節(jié)能減排推進(jìn) 鋼框架玻璃幕墻給力建筑

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摘要：隨著國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，占全社會(huì)總能耗30%的建筑節(jié)能越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。建筑節(jié)能作為一個(gè)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，它涉及到法規(guī)的實(shí)施、建筑的設(shè)計(jì)、材料的選用、節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造、加工與安裝甚至用戶     隨著國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，占全社會(huì)總能耗30%的建筑節(jié)能越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。建筑節(jié)能作為一個(gè)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，它涉及到法規(guī)的實(shí)施、建筑的設(shè)計(jì)、材料的選用、節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造、加工與安裝甚至用戶的行為習(xí)慣。只有在每一個(gè)環(huán)節(jié)都保證了正確的方案和嚴(yán)格的實(shí)施，建筑節(jié)能才不僅僅是一些亮麗的概念和賣點(diǎn)，而是經(jīng)得住實(shí)踐考驗(yàn)的真正的節(jié)能建筑。

    鋼框架玻璃幕墻作為玻璃幕墻系統(tǒng)里的一個(gè)特別領(lǐng)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(dǎo)熱性能，可以通過(guò)型材的選用和節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)通透美觀又節(jié)能環(huán)保的建筑外立面。此外，鋼框架優(yōu)良的耐火性能使節(jié)能的幕墻同時(shí)能安全防火，從而達(dá)到了功能與形式完美的統(tǒng)一。

    近年來(lái)，玻璃幕墻在建筑上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。作為在承擔(dān)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的同時(shí)又展示建筑形象的構(gòu)件，玻璃幕墻如何節(jié)能常常成為關(guān)注的焦點(diǎn)。從技術(shù)上講，玻璃幕墻的節(jié)能也是一個(gè)系統(tǒng)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(tǒng)、緊固件、密封條、黏結(jié)劑及預(yù)埋件等，這些彼此相關(guān)的構(gòu)件組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

    目前，中國(guó)幕墻的生產(chǎn)和應(yīng)用已走在了世界的前列。而在實(shí)際工程當(dāng)中，盡管也出現(xiàn)了不少優(yōu)秀的作品，但迄今為止卻還沒(méi)有誕生出可以在國(guó)內(nèi)或國(guó)際上可以普遍采用的幕墻系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的常見(jiàn)做法是，針對(duì)具體項(xiàng)目，設(shè)計(jì)師和幕墻公司以“量身定作”的方式創(chuàng)造出一些幕墻節(jié)點(diǎn)，它們可能會(huì)很有特色，但由于工期、造價(jià)等多方面原因，這些節(jié)點(diǎn)難以與經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研發(fā)和試驗(yàn)出來(lái)的系統(tǒng)產(chǎn)品在性能上、綜合指標(biāo)上相比。它們要不被人簡(jiǎn)單復(fù)制，要不難以普及推廣，這就成為了幕墻節(jié)能發(fā)展道路上的一道瓶頸。

    通常，一個(gè)能被稱之為節(jié)能或低碳的建筑需要具備以下特征：在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制作過(guò)程中消耗較少的資源；具有良好的性能，如強(qiáng)度、保溫、防水和密封性；對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染和損害；使用的壽命長(zhǎng)；可以回收并循環(huán)利用。

    我們所見(jiàn)到的玻璃幕墻大部分是鋁合金為支撐構(gòu)件的幕墻，鋼框架的使用似乎并不多見(jiàn)。其實(shí)，在幕墻項(xiàng)目里，鋼框架的使用在國(guó)際上由來(lái)已久，在國(guó)內(nèi)也是一樣，比如應(yīng)用在大型的展會(huì)、車站、機(jī)場(chǎng)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(jié)構(gòu)一起形成一個(gè)力學(xué)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(jī)制決定了其外觀造型粗獷有余而精細(xì)不夠，與常見(jiàn)的鋁合金型材相比精細(xì)度上相差甚遠(yuǎn)。

    而今，在歐洲所普遍采用的鋼型材是由薄壁型鋼卷材，經(jīng)過(guò)冷彎和冷拔成型，并通過(guò)高頻對(duì)焊而形成強(qiáng)度和精度都極高的無(wú)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(jié)構(gòu)可采用焊接方式（這與國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的彩板開(kāi)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(gòu)成一套完整的幕墻系統(tǒng)。它們經(jīng)過(guò)了歐洲最為嚴(yán)格的測(cè)試，保溫節(jié)能性能達(dá)到了很高的水平。鋼型材通透美觀、性能優(yōu)異，不光保溫節(jié)能，還有很高的安全性能，經(jīng)常應(yīng)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(gè)特殊類別，鋼框架與我們常見(jiàn)的鋁合金比較，具有如下優(yōu)勢(shì)：

    一是鋼材的強(qiáng)度（即彈性模量）是鋁合金的3倍，可以用更細(xì)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(shí)候，橫梁尺寸更小。在一定空間跨度內(nèi)，還可省掉一些幕墻的結(jié)構(gòu)件。二是鋼材的熱膨脹系數(shù)僅為鋁合金的58%，在鋼型材與墻體的連結(jié)部位對(duì)變形要求更低，密封性能更容易保證。三是鋼的熱傳導(dǎo)率僅為鋁的32％，從材料本身來(lái)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(jié)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(gè)幕墻的框架系統(tǒng)往往是難度最大、構(gòu)造最復(fù)雜，造型也是最豐富的一個(gè)構(gòu)件。

    建筑的節(jié)能和建筑的安全往往是同時(shí)需要的，尤其是在公共建筑當(dāng)中。譬如在有防火的地方，就需要設(shè)防火幕墻或門窗，并按消防的要求，提出相應(yīng)等級(jí)的防火檢測(cè)報(bào)告和產(chǎn)品。通常，保溫節(jié)能的幕墻難以同時(shí)達(dá)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(shí)滿足節(jié)能的構(gòu)造要求。

    鋼框架幕墻系統(tǒng)在保持其基本構(gòu)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(gòu)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(shí)現(xiàn)了節(jié)能與防火的完美統(tǒng)一。

    同樣的道理，僅對(duì)五金配件進(jìn)行局部的調(diào)整，配以相應(yīng)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(dāng)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(tǒng)一的外觀和完整的性能，這樣就能使節(jié)能的幕墻也能滿足多功能的使用要求。

    建筑業(yè)發(fā)展到今天，不光需要滿足最基本的數(shù)量要求，還要滿足高性能和高質(zhì)量的要求。采用系統(tǒng)解決方案是幕墻門窗保溫節(jié)能及可持續(xù)發(fā)展的一條有效途徑。鋁合金和鋼框架兩種框架系統(tǒng)在幕墻領(lǐng)域承擔(dān)著不同職能和分工，相互補(bǔ)充、相互依賴。合理地選擇材料，可以達(dá)到資源的節(jié)約和優(yōu)化，從而為實(shí)現(xiàn)低碳社會(huì)盡到一份責(zé)任。