玻璃幕墻是超高層建筑外墻的最佳選擇

   1、前言

　　自從30多年前玻璃幕墻進入中國以來，在建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為了現(xiàn)代化城市的標(biāo)志。但隨著玻璃幕墻的應(yīng)用越來越廣泛，社會上不時就會出現(xiàn)對玻璃幕墻的指責(zé)和誤解。特別是近幾年出現(xiàn)的一些玻璃墜落傷人的案例，在發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)、媒體等的推波助瀾下，又把玻璃幕墻的安全性推到了風(fēng)口浪尖。但是從這些報道和觀點來看，幾乎都沒有聽取幕墻專業(yè)人士的意見，沒有分析問題的成因，而是簡單粗暴的把責(zé)任推給了玻璃幕墻。筆者認(rèn)為玻璃幕墻本身不是原罪，應(yīng)冷靜客觀的看待這個問題，分析它、解決它。本文站在專業(yè)的角度，客觀的分析玻璃幕墻在超高層建筑上使用的必然性、必要性，分析玻璃幕墻為建筑帶來的社會、經(jīng)濟效益，同時分析了玻璃幕墻主要可能帶來的社會及安全問題，提出解決這些問題的方式方法，希望能引起社會的關(guān)注，真正能做到客觀、理性的來看待玻璃幕墻。

　　2、玻璃幕墻應(yīng)用的必要性和必然性

　　在現(xiàn)代社會，建筑做為一個集使用功能和藝術(shù)表現(xiàn)的載體，已經(jīng)被社會廣泛的認(rèn)可。而玻璃幕墻又是建筑使用功能實現(xiàn)和藝術(shù)特質(zhì)體現(xiàn)的最佳選擇，是不可替代的，是建筑技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。特別是在超高層建筑上，玻璃幕墻已經(jīng)成為超高層建筑最重要的標(biāo)志和必然選擇，它幾乎不可替代。在現(xiàn)代建筑技術(shù)發(fā)展階段，還沒有什么材料能夠替代玻璃，而玻璃幕墻是建筑玻璃應(yīng)用的技術(shù)手段，它經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展，進行了充分的檢驗，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。玻璃幕墻具有其它建筑外裝形式不可比擬的技術(shù)優(yōu)點，主要體現(xiàn)在：

　　2.1、玻璃是建筑采光的唯一選擇

　　建筑外圍護系統(tǒng)的一個基本功能，是滿足使用者通透、采光、視野的要求，而玻璃是唯一的高透、采光、不影響視野、滿足使用者舒適度的建筑材料。

　　2.2、玻璃幕墻能夠減輕建筑物自重

　　玻璃幕墻的自重一般在60kg/m2，比普通混凝土、輕質(zhì)混凝土、普通粘土磚、空心磚、花崗石等制成的外墻都輕。鋼筋混凝土單位體積重為2600kg/m3，折算至單位面積外墻體自重約為520kg/m2；粘土磚為1700kg/m3，折算至單位面積外墻體自重約為400kg/m2；加氣混凝土為600-800kg/m3，折算至單位面積外墻體自重約為120-160kg/m2；花崗石為2800kg/m3，折算至單位面積外墻體自重約為90～110kg/m2。這些建筑材料的自重普遍比玻璃幕墻高很多。

　　通過以上比較，可以看出玻璃幕墻對減輕建筑自重上的貢獻有多大。有人說金屬板幕墻輕質(zhì)啊，但是不要忘了，金屬板幕墻是非透明幕墻，為了實現(xiàn)其節(jié)能效果和保證室內(nèi)效果，其幕墻后面不得不做砌筑墻體等措施，附加的建筑重量還是巨大的。

　　2.3、玻璃幕墻能夠提高建筑物抗震性能

　　玻璃幕墻比混凝土、磚砌體等重質(zhì)外墻輕，由于輕質(zhì)，再加上懸掛結(jié)構(gòu)、浮動節(jié)點、層間變位適應(yīng)性好等，使建筑外圍護系統(tǒng)抵抗地震的性能十分優(yōu)越，這是超高層建筑非常重要的安全性能，城市防災(zāi)的一個重點。僅就水平地震荷載計算，兩者相差5倍多。例如，按7度抗震設(shè)防估算，水平地震力Qe=5.0×0.08×0.6=0.24KN/m2，Qe’=5.0×0.08×3.0=1.2KN/m2。減少的這近1.0KN/m2的水平地震力，會對主體結(jié)構(gòu)抗震帶來巨大的好處。

