對建筑幕墻設(shè)計(jì)發(fā)展方向的思考

1、●■■■■■__________________________●■_■■_____■_●■■_■■____■_____■●_______l____l___■■_●■■■■■■__‘現(xiàn)代工業(yè)對建筑幕墻設(shè)計(jì)發(fā)展方向的思考徐秀麗(河北建設(shè)集團(tuán)裝飾工程有限公司，河北保定071070)【摘要】在節(jié)能環(huán)保為當(dāng)今國際上建筑發(fā)展的總趨勢的環(huán)境下，論述建筑節(jié)能的重要途徑就是對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔熱保溫，提出在我國尤其是南方地區(qū)以玻璃幕墻為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑。

2、【關(guān)鍵詞】幕墻；節(jié)能我國的建筑玻璃幕墻，在它短短20多年的發(fā)展時(shí)間里，已經(jīng)占據(jù)了極大的市場份額，目前我國每年玻璃幕墻的建筑面積達(dá)到500萬平方米左右，市場前景依然看好。一、科技進(jìn)步的巨大貢獻(xiàn)建筑科技的進(jìn)步使大規(guī)模使用玻璃幕墻成為可能。首先，建筑科技的發(fā)展解決了高層建筑的諸多技術(shù)難題，使高樓大廈可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上成倍地拔高，高層建筑的大量涌現(xiàn)，為玻璃幕墻的應(yīng)用提供了巨大的市場需求。其次，隨著建筑材料研發(fā)的進(jìn)步，已能生產(chǎn)出建筑上需要的各種金屬

3、結(jié)構(gòu)件，門類齊全的鋼材、鋁合金型材、幕墻接駁件等，滿足了玻璃幕墻的安裝要求。先進(jìn)的鍍膜玻璃、鋼化玻璃、中空玻璃、夾膠玻璃、熱彎玻璃，給不同場合玻璃幕墻的使用提供了多種多樣的選擇。再次，建筑施工技術(shù)的進(jìn)步和完善。各種先進(jìn)工藝的推廣成熟，使玻璃幕墻在高層、超高層建筑上的運(yùn)用舉重若輕，玻璃幕墻的施工已沒有任何的技術(shù)障礙。隨著高層、大跨度、大空間、異型建筑的不斷增加，鋼結(jié)構(gòu)支撐玻璃幕墻的應(yīng)用將越來越廣泛。二、在不斷發(fā)展中日臻完善近20年來，我國

4、玻璃幕墻在發(fā)展過程中日臻完善，如今已與世界先進(jìn)水平同步。在這個(gè)不斷完善的過程中，中國建筑裝飾協(xié)會鋁制品委員會發(fā)揮的積極作用功不可沒。這些年來，中國建筑裝飾協(xié)會鋁制品委員會一直走在行業(yè)前列，積極引導(dǎo)行業(yè)健康有序地發(fā)展。對幕墻行業(yè)存在的問題及時(shí)發(fā)表文章，引起社會重視，并為國家制定幕墻政策規(guī)范作前導(dǎo)。如1990年代初期，隱框玻璃幕墻在無國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的情況下，國內(nèi)出現(xiàn)不測時(shí)，主要步驟如下：(1)對未損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模與分析，得到結(jié)構(gòu)的頻率

5、、模態(tài)振型以及各單元的剛度矩陣：(2)由振動(dòng)試驗(yàn)和模態(tài)分析，獲取損傷結(jié)構(gòu)的頻率和振型。測量振型不完整時(shí)，用振型擴(kuò)充法擴(kuò)充；(3)由單元模態(tài)應(yīng)變能變化比方法確定結(jié)構(gòu)可能的損傷單元；(4)求得損傷單元的損傷系數(shù)，得到結(jié)構(gòu)損傷的大小。試驗(yàn)證明模態(tài)應(yīng)變能方法具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：(1)基于單元模態(tài)應(yīng)變能變化的結(jié)構(gòu)損傷檢測方法簡便有效，便于實(shí)際應(yīng)用；(2)振型的不完整性和測試振型的隨即噪聲都對結(jié)構(gòu)損傷定位和損傷大小的確定有較大影響，采用多階模態(tài)疊加的方

