2019版：建筑幕墻的結構分類及特點

　　本篇文章內容由[中國幕墻網ALwindoor.com]編輯部整理發布：

　　前言：

　　幕墻(Curtain Wall)早在150年前(19世紀中葉)就已在建筑工程中使用，由于受當時材料和加工工藝的局限，幕墻達不到絕對水密性、氣密性、抵抗各種自然外力的侵襲(如風、地震、氣溫)、熱物理因素(熱輻射（詞條“熱輻射”由行業大百科提供）、結露)以及隔音、防火等要求，一直得不到很好的發展及推廣。

　　我國建筑幕墻行業從1983年開始起步，三十年來建筑材料及加工工藝的迅速發展，各種類型的建筑材料研制成功，如各種密封膠的發明及其它隔聲（詞條“隔聲”由行業大百科提供）、防火填充材料的出現，很好地解決了建筑外圍對幕墻的指標要求，并逐漸成為當代外墻建筑裝飾新潮流。

　　今天，幕墻不僅廣泛用于各種建筑物的外墻，還應用于各種功能的建筑內墻，如通信機房、電視演播室、航空港(機場)、大車站、體育館、博物館、文化中心、大酒店、大型商場等。

　　面對幕墻新工藝層出不窮，新材料琳瑯滿目,為了幫助行業讀者，建立系統的、綜合的“幕墻結構”知識體系，中國幕墻網特別制作“幕墻結構分類及特點”大百科欄目。

　　幕墻分類目錄樹

　　1.全玻幕墻

　　全玻幕墻是一種全透明、全視野的玻璃幕墻，利用玻璃的透明性（詞條“透明性”由行業大百科提供），追求建筑物內外空間的流通和融合，使人們可以透過玻璃清楚地看到玻璃的整個結構系統，使結構系統由單純的支承作用轉向表現其可見性，從而表現出建筑裝飾的藝術感、層次感和立體感。具有重量輕、選材簡單、加工工廠化、施工快捷、維護維修方便、易于清洗等特點。其對于豐富建筑造型立面效果的功效是其他材料無可比擬的，是現代科技在建筑裝飾上的體現

　　1.1吊掛式全玻幕墻

吊掛式全玻幕墻

　　1.2.點接駁式全玻幕墻

　　每一分格玻璃用點接駁鋼件以點連接形式固定，其所承受的各種荷載和作用(風荷載（詞條“風荷載”由行業大百科提供）、地震作用、溫度作用等)通過點接駁鋼件、鋼爪（詞條“鋼爪”由行業大百科提供）傳遞到受力支撐結構系統，再由中間受力支撐結構體系傳遞給主體結構;點接駁鋼件采用球狀鉸接螺栓(可自由轉動)，且球狀鉸接螺栓的轉動中心與玻璃重心是一致的，可以消除由于外力(風荷載、地震作用、溫度作用等)引起的玻璃位移。點接駁鋼爪有“H”形和“X”形等幾種形式。支承玻璃的受力支承結構系統可以是玻璃肋、鋼桁架也可以是不銹鋼拉桿、拉索或混合結構（詞條“混合結構”由行業大百科提供）。因此點接駁全幕墻可分為玻璃肋點接駁全玻幕墻、鋼桁架點接駁全玻幕墻、拉索式點接駁全玻幕墻、混合結構形式點接駁全幕玻墻。

點支承玻璃肋玻璃幕墻

點支撐玻璃幕墻—不銹鋼拉桿式

點支承玻璃幕墻—不銹鋼拉索式

點支承玻璃幕墻—鋼桁架結構

　　點支承玻璃幕墻—自平衡索桁架式

點支承玻璃幕墻—單層索幕墻

點支承玻璃幕墻—不銹鋼拉索式

點支撐玻璃幕墻—不銹鋼拉桿式

　　2.座立式全玻幕墻

　　“座裝式”全玻璃幕墻的玻璃重量由底部玻璃槽承擔，“座裝式”與“吊掛式”的全玻璃幕墻完成后外觀上沒有區別。

座立式全玻幕墻

　　2.框架式(元件式)幕墻　框架式(元件式,構件幕墻的豎框(或橫梁)先安裝在主體結構上，再安裝橫梁(或豎框)，豎框和橫梁組成框格，面板材料在工廠內加工成單元組件，再固定在豎框和橫梁組成的框格上。面板材料單元組件所承受的荷載要通過豎框(或橫梁)傳遞給主體結構。該結構較常見的形式是：豎框和橫梁現場安裝形成框格后將面板材料單元組件固定于骨架上，面板材料單元組件豎向接逢在立柱上，橫向接逢在橫梁上，并進行密封膠接逢處理，防雨水滲透、空氣滲透。