　　玻璃幕墻抗震的優(yōu)越性能已經(jīng)在汶川地震、玉樹地震、蘆山地震中得到了非常具體的檢驗，是有目共睹的。

　　2.4、玻璃幕墻使建筑得以實現(xiàn)工業(yè)化

　　建筑工業(yè)化是建筑現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，是節(jié)省社會人力資源、節(jié)省社會時間的一個重要標(biāo)志�，F(xiàn)代建筑尤其是超高層建筑在加工和施工過程力求工業(yè)化生產(chǎn)，就是大量的工作在工廠內(nèi)完成，施工現(xiàn)場進行裝配。工業(yè)化生產(chǎn)使產(chǎn)品加工精度更高、現(xiàn)場施工更簡約快速，現(xiàn)場管理更方便，施工效率更高，人工更節(jié)約，從而促成工程質(zhì)量更有保障。恰恰玻璃幕墻的這一建筑產(chǎn)品是建筑工業(yè)化的有力保障，它能夠做到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件預(yù)制化、安裝機械化，因此應(yīng)該進行提倡和發(fā)展。在發(fā)達(dá)國家玻璃幕墻幾乎完全實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，而國內(nèi)受到一些條件制約還存在粗礦的生產(chǎn)安裝。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，認(rèn)識的提高，勞動力成本的不斷上升，工業(yè)化幕墻生產(chǎn)必將全面實現(xiàn)。幕墻工業(yè)化的同時使建筑工業(yè)化的實現(xiàn)有了保證。

　　2.5、玻璃幕墻便于長效管理及維護

　　由于玻璃幕墻系工業(yè)化體系，板片與主體結(jié)構(gòu)的連接方式簡約清晰，拆裝方便，利用維護設(shè)備（擦窗機、吊籃等）進行檢查和維修非常方便。因此，對于幕墻工程竣工后進入使用階段的長效管理、維護維修都較簡便。這一特點也是超高層建筑所必須具備的。

　　2.6、玻璃幕墻可再生循環(huán)利用

　　鋼結(jié)構(gòu)、鋁合金、玻璃等建筑材料發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛，是建筑時代性的標(biāo)志之一。鋼、鋁合金框架和玻璃板片均屬于可回爐再生循環(huán)利用的綠色建材。每平方米幕墻使用玻璃約40kg、鋁合金型材約20kg，一個大型超高層建筑玻璃幕墻以10萬㎡計算，就使用玻璃近4000噸，鋁合金材料2000噸。這一大宗建筑材料的回收、再生、利用、循環(huán)，是一個不可忽略的綠色建材的發(fā)展問題，必須引起社會的重視。

　　根據(jù)以上的分析可以看出，玻璃幕墻是現(xiàn)代化建筑特別是超高層建筑外維護材料的首選，其所承載的社會和經(jīng)濟價值是不可替代的，盲目的否定它、盲目的限制它都是不客觀、不科學(xué)、不理智的，也是不可能的。

　　3、社會上對玻璃幕墻的擔(dān)心是極大的誤解

　　玻璃幕墻行業(yè)發(fā)展三十多年來，在社會上一直存在一些爭議，主要反映在三個方面：一是光污染，二是高空墜落、三是節(jié)能問題。但這些問題在現(xiàn)代建筑技術(shù)條件下都是很容易解決的，下面從這三個方面進行分析。

　　3.1、玻璃幕墻的光污染

　　玻璃光污染問題是由玻璃反射造成的。目前《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003中第4.2.9條規(guī)定“玻璃幕墻應(yīng)采用反射比不大于0.30的幕墻玻璃”。該規(guī)定對于絕大多數(shù)玻璃幕墻工程是適宜的，國內(nèi)外建筑玻璃生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品也能夠滿足該要求。而且當(dāng)前國內(nèi)玻璃的生產(chǎn)加工技術(shù)已經(jīng)非常成熟，反射比不大于0.20的幕墻玻璃品種已經(jīng)非常普遍。在即將頒布實施的新版本的《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》中又增加了“在要求可見光反射比低的部位應(yīng)采用可見光發(fā)射比不大于0.16的玻璃面板”的條文。因此解決光污染問題的一個途徑就是提高玻璃反射比的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，就可大幅度減少光反射的危害。

　　若在建筑設(shè)計階段有意識的在可能造成光污染的建筑部位進行優(yōu)化設(shè)計，以避免可見光發(fā)射影響人體的舒適度，也是比較好的避免光污染的方法。

　　3.2、高空墜物問題

　　玻璃墜落的安全問題也是近幾年高層建筑上反映比較突出的問題，比較集中體現(xiàn)在兩個方面：一是鋼化玻璃自爆造成的高空墜物；二是玻璃與骨架脫落造成的高空墜物。這兩個問題要分開來看。

　　首先鋼化玻璃自爆是材料特性問題。鋼化玻璃破碎后沒有尖銳的棱角，不宜刺傷人，一直被認(rèn)為是相對安全的玻璃處理方式。但由于正規(guī)的玻璃廠商生產(chǎn)的普通鋼化玻璃存在3～5‰自爆率，而且由于一些生產(chǎn)質(zhì)量問題，部份鋼化玻璃自爆后并沒有完全破碎，還有一些大塊的玻璃墜落，因此極易產(chǎn)生安全事故，特別是現(xiàn)在城市里高層、超高層建筑越來越多的情況下，危險性是存在的。所以關(guān)于玻璃幕墻中鋼化玻璃的使用應(yīng)該制訂一些措施來防止事故的發(fā)生。

