1462logohttp://www.chinaglassnet.com
1774tophttp://www.chinaglassnet.com/magazine/20181024/29136.html
首 页 专题报道 热点新闻 玻璃期刊 市场动态 统计数据 企业资讯 国际动态 玻璃专利 技术交流 标准规范 政策法规 建筑玻璃 电子玻璃
上市公司 装饰/家电 门窗幕墙 汽车/高铁 经济资讯 辅材与设备 节能/环保 太阳能 建筑/房地产 知识窗 会展信息 供求信息 企业黄页 关于我们
赵西安2017版:超高层幕墙工程动态解析
类别:门窗幕墙  日期:2018-11-5  来源:中国幕墙网收集整理  点击率:660  打印 关闭

 

本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  1. 中国是超高层建筑最多的国家

  近二十年来,随着中国经济实力的高速增长,城市化进程加快,基建投资也急剧增多,超大规模、超高度的建筑如雨后春笋在各城市拔地而起。中国迅速超过美国,成为世界上超高层建筑最多的国家。

  2011年1月,美国《新闻周刊》发表了如下的统计数字:

  世界总人口:68.96 亿; 已建成200m以上的建筑:634座

  其中一些国家和地区的人口和超高层建筑的分布见表一。

  笔者根据手头资料的不完全统计,截至2016年10月,包括已经立项、设计中、施工中和已经建成的超高层建筑,数量分布见表2。

  由表2可见,在300m以上的超高层建筑中,无论哪一个高度,我国均占全部数量的一半以上。高层建筑的迅速发展,直接带动了我国建筑幕墙行业的迅速发展。

  2. 中国是建筑幕墙生产和使用大国

  建筑幕墙的应用始于19世纪末,当时只用于建筑的局部,且规模较小。1851年英国伦敦工业博览会建造的“水晶宫”是最早出现的初级建筑幕墙;到20世纪50年代,随着建筑技术的发展,玻璃幕墙开始大规模应用于建筑外围护结构,宣告建筑幕墙时代的到来;到20世纪80年代,随着建筑幕墙技术的发展和玻璃生产工艺、加工工艺的进步,玻璃幕墙得到更广泛的应用。

  1981年,我国内地第一片玻璃幕墙出现在广交会的正立面;1984年,北京长城饭店成为第一座采用玻璃幕墙的高层建筑。30多年以来,伴随着我国国民经济的持续快速发展和城市化进程的加快,我国建筑幕墙行业实现了从无到有、从外资一统天下到国内企业主导、从模仿引进到自主创新的跨越式发展,到 21世纪初我国已经成为建筑幕墙世界第一生产大国和使用大国。

  从 2012年起,我国建筑幕墙生产量已达10000万㎡,占全世界建筑幕墙总产量的85%。

  我国现存建筑幕墙总量超过10亿㎡,其中玻璃幕墙的数量超过5亿㎡。这5亿㎡ 的玻璃幕墙中,有相当大的一部分用于超高层建筑。

  3. 玻璃是超高层建筑不可代替的墙体材料

  玻璃同时具备四大特点

  玻璃门窗用于建筑的历史非常久远,甚至于难以考据。玻璃幕墙的应用,则开始于1951年建成的纽约利华大厦,此后迅速成为高层建筑,特别是超高层建筑首选的墙体材料。

  玻璃作为建筑材料,同时具备四大特点:透明、高强、轻质、耐久。而其他墙体材料,都不能同时具备这些特点(表3)。

  玻璃的透明性

  玻璃是透明材料。普通浮法玻璃(词条“浮法玻璃”由行业大百科提供)的可见光透过率为80%。超白玻璃是降低了玻璃中的铁元素,更加晶莹透亮,可见光透过率提升到85%以上。

  聚碳酸酯板(PVC板)的透光率可达75%~80%。

  薄膜材料(如ETFE)只能透过漫射光,透光不透明。

  玻璃是高强轻质材料

  玻璃是脆性材料,但具有很高的抗拉强度。在常用墙体材料中,其抗拉强度仅次于钢材,远高于其他材料(表4)。

  玻璃板的抗弯强度很高,特别是钢化玻璃板。因此玻璃幕墙的玻璃面板很薄,通常为6mm~10mm。即使采用中空玻璃或夹胶中空玻璃,面板由2层或3层玻璃组成,单位面积的重量也不过是 0.3 KN/㎡ ~ 0.7KN/㎡,远小于混凝土墙体的 3.5KN/㎡ ~ 5.0KN/㎡