　　框架式(元件式)幕墻主要特點

　　(1)施工手段靈活，工藝較為成熟，經過較多工程實踐檢驗，是目前采用較多的幕墻結構形式。

　　(2)主體結構適應能力強，安裝順序基本不受主體結構的影響。

　　(3)采用密封膠接逢處理，水密性、氣密性好，具有較好的保溫（詞條“保溫”由行業大百科提供）、隔聲降噪能力，具有一定的抗層間位移能力。

　　(4)面板材料單元組件工廠制作，結構膠使用性能有保證。

　　(5)大量安裝工序現場進行，要求現場管理工作量大。

　　(6)密封膠施工要求嚴格，前期清洗、打膠過程對工人素質要求高;安裝打膠控制點多，工序多，要求工程管理質量高。

明框玻璃幕墻

全隱框玻璃幕墻

半隱框 橫明豎隱玻璃幕墻

　　3. 單元式幕墻是由許多獨立的單元組合而成，每個獨立單元組件內部所有板塊安裝、板塊間接縫密封均在工廠內加工組裝完成，分類編號按工程安裝順序運往工地吊裝，安裝可與主體結構施工同步進行(相差5-6個樓層即可)。通常每個單元組件為一個樓層高(或二、三個樓層高)、一個分格寬，單元與單元之間采用陰陽鑲嵌的結構形式，即單元組件的左右豎框、上下橫框都是和相鄰單元組件對插，通過對插形成組合桿，從而形成單元組件間接逢。單元組件的豎框直接固定在主體結構上，所承受的荷載是由單元組件的豎框直接傳遞到主體結構。

　　其主要特點為：

　　(1)幕墻單元工廠內加工制作易實現工業化生產，降低人工費用，控制單元質量;大量的加工制做、準備工作在工廠內完成，從而縮短幕墻現場施工周期和工程施工周期，為業主帶來較大的經濟效益和社會效益。

　　(2)單元與單元之間陰陽鑲嵌連接，適應主體結構位移能力強，能有效吸收地震作用、溫度變化、層間位移，單元式幕墻較適用于超高層建筑和純鋼結構高層建筑。

　　(3)接逢處多使用膠條密封，不使用耐候膠(是目前國內外幕墻技術的發展趨勢)，不受天氣對打膠的影響，工期易控制。

　　(4)由于單元式幕墻主要在室內施工安裝，主體結構適應能力較差，不適用于有剪力墻（詞條“剪力墻”由行業大百科提供）和窗間墻的主體結構。

　　(5)要求有嚴格的施工組織管理，施工時有嚴格的施工順序，必須按對插的次序進行安 裝。對主體施工用垂直運輸設備等施工機械的安放位置有嚴格限制，否則將影響整個工程的安裝。

單元式玻璃幕墻

單元式鋁板幕墻

　　4. 半單元式幕墻 是先在主體結構上安裝豎框或豎框與橫梁組成的框架，豎框和相鄰豎框對插，通過對插形成組合桿。單元組件(裝飾面板)再固定在豎框或橫梁上。一般有兩種結構形式：一種是豎框先安裝在主體結構上，豎料上裝有掛接板塊的裝置，橫梁與面板材料組成單元板塊，板塊掛接豎料上。豎向接縫在豎框上，橫向采用上下單元板塊對插接縫，進行接縫處理，形成整片幕墻。另一種是豎框與橫梁組成框架，固定于主體結構上，面板組成獨立的小板塊，掛接于框架上。豎向接縫在豎框上，橫向接縫在橫梁上，并進行接縫處理，形成整片幕墻。

　　其主要特點是：

　　(1)豎框采用對插形式，變位適應能力強，具有較強的層間位移調節能力，抗震性能好。

　　(2)豎框通過對插形成接逢，對地震作用、溫度變化等引起的變形適應能力好，且位移時噪聲小。

　　(3)易實現工業化生產，可減少現場加工、安裝工序，易于控制工程質量。

　　(4)現場施工周期短，接逢處多使用膠條密封，一般不使用耐候膠(是目前國內外幕墻技術的發展趨勢)，不受天氣對打膠的影響，易縮短施工周期。

　　(5)可交叉作業施工，施工手段靈活，受主體結構影響小。

　　(6)維修保養方便，維護、更換板塊時不影響周圍板塊。

　　5.雙層呼吸式幕墻（詞條“呼吸式幕墻”由行業大百科提供）：

　　功能要點――智能化、節能：雙層幕墻的導熱、遮陽特性，可以明顯減少樓宇內的能量消耗。通過被動使用光能，冬季通過雙層幕墻的熱量損失可減少30%，夏季通過夜間散熱，可使用戶減少使用空調，從而減少能量的損耗。如果夜間散熱和遮陽板（詞條“遮陽板”由行業大百科提供）使用正確，還可以保持室內溫度低于室外。

