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玻璃幕 超高層 技術瓶頸

2016-05-06 08:45:04 作者: 來源:中國玻璃網 我要評論1

第一幕墻網 4月29日下午,由中國房地產采購平臺主辦,安泰建筑膠、信義玻璃、柯美特和亞薩合萊·國強五金承辦的“房地產及高層建筑幕墻材料‘優(yōu)采’高峰論壇----成都站”(下稱優(yōu)采門窗論壇)在成都望江賓館成功召開,會議邀請了萬科、綠地、保利華潤等100多家品牌房地產企業(yè)、設計院、施工單位共300人共聚一堂。
  
  在“互聯網+”的房地產白銀時代,會議就系統(tǒng)門窗幕墻配套選型、行業(yè)熱點趨勢以及房地產門窗幕墻產業(yè)的工程采購進行了深入的探討,本次會議由房地產產業(yè)鏈第一傳媒新浪地產(微博)和中房網作為支持媒體,并進行了現場直播。
  
  會議期間,資深幕墻專家席時葭發(fā)表了題為《玻璃幕超高層技術瓶頸》的演講。
  
  資深幕墻專家席時葭
  
  以下是會議實錄:
  
  席時葭:尊敬的張會長、各位領導、專家和各位同仁下午好,剛剛張會長給我們傳達了一個非常振奮人心的消息,2015年,國內超高層的建筑竣工的棟數是全世界的50%。下面讓大家一起來探討超高層,探討超高層的玻璃幕遇到了什么瓶頸,怎么又該怎樣來解決。
  
  首先自我介紹一下,從2014年12月,我進入協會擔任標委會的理事,協會正在制定國家標準和協會標準。第一屆43名本科生,已經活躍在我們國家的各大設計院,幕墻中心或是幕墻分院。這些給出的是我的主要簡歷(PPT),想說明一點,這個簡歷都是我2012年前作為首席專家的簡歷,包括這些項目上所涉及技術問題,有一些已經成為“絕唱”,為什么說是“絕唱”呢?廣州的國際金融中心,在那里解決了一個世界最高單元式隱框玻璃幕墻,這個記錄恐怕以后再也不會有所突破。另一個是廣晟國際大廈,世界最高開放式石材幕墻玻璃幕墻。我非常高興能與各位交流,現在我國的BIM的標準《建筑信息模擬統(tǒng)一標準》已經進入報批稿階段,《建筑工程信息模型存儲標準》和《建筑工程施工信息模型應用標準》都進入到征求意見稿狀態(tài),還有《建筑工程信息交換實施標準》處在討論稿狀態(tài)。
  
  我要特別強調國家、協會的標準,21部涉及到我們國家建筑所有專業(yè),21部P—BIM的軟件技術與信息交換標準,現在已經處于送審稿狀態(tài),其中唯獨缺的就是建筑幕墻,建筑方式和建筑咨詢這方面,在座各位同仁都是屬于建筑幕墻行業(yè),都從事建筑外裝飾行業(yè),大家需要一起來努力。
  
  今天涉及的演講包括三個部分,中國超高層建筑的發(fā)展態(tài)勢、玻璃幕墻是超高建筑唯一選擇、玻璃幕墻的發(fā)展技術瓶頸,可以簡略的概括成了三個關鍵詞為超高層、玻璃幕和技術瓶頸及突破。
  
  一、中國超高層建筑的發(fā)展態(tài)勢
  
  我這里給出一組數據,超高層建筑在中國的發(fā)展態(tài)勢,剛剛張會長提到去年我們竣工的200米以上的建筑的占到全世界的50%,我這里給出一些具體的數字,我們國家在建的建筑,立項的項目,以及竣工建筑,在150米以上的超高層建筑有1000多棟,200米以上的超高層建筑733棟,400米以上的超高層建筑71棟,500米以上的超高層建筑17棟,這些數字比較枯燥,進行一個環(huán)比會更容易理解,我們將超高建筑與全世界超高建筑來進行比較,中國現在400米以上的超高層建筑71棟,而世界上超高層建筑發(fā)祥地的美國400米以上的建筑目前只有3棟。除中國以外的其他國家,400米以上的超高層建筑是33棟。中國是美國的24倍,是其他國家的2.5倍。展望未來,這個數字還會進一步擴大,擴大到什么程度呢?中國將是世界上超高層建筑的集中駐地,這個集中度達到多少呢?將達到85%到90%。換言之是十有八九的超高層建筑將在中國。
  