  玻璃幕墙的重量大概相当于砖墙、混凝土墙的1/8 ~ 1/5,玻璃幕墙的轻质,使得它成为高层建筑和超高层建筑墙体材料的首选。

  金属(词条“金属”由行业大百科提供)板(不锈钢板、铝板(词条“铝板”由行业大百科提供)虽然也符合轻质墙体的要求,但是金属板不透明,不具备通透、晶莹、飘逸的质感,因而在超高层建筑中不受建筑师的青睐,很少使用。

  没有玻璃幕墙,就没有500m以上的超高摩天大楼

  由于重量太大,强度较低,石材幕墙很少会在400m以上的建筑中采用。同样,400m以上的超高层建筑,由于建筑艺术功能要求的因素,建筑师也不会选择采用金属板材。到了500m以上,几乎清一色玻璃幕墙。可以说,没有玻璃幕墙,就没有500m以上的超高摩天大楼。

  采用玻璃幕墙,外墙的重量大约为建筑物总重量的1/100。这为建筑物高度的向上延伸创造了必要的条件。例如,上海环球金融中心,高度495m,建筑物总重量约为80万t,玻璃幕墙的重量为5000t,只占建筑物总重量的1/160,如果换成传统材料的外墙,墙的重量将增大至8倍,连带梁、柱、基础结构都要增大,建筑物总重量将增加10万t以上。不仅建筑造价增高,而且基础和桩的设计施工都带来更多的困难。

  上海中心总重量76 万t,玻璃幕墙重量为总重量的1/100。

  目前已建成的世界最高建筑是迪拜哈利法塔,828m;正在施工的最高建筑为沙特王国塔,1007m;国内已建成最高建筑是上海中心,632m;国内正在施工最高的建筑是武汉绿地,636m;正基础施工的最高建筑是苏州中南中心,729m。这些最高建筑无一例外,全部采用玻璃幕墙。

  4. 超白玻璃的应用

  4.1采用超白玻璃是减少自爆的有效途径

  钢化玻璃存在自爆的可能性,超高层建筑玻璃(词条“建筑玻璃”由行业大百科提供)自爆会带来很大的风险,而且建筑物很高,自爆后更换玻璃极其困难。因此必须采取有效措施降低超高层建筑采用钢化玻璃的自爆率。

  减少自爆发生的途径可以有:

  (1) 采用半钢化玻璃,半钢化玻璃比钢化玻璃表面应力较低,基本上不会发生自爆;

  (2) 采用钢化超白玻璃,超白玻璃所含杂质少,自爆很少发生。

  减低自爆概率,又符合目前相关规定的最有效的途径还是采用钢化超白玻璃

  超白玻璃,即低铁玻璃。为了超白,减低绿颜色,就得采用降铁工艺。降铁的同时,镍也降了下去。这样一来,硫化镍的杂质也大大减少,钢化以后,自爆率大大降低。超白玻璃钢化后的自爆率可降低到万分之一,甚至更低。

  自爆后更换玻璃代价太高昂。虽然超白玻璃要比普通玻璃价格高一些(大概30%~50%),但是折合到幕墙上,每平米也就贵百十来块钱。不爆玻璃比什么都好。

  玻璃一旦破裂(词条“破裂”由行业大百科提供),虽然玻璃只值几百几千元,但在几百米高空换玻璃,可能要花几十万元。特别是现在兴建大量海外工程,万里之遥去换一块玻璃,实在是难以办到的。

  4.2 钢化超白玻璃在高层建筑中的应用

  世界最高建筑—迪拜哈里法塔,高度为828m,采用夹层中空超白玻璃,10 万㎡玻璃幕墙的超白玻璃由中国供应(图1)。

  现在国外许多高层建筑的超白玻璃都是中国供应的(图2)。

  5. 离子性中间膜夹层玻璃

  5. 1 常规的PVB 夹层玻璃

  目前,玻璃幕墙夹层玻璃广泛采用的中间膜是聚乙烯醇缩丁醛,简称 PVB 。PVB使用已经有多年历史,也为幕墙行业普遍熟悉。但是,这种夹胶膜最初是为汽车玻璃而开发的,不是针对建筑幕墙开发的,所以它富于弹性,比较柔软,剪切模量小,两块玻璃间受力后会有显著的相对滑移,承载力较小,弯曲变形较大。PVB夹层玻璃可以用于一般玻璃幕墙,不适宜用于有高性能要求的玻璃幕墙。