　　通風、防塵（詞條“防塵”由行業大百科提供）：自然通風，即使天氣惡劣，也一樣可以開窗換氣。減少空調綜合癥的發生，提高人們的生活質素和工作效率。

　　隔音：研究檢測，對隔音效果影響最大的是通風口的開口位置。即使窗戶開放，雙層幕墻仍可達到單層幕墻窗戶關閉時的隔音效果。不僅隔斷室外噪音，而且也隔斷房間之間和樓層之間的噪音。

　　換氣過程―――夏季，出風口開啟，依據熱壓原理(煙囪效應)，冷氣會從進風口進入雙層幕墻的空氣緩沖層;進行熱交換后，熱空氣從出風口排出。若內層幕墻開啟，也可將室內頂部的熱空氣同時排出。冬季，出風口關閉，空氣緩沖層在溫室層的作用下，緩沖層溫度會高于室外，從而也提高內層幕墻外表面溫度（詞條“表面溫度”由行業大百科提供），這樣會大大降低室內熱損失。

外通風雙層幕墻(中國奧運射擊館)

內通風雙層幕墻

內通風雙層幕墻

雙層通風幕墻剖面圖

　　6.石材幕墻

　　銷釘（詞條“銷釘”由行業大百科提供）式結構：此結構屬石材干掛技術第一代產品，是在石板的上下端面鉆孔，采用托板與銷釘固定。此結構簡便，但板面為局部受力，易產生擠壓應力，板塊抗變形能力不好，且板塊破損后不宜更換，適用于低層建筑（詞條“低層建筑”由行業大百科提供）。

　　半圓槽結構：此結構屬石材干掛技術第二代產品，是指在石板的上下端面銑成半圓槽口，采用托板及半圓勾板固定，此結構受力較銷釘合理，較易吸收變形，考慮到強度（詞條“強度”由行業大百科提供）問題，一般多用不銹鋼勾板，但板塊破損后不宜更換，適用于低層建筑。

　　通長槽固定方式：此結構是在石板上下端面開設通長槽口，采用鋁合金（詞條“鋁合金”由行業大百科提供）通長勾板固定，其特點是受力合理，可靠性高，板塊抗變形能力強，且板塊破損后可實現更換要求，適用于高層建筑。

　　背栓式結構：此結構屬石材干掛技術第三代產品，是目前世界上較先進技術，在國內，只有我公司有此技術、加工和施工技術及進口專用加工設備，是國內石材幕墻技術發展的方向，其特點是實現石材的無應力（詞條“應力”由行業大百科提供）加工，石材背面采用不銹鋼脹栓連接，連接強度高，節省強度值約30%左右，板塊抗變形能力強，且板塊破損后可實現更換要求，適用于高層建筑，我公司在上海浦東國際金融大廈首次采用此種技術。

石材干掛工藝的比較

蜂窩石材幕墻

花崗巖石材幕墻——不銹鋼掛件式

花崗巖石材幕墻—鋁合金掛件式

花崗巖石材幕墻—抗震背栓式

花崗巖石材幕墻(中國美術館)

　　7.鋁板幕墻

　　鋁單板幕墻采用優質高強度鋁合金板材，其常用厚度為1.5、2.0、2.5、3.0MM，型號為3003，狀態為H24。其構造主要由面板、加強筋和角碼組成。角碼可直接由面板折彎（詞條“折彎”由行業大百科提供）、沖壓成型，也可在面板的小邊上鉚裝角碼成型。加強筋與板面后的電焊螺釘（詞條“螺釘”由行業大百科提供）(螺釘是直接焊在板面背面的)連接，使之成為一個牢固的整體，極大增強了鋁單板幕墻的強度與剛性，保證了長期使用中的平整度及抗風抗震能力。如果需要隔音保溫，可在鋁板內側安裝高效的隔音保溫材料。

單層鋁板幕墻

鋁塑復合板幕墻 (登發廣場)

蜂窩鋁板幕墻

鋁單板幕墻

　　8.陶土板幕墻

　　通過陶的不可變特性鑄就永恒的幕墻視覺效果。(Eine zeitlos moderne Fassadenoptik mit dem unverwechselbaren Charakter von Keramik. )