  今天,優(yōu)采提供了一個非常好平臺,講的是材料采購,所以肯定要做經濟分析,我這里給出的數字是實踐中總結出來的。600米以上的超高層建筑投資總量大概在120—130億人民幣每棟。你會問我有根據什么得出?上海中心632米的一棟建筑,它的投資概算是135億,現在已經進行到決算階段,大概是142億左右,這個數字應該是靠譜的。這個數字又代表什么概念?遼寧號的航空母艦我們是改造的,花了130億人民幣,像這種中型航母,6萬噸級左右,不是像美國10萬噸以上的,6萬噸以上的造價就是在130億到140億的概念。400米以上超高層建筑,投資總量約在70~80億人民幣/每棟,上海管理金融中心的投資總數大概在80億,廣州西塔的投資原來說是70億,后來決算大概在75億,當然它現在的市值是150億。所以400米以上的超高層建筑投資大概在70—80億左右。我們再進行成本細分,優(yōu)采就肯定要把這個東西搞清楚,玻璃幕墻的造價大概占到總成本的8%左右,這里面也有高低,上海中心132億的投資概算,目前劃去了12、13億,接近10%,為什么呢?它是雙層幕墻,它是超白玻璃,它的內層幕墻是防火幕墻。廣州西塔70億的投資概算,它的幕墻在5億左右,玻璃的造價占到玻璃幕墻的30—35%,這也是比較靠譜的,因為廣州西塔的玻璃的總造價就接近1個億,各種膠和膠條的造價占到玻璃幕墻的4%—5%。從這方面來看,1000棟200米以上的超高層建筑的經濟總量,這個來分析可以清晰地看到超高層建筑是一個巨大的產業(yè)鏈,可以看到在整個國民經濟當中的分量以及幕墻行業(yè)所代表的巨大的位置。
  
  毫無疑問超高層建筑是一切先進建筑科學技術的高度結晶,也是建筑機械制造業(yè)水平的創(chuàng)新性發(fā)展,更是超高層建筑使用理水平極大提高。
  
  下面我說說技術分析,非常遺憾,經核實,400米以上超高層建筑71棟,只有一棟是國人設計,武漢中心(440米),上海華東建筑設計研究院設計。其余的70棟全部由境外建筑設計事務所設計,國內建筑設計院配合設計。這說明400米以上超高層建筑的技術設計的核心技術不在國人手里;中國高層建筑的建筑設計、結構設計、機電設計、管理設計、材料配制設計等方面尚處于配合設計的角色。2014年10月15日習近平總書記指示:不要
  
  搞奇奇怪怪的建筑;要有民族自信、文化自信。,在我們超高層上,也是給我們提了一個醒。
  
  超高層發(fā)展當中存在什么問題呢?我總結了九條:
  
  第一是環(huán)境問題,也就是城市天際輪廓線問題,也就是環(huán)境容認度,上海的百年外灘絕對不可能搞超高層建筑;
  
  第二個問題是安全問題,“煙囪效應”,消防安全。上海環(huán)球金融中心2014年的8月14號下午三點半,東北角的高速電梯發(fā)生大火,一個小時,將里面所有的結構都燒壞了,以及上海交州路的教師公寓著火,最后全部燒完,造成56人死亡等等,都是由于超高層通道里面的“煙囪效應”在起作用;
  
  第三是地基下沉基礎承載力;
  
  第四是清洗及維護維修問題;
  
  第五是節(jié)能問題——每年每平方建筑面積的耗電量;
  
  第六是綠色問題——降耗減排及舒適度問題;
  
  第七是風環(huán)境——穿堂風,鞭捎效應——干擾效應,風振系數等;
  
  第八是小氣侯問題——熱島效應;
  