  同时,PVB夹层玻璃的外露边容易受潮开胶,PVB胶膜夹层玻璃使用时间长以后容易发黄变色,这些都是应该加以注意的。

  5.2 离子性中间膜的特性

  现在,能满足建筑幕墙夹层玻璃上述性能要求的夹胶膜 — 离子性中间膜已经开发出来,并批量生产,商品名称为 SGP 。这种夹胶膜具有许多优良的性能。

  SGP 的剪切模量是 PVB 的50倍以上,撕裂强度比 PVB 高 5 倍。SGP 夹胶后,玻璃受力时两片玻璃之间的胶层基本上不会产生滑动,两片玻璃如同一片等厚度的单片玻璃整体工作。这样一来,承载力就是等厚度的 PVB 夹层玻璃承载力的2倍;同时,在相等荷载、相等厚度的情况下,SGP夹层玻璃的弯曲挠度只有 PVB 夹层玻璃的 1 / 4 。

  由于承载力提高,挠度减小,玻璃厚度会相应减小。有可能减少玻璃的用量约40% ,相应也减轻了幕墙的自重。

  SGP 间膜夹层玻璃整体性好,SGP夹胶膜的撕裂强度是PVB夹胶膜的5倍,即使玻璃万一破碎,SGP膜还可以粘结碎玻璃形成破坏后的一个临时结构,其弯曲变形小,还可以承受一定量的荷载而不会整片下坠。这就大大提高了玻璃的安全性(图4)。

  5.3 SGP夹层玻璃在超高层建筑中的应用

  超高层建筑要承受大的风力、地震力和温度变化的影响,要求玻璃面板有高的承载力和刚度,而且万一破损还要有一定的剩余承载力而不会坠落。SGP中间膜夹层玻璃可以很好地满足这些要求。

  上海中心是目前在建最高的建筑,123层,632m高,共采用SGP夹层玻璃150000㎡。上海中心采用双层通风幕墙(词条“双层通风幕墙”由行业大百科提供),外幕墙为单夹层玻璃,配置为 12mm超白+1.52 SGP+12mm超白(图5)。

  广州塔是我国已经建成最高的建筑,高度为 600 m,全部56000㎡玻璃幕墙均采用SGP双夹层中空玻璃,配置为(8mm+1.52 SGP+8mm)+12A+(8mm+1.52 SGP+8mm)。三角形玻璃板块最大尺寸为1.5mX3.5m(图6)。

  深圳京基大厦是深圳目前已建成的最高建筑,高度441m,其顶部为超大共享空间,整个超高拱形大厅由SGP夹层超白玻璃覆盖(图7),非常通透。

  目前国内高层建筑玻璃幕墙配置最高档的要数广州利通广场大厦,其高度为303m,63000㎡的玻璃幕墙为锯齿形,别具一格(图6)。玻璃面板为超白半钢化玻璃,SGP夹胶膜,组成为(8mm+1.52 SGP+8mm)+12A+8mm 。采用这样高档的配置主要是考虑:高承载力和安全性;通透洁白;锯齿形玻璃不用封边(词条“封边”由行业大百科提供)。

  6. 超高摩天大楼的玻璃幕墙

  6.1 迪拜哈利法塔

  哈利法塔的高度为828m,是目前世界上最高的建筑幕墙。建筑幕墙总面积为13.5万㎡,其中塔楼部分为12万㎡。在塔楼幕墙中,玻璃10.5万㎡不锈钢板1.5万㎡。采用单元式明框幕墙(词条“明框幕墙”由行业大百科提供),共有23566个单元板块(图9 ~图15)。本工程由中国承建,玻璃、铝型材、五金件和密封胶均采用中国产品。

  采用中空玻璃,16 mm空气层,两片超白玻。外片镀银灰反射膜;内片镀Low-E膜。两膜均朝空气层,可见光透射率(词条“透射率”由行业大百科提供) 20%;综合热透射率 16%。

  单元板块有 21 种主要板型,尺寸由1.3m*3.2 m到2.25m*8m。

  6.2 深圳平安金融中心

  深圳平安金融中心高度600m,玻璃幕墙高度590m(图16、图17)。明框,单元式。玻璃为超白、Low-E,中空,外片夹胶,内片钢化(图18)。

  6.3 上海中心大厦

  上海中心127层,高度632m,外形为螺旋上升的中国龙。玻璃幕墙由内幕墙和外幕墙组成(图19~图21)。

  内幕墙与外幕墙之间形成12~15 层高的内庭,按防火要求,内幕墙必须为防火幕墙。内幕墙直接支承在楼面结构上,外幕墙每12层~15层为一组,通过水平钢管和竖向吊杆悬挂在上端外挑的楼面结构上(图22、图23)。

  外幕墙采用超白半钢化SGP夹胶玻璃。12mm超白+1.52mmSGP+12mm超白。由于外幕墙有螺旋上升的造型,为复杂的双曲面,为此平面板块单元错缝锯齿形安装,拟合造型曲面(图24、图25)。