6、法，能較好地改善結(jié)構(gòu)損傷檢測的結(jié)果；(3)在實(shí)際應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)剛度的破損多種多樣，如何模擬剛度的各種破損情況將直接影響損傷大小的確定，有待進(jìn)一步的研究。5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量神經(jīng)元廣泛互連而成的。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，信息處理是通過神經(jīng)元之間的相互作用來實(shí)現(xiàn)的，只是信息的存儲表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)元件互連間分布式的物理聯(lián)系。學(xué)習(xí)與識別取決于神經(jīng)元與連接權(quán)系的動(dòng)態(tài)演化過程，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)性，較強(qiáng)的非線性性能，因而在控制、優(yōu)化、識別等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用

7、。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法不僅適用于線性系統(tǒng)，尤其適用于非線性系統(tǒng)，它比模態(tài)修正法及信號處理法的適應(yīng)性更強(qiáng)，其另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是處理環(huán)境振動(dòng)的能力很強(qiáng)，省略了激振設(shè)備，更容易應(yīng)用于工程實(shí)際中。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于結(jié)構(gòu)損傷檢測中其檢測的準(zhǔn)確性，對多位置損傷的同時(shí)檢測以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定等方面的研究還處于初級階段，這些因素限制了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用，如何確定一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使其對結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行精確的檢測是有待研究的課題。土木工程結(jié)構(gòu)的損傷檢測技術(shù)是一門新興的科學(xué)技術(shù)

8、，目前正處于蓬勃發(fā)展之中。雖然這種技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于航空、航天、精密機(jī)械等領(lǐng)域之中，但是在土木工程領(lǐng)域的研究還處于起步階段，絕大多數(shù)研究還僅僅局限于試驗(yàn)階段。從目前土木工程損傷檢測的研究動(dòng)態(tài)來看，以下幾個(gè)方面問題的研究在該技術(shù)的未來發(fā)展方向上有比較重要的意義和迫切性：(1)發(fā)展更可靠的損傷判別指標(biāo)，該指標(biāo)不會誤判及漏判；(2)研究試驗(yàn)參數(shù)變化、環(huán)境參數(shù)變化對結(jié)構(gòu)損傷識別的影響；(3)不依賴外部激勵(lì)源的損傷檢測研究。參考文獻(xiàn)[1]曹暉Mi

9、chael。Friswell基于模態(tài)曲率的損傷檢測方法[J]工程力學(xué)2006(4)：56～57[2】師本強(qiáng)基于動(dòng)柔度變化的結(jié)構(gòu)損傷檢測[J]工程力學(xué)2001(s3)：21～23[3]李健康，張春利。解辛辛板類結(jié)構(gòu)動(dòng)力檢測與控制中的一種新方法[J]動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào)2005(9)：6～7[4]禹丹江，陳淮橋梁損傷檢測的曲率模態(tài)方法探討[J]鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)2002(9)：30～31企業(yè)導(dǎo)報(bào)2009年第7期177萬方數(shù)據(jù)現(xiàn)代工業(yè)——一一一一一一一

10、少假隱框幕墻，用玻璃膠代替結(jié)構(gòu)膠，用鐵、木材料代替鋁材。這些假幕墻有的甚至高達(dá)百米，嚴(yán)重影響了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。針對這些嚴(yán)重的問題，協(xié)會理事長發(fā)出了“帶隱患的隱框玻璃幕墻猶如城市上空定時(shí)炸彈”的呼吁，引起國家行政管理部門的重視，對隱框玻璃幕墻下達(dá)了一連串加強(qiáng)管理的文件。1990年代中期，隱框玻璃幕墻發(fā)展過快過，個(gè)別高反射率的鍍膜玻璃使附近往戶的陰面經(jīng)陽光反射變成陽面，對居民有不小的影響。為此協(xié)會發(fā)表了《重視隱框玻璃幕墻的光污染》文