  第九是光環(huán)境問題——有害光反射問題,所謂的“光污染”問題。
  
  解決的思路是什么呢?超高層建筑發(fā)展中出現的問題,只能在發(fā)展超高層建筑的事業(yè)中用科技創(chuàng)新的方法來解決問題。比如:用專用直升機(或無人直升機)解決超高層建筑的消防問題;用電動(或太陽能)擦窗機器蜘蛛人來解決超高層建筑的清洗問題(美國、德國及上海交大都有研發(fā));用垂直綠化來解決垂直城市(超高層建筑)的綠化和綠色問題(現在意大利已有成功的工程實例)。通過高科技的規(guī)劃設計、建筑形態(tài)和構造設計、材料配置設計來解決風環(huán)境及光環(huán)境的問題;可把“害”變?yōu)椤袄,把“廢”變?yōu)椤皩殹。例如風力發(fā)電,光伏光熱建筑一體化等等
  
  二:玻璃幕墻是超高層建筑的唯一選擇
  
  下面我們來研究個問題。超高層建筑的外圍到底應該采用什么樣的建筑形態(tài),是秦磚漢瓦還是一種新型的建筑形態(tài)?我想把全世界我搜集到的,特別是最近4月15號迪拜剛剛宣布的它要做一千以上的超高層建筑的有關資訊,我都整理了一下,我將與各位分享。我們來瀏覽一下全世界400米以上超高層建筑的典型案例。
  
  這是美國的三棟,實際上有兩棟,因為芝加哥整個城市在2014年破產,它的螺旋塔已經停建。芝加哥的西爾斯大廈,紐約的世貿中心是美國兩棟超高層建筑。芝加哥西爾斯大廈
  
  110層、442米玻璃幕墻;紐約世界貿易中心1號樓,104層541米,2013年竣工全部是超白玻的玻璃幕墻。
 在中東,超高層建筑新駐地有典型三例。迪拜塔168層828米,實際上這個幕墻還是上海做的,這里面有很多故事。沙特王國大廈,在吉達,我去過那個地方,深深感到沙特這個國家對婦女的歧視,婦女進入沙特是很難的,沙特是一個很封閉的國家。迪拜塔和吉達的王國大廈都是索馬(音)設計的。剛剛我也講到今年的4月15號,由瑞士人設計的叫迪拜灣高塔,非常有意思,它的高度現在保密,等吉達塔起來,有可能要超過1600米,因為吉達塔原來說是1060米,那么這個吉達塔有一段時間也曾經說過要達到所謂的一英里大廈,因為前面的1060米有兩個含義,一個是一公里大廈(音),還有一個是中東有一個1001夜的傳說,所以迪拜灣的高塔肯定要高于前面兩個。我想強調這三棟樓外圍護結構全部是玻璃幕幕墻。
  
  我們再看東北亞、東南亞和南亞的超高層建筑,共四個,有馬來西亞吉隆坡雙子塔,韓國仁川雙子塔,韓國首爾塔,以及印度孟買塔。請各位注意首爾塔925米,但由于金正恩10分鐘內可以使首爾一片火海,所以現在是停建的。實際上前面的仁川的雙子塔也由于之前的亞運會舉辦,后來算下來賠得很厲害,只建了一半,目前處在停建狀態(tài)。
  
  下面我們來看港澳臺,一個是臺北101大廈,一個是香港IFC,香港的ICC,統(tǒng)統(tǒng)都400米以上,也全部是玻璃幕墻,臺北的101,香港國際金融中心“IFC”,香港國際貿易中心“ICC”。
  
  上海陸家嘴的“三劍客”,分別為:上海中心、上海環(huán)球金融中心、上海金茂大廈。上海金茂代表上海的過去,體現了經典;上海環(huán)球體現了上海的現代,它表達出剛毅和流暢,上海中心則顯示上海的未來,它的變換,它的動態(tài),在全世界找不到第二個地方,這是集中的玻璃幕墻的建筑群。
  
