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(jìn)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(shí)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(bào)道和觀點(diǎn)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(gè)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(jì)效益，同時(shí)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(gè)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(shí)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(gè)世紀(jì)的發(fā)展，進(jìn)行了充分的檢驗(yàn)，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(diǎn)，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(hù)系統(tǒng)的一個(gè)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(xiàn)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(shí)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(dòng)節(jié)點(diǎn)、層間變位適應(yīng)性好等，使建筑外圍護(hù)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(gè)重點(diǎn)。僅就水平地震荷載計(jì)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(yàn)，是有目共睹的。

　　2.4、玻璃幕墻使建筑得以實(shí)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(shí)間的一個(gè)重要標(biāo)志。現(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(jìn)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件預(yù)制化、安裝機(jī)械化，因此應(yīng)該進(jìn)行提倡和發(fā)展。在發(fā)達(dá)國家玻璃幕墻幾乎完全實(shí)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(jì)的發(fā)展，認(rèn)識的提高，勞動(dòng)力成本的不斷上升，工業(yè)化幕墻生產(chǎn)必將全面實(shí)現(xiàn)。幕墻工業(yè)化的同時(shí)使建筑工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)有了保證。

　　2.5、玻璃幕墻便于長效管理及維護(hù)

　　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(hù)設(shè)備（擦窗機(jī)、吊籃等）進(jìn)行檢查和維修非常方便。因此，對于幕墻工程竣工后進(jìn)入使用階段的長效管理、維護(hù)維修都較簡便。這一特點(diǎn)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(shí)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(gè)大型超高層建筑玻璃幕墻以10萬㎡計(jì)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(gè)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(hù)材料的首選，其所承載的社會和經(jīng)濟(jì)價(jià)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(gè)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(gè)方面進(jìn)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(shí)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(gè)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(jì)階段有意識的在可能造成光污染的建筑部位進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(gè)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(gè)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(xiǎn)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(jìn)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(shí)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(jì)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(qiáng)施工管理及對使用方進(jìn)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(jì)時(shí)應(yīng)在一些必要部位，例如無地面隔離防護(hù)帶（構(gòu)造）部位、通道等設(shè)置防護(hù)平臺、防護(hù)雨篷、防護(hù)網(wǎng)等措施。當(dāng)然在有條件的情況下，在建筑規(guī)劃時(shí)，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(jì)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(shí)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(jì)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(jì)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(jì)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(shí)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(diǎn)和不可替代的各種優(yōu)點(diǎn)，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(hù)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?yàn)椴Ａ�幕墻技術(shù)的發(fā)展才使超高層建筑實(shí)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(dòng)設(shè)計(jì)等原因造成。但我們既然已經(jīng)認(rèn)識到了這個(gè)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(jì)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(qiáng)管理和引導(dǎo)，促使建設(shè)方、設(shè)計(jì)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(jìn)行質(zhì)疑和打壓。就向汽車一樣，無論安全技術(shù)再先進(jìn)，因?yàn)楦鞣N原因，車禍還是時(shí)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(jì)、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(hù)，把管理做到位，玻璃幕墻的安全性是不容質(zhì)疑的。