11、章，在國內(nèi)第一次提出光污染問題，并提出用反射率低的鍍膜玻璃、或用鋁板和鍍膜玻璃間隔使用以減少光反射的建議。在協(xié)會的奔走呼號下，如今國內(nèi)一些大中城市對幕墻玻璃的反射率紛紛作出了限制規(guī)定。三、20年的應(yīng)用實(shí)踐檢驗(yàn)位于上海延安路外灘的聯(lián)誼大廈，是我國最早的一幢玻璃幕墻建筑，從其將近20年的使用實(shí)踐來看，用戶反映良好，體現(xiàn)了玻璃幕墻建筑的諸多優(yōu)越性。1985年5月正式啟用的聯(lián)誼大廈，是一幢高檔涉外寫字樓，大樓外墻全部采用明框玻璃幕墻。該大樓的物

12、業(yè)管理單位是滬上著名的上海市錦江物業(yè)管理公司，據(jù)大廈管理處介紹，這座玻璃幕墻建筑的管理和維護(hù)與傳統(tǒng)外墻相比有較多的優(yōu)越性，不存在其它建筑物外墻容易發(fā)生的面磚脫落、涂料剝落、難以清洗等問題。使用18年來只進(jìn)行了一次全面的重新打一遍硅膠(這是玻璃幕墻技術(shù)要求的規(guī)定)，平時(shí)只是定期用擦窗機(jī)對幕墻玻璃進(jìn)行清洗就可以。偶爾有個(gè)別用戶室內(nèi)裝修時(shí)不慎打碎了幕墻玻璃，采用的是鋼化玻璃不會散落，也不會對人員造成傷害，拆卸下來重?fù)Q一塊亦很方便。大廈玻璃幕墻

13、的設(shè)計(jì)理念比較超前，在每一塊大玻璃的下方，都有一扇可開啟的窗戶，通風(fēng)條件相當(dāng)好。由于外墻全部是玻璃，采光面積很大，室內(nèi)的光線相當(dāng)亮堂。至于有些所謂“光污染”問題，聯(lián)誼大廈采用的是低反射率的幕墻玻璃，錦江物業(yè)管理的這些年來，從沒碰到過與左鄰右舍在這方面的糾紛。實(shí)踐證明，玻璃幕墻確實(shí)具有其它墻體所無法比擬的優(yōu)越性能。隨著幕墻的應(yīng)用越來越廣，幕墻的種類也越來越多。四、單元組合式建筑幕墻單元組合幕墻是一種新型建筑幕墻結(jié)構(gòu)體系，它是建立在現(xiàn)代高層

14、以框剪、框筒、筒筒為代表的結(jié)構(gòu)體系基礎(chǔ)上的新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)理論與施工工藝的重大變革。國外新單元組合建筑幕墻也只有20多年的歷史。單元組合式幕墻完全不同于固定網(wǎng)格粱式傳統(tǒng)式的普通玻璃幕墻，它是以各個(gè)單元板塊組件為基本構(gòu)件單元，直接支撐在主體結(jié)構(gòu)上，把這些單元板塊組合起來構(gòu)成砸積的幕墻結(jié)構(gòu)體系；相鄰基本單元組件的豎框(立柱)相互插接，相鄰橫框(橫梁)也相互插接，相互插接的立柱和橫梁形成組合式網(wǎng)格粱系；組合式梁柱插接部位用彈性密封元件封閉并可相對

15、位移形成補(bǔ)償效應(yīng)：基本板塊單元尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通固定網(wǎng)格梁式幕墻的分格尺寸，它是以建筑主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定板塊單元尺寸；基本單元組件的飾面材料(包括采光玻璃、金屬板、石材板、178企業(yè)導(dǎo)報(bào)2009年第7期人造化學(xué)板材等)及板塊結(jié)構(gòu)全部在工廠加工預(yù)制，施工現(xiàn)場只進(jìn)行板塊單元的組合安裝。單元組合式幕墻提高了建筑幕墻的工廠化程度，大大縮短了圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工工期。由于基本單元周邊實(shí)現(xiàn)了彈性插接組合，提高了幕墻結(jié)構(gòu)溫度補(bǔ)償、震動(dòng)補(bǔ)償效應(yīng)和抗沖擊強(qiáng)度，特別