  蘇州的中南中心,729米,已經超過上海中心,中南中新在蘇州的高新開發(fā)區(qū)的金雞湖,原來高度要達到888米,在我的力勸下,陳董事長接受我的建議,把它調整為729米,中南中新所強調的是所謂的一滴水。這是蘇州的九龍倉450米,這是南京的金融城400米。這是合肥恒大的518米,在巢湖邊上,也全是玻璃幕墻,非常像我們中國所謂的方柱。這是南昌的雙子塔,今天有說到玻璃的冷灣怎么可以在玻璃幕墻上出現,這就是一個非常經典的案例,它的玻璃是冷灣的。杭州綠地城市之,在它的濱江地區(qū)。這是廈門的國際中心,雖然國際中心僅僅是350米,但它是廈門的最高建筑,它里面用的膠也是我們安泰的膠。
  
  再再看珠江三角洲的典型項目5例,這里面有西塔、京基、平安、廣州東塔、廣州白鵝潭,都是玻璃幕墻,廣州西塔、京基是上面雙曲面的玻璃幕墻,深圳平安國際金融中心是不銹鋼的裝飾條和玻璃幕墻組成的體系,里面用的裝飾條不銹鋼是德國的科龍波(音),4毫米的木紋不銹鋼,一節(jié)裝飾柱。廣州東塔上面也有陶土板的裝飾柱,掛到500米以上廣州的白鵝潭。東莞的國貿中心,前一段時間停了,政府的價值取向推動了它現在又重新啟動,最近的招標文件,它的評標細則都是我在弄,馬上就要開始,442.9米,非常引人矚目的就是頂上火炬這部分玻璃達到50米高,建成后也是一個景觀。橫琴島十字門700米以上,現在玻璃幕墻還在設計階段。?谒450米,它的頂上非常有意思,也是采用玻璃幕墻。這是南寧的華潤,全部是玻璃幕墻。南寧龍光,這是它的夜景以及裙房。
  
  我們再來看環(huán)渤海,首當其沖的就是中國樽,全部是玻璃幕墻;高銀主塔樓,天津的濱海大廈,大連的綠地中心。這是中國樽鳥瞰的境界,其中最小的部分是46米,上面最大的部分達到72米,這部分的擦窗、玻璃更換,絕對是一個世界難題,但是我們中國的幕墻工藝師、幕墻師,已經將這個問題解決了,這是中國樽的一個遠眺,這是中國樽的一個建筑群圖,這是中國樽的大堂。
  
  我們再看華中,有武漢中心,這是我們中國人自己設計的。武漢綠地中心,武漢綠地金融中心,這個可能在輿論上非常有意思的,所謂的工廠式建造,一年內完成,后來品鑒上,所謂天空之城,但是它是確確實實的玻璃幕墻,它的玻璃幕墻和目前的玻璃幕墻完全不一樣。這是長沙的九龍倉。
  
  再來看西部,有成都綠地中心、重慶瑞安,以及昆明春之眼、蘭州的鴻運。
  
  最后我想得出一個結論,超高層建筑,特別是400米以上超限高層建筑的外圍護結構均系用玻璃幕墻,無一例外。
  
  這是為什么?由于玻璃幕墻的質輕,是外圍護結構之中僅占超高層建筑總重量1/160~1/100,所以,超高層建筑必須采用玻璃幕墻,是玻璃幕墻成就了超高層建筑,玻璃幕墻對于超高層建筑來講,具有不可替代性、不可或缺性。
  
  三、玻璃幕墻發(fā)展中的技術瓶頸
  
  技術瓶頸之一——玻璃幕墻不節(jié)能。
  
  我們國家建筑能耗占國民經濟總能耗的35%,并隨著生活水準的提高,所占比重還在增加。
  
  在所有建筑能耗中,外圍護結構能耗占到40%,即冬天的保暖,夏天的制冷,對建筑能耗的增加都有“貢獻”。超高層建筑總能耗的50%左右由玻璃幕墻來“買單”。由于玻璃幕墻量輕、皮薄,熱容量小,傳熱系數高,確實不節(jié)能。提高玻璃幕墻面板的節(jié)能配置是最有效最低成本之途徑。
  
