕墻工程之中，如何才能最大化地實(shí)現(xiàn)節(jié)能呢? 一是要選擇新型節(jié)能玻璃材料;二是使用低幅射玻璃和多功能鍍膜玻璃;三是使用薄膜型熱反射復(fù)合材料玻璃;四是要做好玻璃的遮陽設(shè)計(jì)。
現(xiàn)階段提高玻璃幕墻隔熱保濕性能的主要措施有:玻璃類主要采用Low- E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃、多屏中空玻璃等玻璃處理技術(shù)，以減少太陽透過玻璃的直接輻射;型材類主要采用鋁塑復(fù)合材料、斷熱鋁型材等高熱阻材料。
五、幕墻節(jié)省結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的費(fèi)用
建筑材料，如鋼材、水泥都是高耗能、高造價(jià)的材料，節(jié)約材料，就是節(jié)約能耗，節(jié)約資源。
玻璃幕墻的重量只相當(dāng)于磚墻的1/10，混凝土墻板的1/7;鋁板幕墻更輕：370mm磚墻760Kg/㎡，200mm空心磚墻250Kg/㎡，而玻璃幕墻只有35～40Kg/㎡，鋁板幕墻只有20～25Kg/㎡。一座150m高，外墻面為20000㎡的高層建筑，采用幕墻可減輕墻體自重5000t～12000t。這就大大減少了主體結(jié)構(gòu)的材料用量，也減輕了基礎(chǔ)的荷載，節(jié)約了基礎(chǔ)的造價(jià)。在上海、天津等軟弱地基上建造超高層建筑，這更起了決定性的作用。
六、如何看待幕墻在高層建筑中存在的問題
任何事物都一分為二，興利除弊才是正確的態(tài)度。如果玻璃幕墻大面積采用鍍膜玻璃，可能會(huì)對周圍建筑和街道反射陽光，造成干擾。目前已規(guī)定了玻璃反射率控制在30%以下，低層部分可采用鋁板、石材和玻璃組合幕墻，降低陽光反射的干擾，應(yīng)該說這個(gè)問題可以得到解決，無須過分渲染，因此不必高估幕墻的反光危險(xiǎn)性。