　　目前解決鋼化玻璃自爆最有效的方法是使用超白玻璃或進行熱浸處理（均質(zhì)），正常情況下超白玻璃或經(jīng)過熱浸處理的鋼化玻璃自爆率可以降低到0.1～0.3‰，安全性能提高了很多，已經(jīng)是非常安全了。在現(xiàn)在超白玻璃或經(jīng)過熱浸處理的鋼化玻璃的成本已經(jīng)比較低廉的情況下，應(yīng)該大量在玻璃幕墻上提倡使用。同時夾膠玻璃也可根本上解決玻璃破損而發(fā)生墜落的情況，有條件的情況下，也應(yīng)提倡玻璃幕墻設(shè)計采用夾膠玻璃。

　　玻璃與骨架脫落問題是工程質(zhì)量的問題。該問題不是玻璃幕墻本身的因素，他是不規(guī)范施工、違規(guī)改造等原因造成的。加強施工管理及對使用方進行必要的培訓(xùn)和宣傳是有效的手段。

　　為了杜絕玻璃損壞而產(chǎn)生高空墜物對人體的危害，在建筑設(shè)計時應(yīng)在一些必要部位，例如無地面隔離防護帶（構(gòu)造）部位、通道等設(shè)置防護平臺、防護雨篷、防護網(wǎng)等措施。當(dāng)然在有條件的情況下，在建筑規(guī)劃時，就在玻璃幕墻下方設(shè)置安全通道或隔離帶是比較有效的防止墜物傷人的方法。這就需要規(guī)劃部門、建筑設(shè)計方做一些必要的工作了。

　　3.3、節(jié)能問題

　　在LOW-E玻璃沒有出現(xiàn)以前，玻璃的節(jié)能只能依靠中空玻璃和熱反射膜來實現(xiàn)，表現(xiàn)并不理想。但隨著LOW-E玻璃技術(shù)的發(fā)展，節(jié)能已經(jīng)不再是難題了�，F(xiàn)在已經(jīng)普遍采用的雙銀LOW-E玻璃技術(shù)，使中空玻璃的傳熱系數(shù)K值已經(jīng)小于了1.7，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于了《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005中規(guī)定的夏熱冬冷地區(qū)的節(jié)能設(shè)計指標(biāo)。三銀LOW-E玻璃技術(shù)也已經(jīng)非常成熟，使中空玻璃的傳熱系數(shù)K值達(dá)到了1.1左右，已經(jīng)接近了夏熱冬冷地區(qū)非透明幕墻的節(jié)能設(shè)計指標(biāo)。雙中空技術(shù)、雙玻璃LOW-E技術(shù)、雙層幕墻技術(shù)等的實現(xiàn)使玻璃幕墻節(jié)能效果有非常好的表現(xiàn)，適合各種天氣條件下使用。

　　因此相對于其它建筑外墻材料，例如石材、金屬板等，玻璃已經(jīng)是節(jié)能產(chǎn)品的首選，玻璃幕墻是節(jié)能的建筑構(gòu)造形式，這是不容置疑的。

　　4、世界上超高層建筑普遍使用玻璃幕墻

　　由于玻璃幕墻的工業(yè)化的特點和不可替代的各種優(yōu)點，目前世界上的所有超過400以上的超高層建筑幾乎采用玻璃幕墻做為它唯一的建筑維護結(jié)構(gòu)形式，無論是世界第一高樓——哈里發(fā)塔，還是中國的上海環(huán)球金融中心、上海中心、廣州西塔等�？梢赃@么說，就是因為玻璃幕墻技術(shù)的發(fā)展才使超高層建筑實現(xiàn)成為了可能。

　　5、結(jié)語

　　我國近幾年出現(xiàn)的對玻璃幕墻使用的爭議是由于以前的粗礦的發(fā)展模式、拼命降低成本、不重視過程監(jiān)管、私自改動設(shè)計等原因造成。但我們既然已經(jīng)認(rèn)識到了這個問題，那么就離解決它不遠(yuǎn)了。

　　由于社會生產(chǎn)力、社會經(jīng)濟能力、社會認(rèn)識程度、建筑技術(shù)發(fā)展等的現(xiàn)狀，國內(nèi)的玻璃幕墻建設(shè)還存在一些有待解決和提高的地方。建筑監(jiān)督管理部門應(yīng)當(dāng)加強管理和引導(dǎo)，促使建設(shè)方、設(shè)計方、施工方、使用方提高質(zhì)量安全意識，從而杜絕不應(yīng)該出現(xiàn)的悲劇重演。社會輿論也不能一味的夸大其辭，進行質(zhì)疑和打壓。就向汽車一樣，無論安全技術(shù)再先進，因為各種原因，車禍還是時有發(fā)生，難道我們也要質(zhì)疑汽車這一技術(shù)的出現(xiàn)嗎？

　　玻璃幕墻就在我們身邊，只要做到完善的設(shè)計、精細(xì)的選材、監(jiān)督好加工和安裝環(huán)節(jié)、重視使用過程中的日常維護，把管理做到位，玻璃幕墻的安全性是不容質(zhì)疑的。