  我想先從玻璃的面板說起,我們大家都知道單玻是5.8—6.0左右,我們隨著單玻LOW—E,中空、雙銀LOW—E、單銀雙膜、三銀、雙中空、雙強三膜等等的的值一路降下來,但是請注意我們在設計當中一定要根據當地的經濟發(fā)展的一個狀態(tài)。隨著質量的提高,成本會直線上升,你看玻璃的熱工配置從銀層上來說有單雙叁,從玻層上來說有雙、叁、肆,膜層來說有單、雙,在線、離開,有軟膜和硬膜,現在又在推一個微中空,對原來既有幕墻,原來是單玻的可以做微中空,還有真空玻璃,但是真空玻璃也存在著問題,也就是單塊的面積是有限的,不能做得很大,第二不能鋼化,第三造價比較貴,大概在900多。此外,真空玻璃不能做成隱框玻璃幕墻。
  
  怎么樣使超高層玻璃幕做到節(jié)能呢?我這里面給出了三個方法,一定要根據地理氣象條件分別對待。嚴寒和寒冷地區(qū)要以保溫為首要條件,你像東北,華北應該離退雙銀甚至三銀,雙強三玻雙中空玻璃,在冬冷夏熱地區(qū)要以夏季的遮陽隔熱和冬季的采光保溫并重。比如像成都、南京、上海,夏天的遮陽隔熱和冬天的采光保溫要并重;在華南冬暖夏涼地區(qū),以夏季的浙江著熱為主。?诘臋C場是沒有門窗的,沒有外圍護結構的,更沒有幕墻,他敞開的,在華南地區(qū)應該是以遮陽為主。
  
  還有一個斷熱型材,斷熱型材現在已經有了國家的產品標準,但是沒有工程標準和檢驗標準;第二個問題它的斷熱層的長期受到剪力的這樣一個問題;還有第三個斷熱層位置,盡量要向室外側移,這樣來降低成本;第四個不能做隱框玻璃幕墻,上海的不夜城,就出過這方面的問題,也就是斷熱層在玻璃的自重荷載下斷裂了,型材的后半段還在建筑的上面,型材的前半段掉下來了。雙層幕墻是不是一定節(jié)能?國家的標準《雙層幕墻工程技術規(guī)范》,我是主編,我們請過上海工程技術總監(jiān)參加過我們的編制組,編了一段時間以后他不來了,因為確實外面遇到陽光照射,里面的公共空間必然會產生溫室效應,暖盆效應,在東北的同志都知道,在冬天,東三省它的暖盆照樣可以保持在18度—20度左右,這里面必然會產生巨大的熱堆積,現在我們的辦法是什么呢?保證在2.5米高,人可以活動的部位來制冷,這樣來降低運行成本。
 技術瓶頸之二——鋼化玻璃的自爆。
  
  成因:硫化鎳相位從α相→β相變化,膨脹帶來了玻璃自爆,因此硫化鎳是自爆的元兇。鋼化玻璃的自爆社會負面影響巨大。目前還沒有科學的辦法預告哪塊鋼化玻璃何時何處會自爆。
  
  2011年5月18—8月5號,上海二十幾場“玻璃雨”,上海市政府的77號市長令要求研究,這個也驚動了國務院的總理,克強總理在2014年7月通過張高麗副總理傳達的指示及也就是說如果玻璃幕墻是不安全的,就應該控制它。(PPT)大家看我用紅筆畫的是本人提出以后被上海的法執(zhí)委采納了,應該說我們是關上了一上,開了一個窗,就是可以放最弱的玻璃,自爆以后還是可以防自爆,墜落的玻璃也是可以使用的,它提出來兩個限制。對于超白玻璃的成因,它為什么可以來規(guī)避自爆,也提出了描述。
  
  怎么樣來解決鋼化玻璃的自爆問題呢?
  