  内幕墙为防火幕墙,采用(8mm超白+0.89mmSGP+8mm超白)+12A+8mm铯钾防火玻璃。支承结构均采用冷弯薄壁型钢,梁壁厚3mm,柱壁厚4mm。钢结构外包铝型材(图27~图29)。

  6.4 武汉国际金融中心(绿地中心)

  武汉国际金融中心,即武汉绿地中心,高度636m,125层。平面为圆角三叉形,竖向逐渐内收呈圆滑曲线(图30)。立面上开有喇叭形洞口,可以减少主体结构和幕墙所受的风力(图31)。

  采用12mm半钢化玻璃,中空,Low-E,外夹层,内单片。

  6.5 广州塔

  广州塔高度600m,玻璃幕墙高度460m(图32、图33)。明框玻璃幕墙采用三角形单元板块,尺寸为1500mm X 3500mm。双夹层半钢化中空玻璃,(8mm+1.52mmSGP+8mm)+12mmA+(8mm+1.52mmSGP+8mm)(图34~图37)。

  6.6 广州东塔(周大福中心)

  广州东塔高度540m,玻璃幕墙,带竖向陶板装饰条(图38)。单元式板块。玻璃超白、夹层中空(图39~图44)。

  6.7 天津高银117

  天津高银117高度为592m,117层。32、63、94和115~116层为高层大堂,顶部设有钻石型玻璃顶(图45)。

  幕墙总面积14.7万㎡,分为2万单元板块。标准层单元4.3m X 1.5m,1.4万单元板块;屋顶钻石幕墙板块约为 2m X 2m。玻璃配置为外玻璃PVB夹层,超白Low-E半钢化;12mm中空;内层玻璃钢化。

  大面幕墙: (8mm+1.52PVB+8mm)+ 12A + 8mm

  高空大堂: (8mm+1.52PVB+8mm)+ 12A + 12mm / 10mm

  钻石幕墙: (10mm+1.52PVB+10mm)+ 12A +10mm (倒挂)

  10mm + 12A +(10mm+1.52PVB+10mm) (正放)

  典型大样和节点见图46。

  6.8 中国尊

  中国尊位于北京,是8度抗震设防世界最高的建筑,地上108层,高度528m(图48)。明框幕墙,玻璃配置为超白双银、钢化、外玻璃SGP夹胶、中空。

  6.9 天津周大福

  天津周大福高度530m,外形如同发射台上竖立的火箭(图49)。采用超白钢化、夹胶中空玻璃,明框幕墙。

  7. 结 语

  高度500m 以上的超高摩天大楼,外维护结构的选择就是采用玻璃幕墙。

  超高玻璃幕墙的基本选择是:明框,单元式,双夹胶中空或外夹胶内钢化中空。夹胶的玻璃

  可以考虑采用半钢化。优先采用超白玻璃,钢化玻璃应采用超白玻璃。

  高度500m以上超高层摩天大楼的夹胶玻璃,其中间层胶片宜考虑采用离子型胶片SGP。以提高玻璃幕墙的安全性。

 

相关新闻
① 凡本网注明“来源:玻璃工业网"的所有文字、图片和音视频稿件,版权均为"玻璃工业网"独家所有,任何媒体、网站或个人在转载使用时必须注明"来源:玻璃工业网”。违反者本网将依法追究责任。
② 本网转载并注明其他来源的稿件,是本着为读者传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。其他媒体、网站或个人从本网转载使用时,必须保留本网注明的稿件来源,禁止擅自篡改稿件来源,并自负版权等法律责任。违反者本网也将依法追究责任。
③ 如本网转载稿涉及版权等问题,请作者在两周内尽快来电或来函联系。
 || 公告信息                                   more<<
1787twohttp://www.cloudlaser.com.cn/
1764twohttp://www.kingglass.com.cn
1763twohttp://www.ysu.edu.cn
1762twohttp://www.kibinggroup.com
1760twohttp://www.southtech.cn
1759twohttp://
1758twohttp://www.bjmgm.com.cn
1756twohttp://www.raylight.cn
 友情连接
中国建筑玻璃与工业玻璃网  中国建材工业出版社  玻璃工厂店  水泥情报信息网  中国商品混凝土网  中国环保网  中国玻璃网  中华玻璃网  玻璃英才网  中国玻璃人才网  华夏玻璃网  中国建材网                                                                                                                                                                                 

主办: 建筑材料工业技术情报研究所            承办: 建筑材料工业技术情报研究所玻璃信息研究中心
电话:010-65762696            E-mail:chinaglassnet@163.com
京ICP备06011358
Copyright © 2010 itibmic.com All rights reserved玻璃工业网版权所有