16、是消除了因溫差而引起的幕墻結(jié)構(gòu)位移噪音；幕墻基本單元組件全部在工廠內(nèi)加工組裝，提高了制品加工精度，改進(jìn)了表面質(zhì)量保護(hù)；施工現(xiàn)場高空作業(yè)工作減少，保證了安全生產(chǎn)。單元組合式幕墻的開發(fā)和推廣應(yīng)用，把我國建筑幕墻設(shè)計(jì)水平、施工技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)新臺階。這種產(chǎn)品技術(shù)的開發(fā)，帶動(dòng)了大截面重型建筑鋁型材生產(chǎn)水平的提高，促進(jìn)了建筑幕墻生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)改造和設(shè)備更新，一批大型骨干企業(yè)名E‘‘九五”期間從德國、意大利、美國引進(jìn)了一批適應(yīng)單元組合式幕墻加工制造的專

17、用重型設(shè)備和幕墻加工中心，縮小了我國幕墻建造業(yè)與國際先進(jìn)水平的差距。單元組合式幕墻在北京、上海、廣州、深圳等大中城市已取得了可貴的經(jīng)驗(yàn)。我國單元組合式幕墻的防水滲透性能、現(xiàn)場安裝施工技術(shù)得到外企和同行業(yè)的廣泛稱譽(yù)。結(jié)合工程特點(diǎn)、我國同時(shí)開發(fā)了半單元組合式幕墻(固定立柱、橫梁單元組合)、小單元組合式幕墻(單元板塊與網(wǎng)格梁系組合)等派生體系，也都取得了良好的工程效果。五、點(diǎn)支式全玻幕墻點(diǎn)支式全玻幕墻也稱點(diǎn)駁接全玻幕墻。它是全玻璃幕墻的一個(gè)新

18、的發(fā)展分支，一改玻璃肋膠接全玻璃幕墻和懸吊式全玻幕呆板的平面造型，突出點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)旋律美和玻璃支撐結(jié)構(gòu)體系的現(xiàn)代感，建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系新理念：它是全景式幕墻，形成建筑物內(nèi)外空間的通透和融合，達(dá)到人、環(huán)境、空間和諧統(tǒng)一的美感；它充分發(fā)揮玻璃、點(diǎn)駁接、支撐系統(tǒng)的空間造型藝術(shù)魅力，形成輕捷、新穎的景觀效果；它是現(xiàn)代建筑藝術(shù)的標(biāo)志之一，倍受青睞。點(diǎn)支式全玻幕墻由玻璃、點(diǎn)駁接件、支撐結(jié)構(gòu)體系三部分組成。玻璃可用單片、中空、鋼化中空玻璃點(diǎn)駁接件根據(jù)玻璃

19、結(jié)構(gòu)造型有多種形式，多為鑄鋼件并經(jīng)電鍍或氟碳噴涂表面防腐處理；支撐結(jié)構(gòu)可用玻璃肋、鋼結(jié)構(gòu)(鋼管單桿式縱橫粱、空腹式鋼桁架、拉桿式桁架、拉索式桁架等)支撐體系。主要材料的國產(chǎn)化率已達(dá)到80％左右。我國采用國內(nèi)技術(shù)，自行設(shè)計(jì)、制造、安裝，成功的建成了一批應(yīng)用國際機(jī)場候機(jī)樓、大型展覽中心、會議文化中心，大型植物園館等大面積點(diǎn)支式全玻幕墻工程，受到社會各界的好評和認(rèn)可。點(diǎn)支式全玻幕墻是我國深圳、珠海、汕頭等地全玻幕墻專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)和幕墻業(yè)大型骨干