  第一就是用夾層玻璃和夾膠玻璃,它的根據是國家標準國家標準JGJ102、JGJ113等。地方標準的上海的地標和浙江省的標準,行政法規(guī)是兩部委的建標,2015年的38號,以及浙江[2013]2號文件和上海市的77號市長令。但是也產生了問題,就是逃生倉問題以及菊花紋起殼的問題等等。
  
  第二個是用均質鋼化玻璃,均質鋼化玻璃的熱浸處理工藝周期長,供貨不及時;世界上沒有一臺設備可檢測是否通過熱浸處理,作假成本低;規(guī)避自爆不可靠;性價比低。
  
  第三個辦法是超白鋼化,這個在標準、法規(guī)都已經提到,但是它也有問題,超白玻璃含鐵純潔度ppm的問題,尚無發(fā)生超白鋼化玻璃自爆的工程案例,用肉眼即可判斷是否是超白鋼化;因此它的性價比比較高。這是它的硫化鎳電子顯微鏡的一個照片。實際上可以用肉眼非常清晰的判斷出來普白玻璃和超白玻璃的區(qū)別,這對我們房地產開發(fā)商來說是非常重要的。所以解決了玻璃自爆的一個世界性難題,美觀效果的徹底改善提升建筑內外舒適性。
  
  這是用超白玻璃PVB膠片和超白玻璃SGP膠片的對比。上海中心127層632米都采用超白玻璃。這是世博軸陽光谷,迄今,40330塊130000平方超白玻璃無一塊自爆。上海蘋果旗艦店,這個創(chuàng)造了世界上很多奇跡,玻璃從聲面材料、裝飾材料、面材走向了結構材料,這里面有玻璃柱、玻璃梁、玻璃地板、它的全玻幕墻我去看了,各個地方的蘋果店后面是沒有玻璃的超白玻璃是玻璃幕墻面板最佳選擇。
  
  技術瓶頸之三——隱框玻璃幕墻
  
  在汶川地震中,在玉樹地震中我都去拍過照,玻璃幕墻有良好的表現,其中最好的是隱框玻璃幕,玉樹的航站樓的玻璃幕就是隱框玻璃幕,玉樹地震的震中就在它的底下,但是隱框玻璃幕一塊沒有碎,而且膠縫都沒有裂掉,這被國家評為魯班獎和裝飾獎。為什么呢?隱框玻璃幕的結構膠對地震動能的吸收具有不可或缺的貢獻,其他的幕墻邊上在地震來的時候都有剛性接觸,它沒有。
  
  但是隱框玻璃幕墻確實出了問題,杭州的慶春大街,2011年7月23號,青春少女斷了雙腿,這一張照片我很不愿意拿出來,所以我們修訂的國家標準102里面,對它作出了限制。接下來江蘇省的法規(guī)也做了一些限定,它是在2012年嚴禁采用全隱框玻璃幕墻的設計,但是更嚴重的事情在后面,住建部和國家安全監(jiān)總局,也就是國務院的兩部委在去年3月8號出臺了建標的38號文件,全隱框玻璃幕墻,請注意這里是一個“全”字,我前面說廣州西塔成為永遠的“絕唱”,這是它的內幕墻,這是它的頂上,實際上這對隱框玻璃幕墻來說是冤枉的,為什么是冤枉的呢?這實際上是一扇隱框的開啟扇,而是用錯了膠,這個中空玻璃是用在合金窗上的,門窗的鋁合金窗上是不能用在玻璃幕墻上的,在改造的過程中是路邊的小商小販給它改造的,所以外面這個玻璃在改造以后的一年多掉下來,所以現在出臺了很多標準和規(guī)范,解決這個問題我覺得最好的應對策略是在“全”字上做文章,因為38號文沒有規(guī)定半隱框玻璃幕墻不可以,沒有說半明框不可以。我這里給出了一些解決的辦法,第一個是階梯技術,把中空玻璃的外層玻璃夾膠做成大小塊,用條裝的壓板來用條狀壓板夾持夾膠玻璃的內片,它的優(yōu)點是外平整,線條感較強烈,缺點高能看到條狀壓板,屬半明框;外片玻璃的夾持完全由PVB膠片負責;夾膠玻璃制作增加一定難度。
  
  技術瓶頸之四——玻璃幕墻的“光污染”和“光鬼影”;
  
  技術瓶頸之五——開窗通風問題;
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