　　陶土板（詞條“陶土板”由行業大百科提供）幕墻最初起源于德國著名的屋頂瓦制造商Von Mueller Dachprodukte GmbH & Co. KG，這里我們簡稱Von Mueller，他們的工程師Thomas Herzog教授于1980年代設想將屋頂瓦應用到墻面，最終根據陶瓦的掛接方式，發明了用于外墻的干掛體系和幕墻陶土板。為了把這套系統推向市場，Von Mueller在格爾利茨(Goerlitz)成立了一個專門（詞條“門”由行業大百科提供）生產陶土板的工廠---阿格通(ArGeTon)。1985年第一個陶土板項目在德國慕尼黑落成。在隨后的幾年中，阿格通公司逐漸完善陶土板掛接方式，由最初的木結構最終完善到現在的兩大鋁結構幕墻系統(有橫龍骨系統和無橫龍骨系統，見后面的介紹)。2005年Von Mueller公司和Wienerberger Gruppe結成了戰略聯盟，成為全球最大的陶土磚生產商。

陶土板幕墻

陶土板幕墻

　　9.千思板幕墻

　　千思板牌板材是一種建筑幕墻用高壓熱固化木纖維板，其是由普通型或阻燃（詞條“阻燃”由行業大百科提供）型高壓熱固化木纖維(HPL)芯板與一或兩個裝飾面層在高溫高壓條件下固化粘結形成的板材。“千思板”是這種板材的一個國際知名品牌。千思板牌板材是一種漂亮的、多功能的室外、室內用建材。具有眾多優異特點的千思板牌板材品質高、無公害、清潔、安全、舒適，為人類環境創造了溫和的生活空間。

千思板幕墻

千思板幕墻

千思板幕墻

　　10.GRC板幕墻

　　GRC幕墻板,或稱:GRC外墻掛板。

GRC板幕墻

GRC板幕墻

GRC板幕墻

　　11.陶瓷板幕墻

　　陶瓷板是一種由高嶺土黏土和其它無機非金屬材料，經成形、經1200度高溫煅燒等生產工藝制成的板狀陶瓷（詞條“陶瓷”由行業大百科提供）制品，幕墻面板應用陶瓷板。

陶瓷板幕墻

陶瓷板幕墻節點圖

　　12.光電幕墻

　　光電幕墻，即粘貼在玻璃上，鑲嵌于兩片玻璃之間，通過電池可將光能轉化成電能。這就是--太陽能光電幕墻。它是用光電池、光電板技術，把太陽光轉化為電能，它關鍵的技術是太陽能光電池技術。太陽能光電池是利用太陽光的光子能量，使得被照射的電解液或者半導體材料的電子移動，從而產生電壓，這稱為光電效應。

光電幕墻

光電幕墻

光電幕墻

　　13.智能幕墻

　　智能玻璃幕墻廣義上包括玻璃幕墻、通風系統、空調系統、環境監測系統、樓宇自動控制系統。其技術核心是一種有別于傳統幕墻的特殊幕墻一一熱通道幕墻（詞條“熱通道幕墻”由行業大百科提供）。

智能幕墻

智能熱通道幕墻

智能幕墻

　　結語：

　　去年，全球竣工的200米上的超高層幕墻建筑共有144座，總量再創新高!而中國占據了53%，超過一半，僅深圳一個城市，就超過美國全國的竣工量!同時，據可靠統計數據顯示，今年全球的超高層幕墻建筑竣工數量還會大幅提升，仍然是中國占比最多。

　　30余年來，伴隨著我國國民經濟的持續快速發展和城市化進程的加快，我國建筑幕墻行業實現了從無到有、從外資一統天下到國內企業主導、從模仿引進到自主創新的跨越式發展，到 21世紀初我國已經發展成為幕墻行業世界第一生產大國和使用大國。

　　在中國建筑金屬結構協會鋁門窗幕墻委員會開展的建筑門窗（詞條“建筑門窗”由行業大百科提供）幕墻行業數據大調查中收集、整理的行業數據顯示，2017年我國建筑門窗幕墻的市場總值達到6000億元，不論是從市場體量及竣工面積來看，目前我國已經成為全球最大的幕墻門窗市場，建筑幕墻門窗的需求量占全球需求總量2/3以上，其中玻璃幕墻占到全部幕墻的60%以上。其他高科技含量類幕墻產品(智能幕墻、生態幕墻、膜結構幕墻等)占比較小，尚不足4%。

　　在未來，幕墻類型和工藝與科技的結合，全力響應全球節能減排的號召，智能型幕墻，如太陽能光伏幕墻、通風道呼吸幕墻、感應風雨智能幕墻等，將展示出建筑的獨特魅力。