1.幕墙的定义、特点及发展趋势
（1）幕墙的定义。幕墙是一种悬挂在建筑物结构框架外侧的外墙围护结构，其结构功能是承受风、地震、自重等荷载作用并将这些荷载传递至建筑物主体结构；其建筑功能是抵抗气候、雨、光、声等环境力量对建筑物的影响，并增加整体建筑物的美观感。玻璃幕墙在建筑工程中的应用如图3-4所示。
（2）幕墙具有以下特点：
1）幕墙是完整的结构体系，直接承受荷载，并传递至主体结构。
2）包封主体结构，不使主体结构外露。
3）幕墙悬挂于主体结构之上，并且相对于主体结构可以活动。
（3）建筑幕墙的发展趋势。
1）第一代“准幕墙”（1850—1950）。“准幕墙”具有现代幕墙的雏形，做法是将幕墙板材直接固定在立柱上而无横梁过渡。其缺点是容易渗水，噪声大，保温问题无法解决。
2）第二代幕墙（1950—1980）。第二代幕墙的特点是：采用压力平衡手段来解决明框幕墙的渗水问题，并设立内排水系统和渗水排出孔道；大量应用反射及LOW-E玻璃，提高保温性能；单元式幕墙开始应用，提高工厂化程度，减少现场作业量。
3）第三代幕墙（1980年至今）。第三代幕墙的特点是：结构密封材料应用广泛（隐框幕墙）；发明工厂预制板式拼装体系（确保水密性）；不透光但能换气的窗间墙（冬天保温，夏天换气）；采用新材料、新方法（钢索桁架点支式幕墙）；可视的外表面。
4）正在发展中的第四代幕墙——主动墙。
①热通道幕墙：预制幕墙的外层利用双层玻璃形成温室效应。夏季，将暖风送至顶部并通过空气总管加热生活用水；冬季，利用室内形成的温室效应，并通过一个装置将暖空气送入室内。
②水流管网热通道幕墙：预制幕墙外层利用竖框或横梁的管腔作为水或其他液体的通道。太阳辐射热通过玻璃积蓄在墙体或实心板中，用来加热盥洗用水或建筑采暖用水。
③热能与储能飞轮：利用热通道技术和设备将暖空气或热空气送入楼板的管或槽中；在夏季或好的天气，可以将热能积蓄在保温良好的池中，以备冬季或冷天使用。
④生态主动墙：将植物植于预制幕墙的双层玻璃之间，使其与阳光一起作为能量生成装置（光合作用）和湿度平衡装置。
⑤光电主动墙：预制幕墙通过墙上太阳能电池产生能量，并将其转换为计算机和办公设备所需的电能，也可以通过蓄电池储存以备用。
2.幕墙的分类
（1）按面板材料可分为玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙、光电幕墙。
（2）按框架材料可分为铝合金幕墙、彩色钢板幕墙、不锈钢幕墙。
（3）按加工程度和安装工艺可分为构件式幕墙、单元式幕墙。
1）构件式幕墙：在工厂制作元件和组件（立柱、横梁、玻璃），再运往工地，将立柱用连接件安装在主体结构上，再将横梁连接在立柱上，形成框格后安装玻璃。
2）单元式幕墙：在工厂加工竖框、横框等元件，用这些元件拼装成组合框，将面板安装在组合框上，形成单元组件。单元式幕墙可以直接运往工地固定在主体结构上，通过在工地安装好的内侧连接件，连接在主体结构上。
（4）按构造方式的不同玻璃幕墙可分为框式玻璃幕墙、点支式玻璃幕墙、全玻璃幕墙。
1）框式玻璃幕墙：玻璃面板直接嵌固在框架内或通过胶结材料粘结在框架上构成框式玻璃幕墙；其框架由铝型材横梁和立柱组成，是支承结构。框式玻璃幕墙按照幕墙表现形式（玻璃镶嵌）可分为明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙。隐框玻璃幕墙的组成及节点如图3-5所示。
图3-5 隐框玻璃幕墙的组成及节点
（a）隐框玻璃幕墙水平节点；（b）隐框玻璃幕墙垂直节点
节能幕墙节点构造—新大剧院幕墙
2）点支式玻璃幕墙：玻璃面板通过金属连接件和紧固件在其角部以点连接的形式连接于支承结构。支承结构有单柱式、桁架式、拉杆拉索等。
3）全玻璃幕墙：玻璃面板通过胶结材料、金属连接件与玻璃肋相连构成全玻璃幕墙；玻璃肋是玻璃面板的支承梁。
3.幕墙的节能设计
（1）建筑幕墙设计宜采取以下措施来改善幕墙的保温、隔热性能：
1）应在窗间墙、天花等部位采取保温、隔热措施。
2）医院、办公楼、旅馆、学校等建筑的外窗应设置足够面积的开启部分，并应与建筑的使用空间相协调。采用玻璃幕墙时，在每个有人员经常活动的房间，玻璃幕墙均应设置可以开启的窗扇或独立的通风换气装置。
3）当建筑采用双层玻璃幕墙时，宜采用空气外循环的双层形式。空调建筑的双层幕墙，其夹层内应设置可以调节的活动遮阳装置，并应采用智能控制。
4）建筑幕墙的非透明部分应充分利用幕墙面板背后的空间，采用高效、耐久的保温材料进行保温。
5）空调建筑大面积采用玻璃窗、玻璃幕墙时，根据建筑功能、建筑节能的需要，可以采用智能化控制的遮阳系统、通风换气系统等。智能化的控制系统应能够感知天气的变化，结合室内的建筑需求，对遮阳装置、通风换气装置等进行实时控制，达到最佳的室内舒适效果和降低空调能耗。
（2）智能型呼吸式幕墙基本概念。根据《建筑幕墙》（GB/T 21086—2007）中的定义，智能型呼吸式幕墙是由外层幕墙、热通道和内层幕墙（或门、窗）构成，且在热通道内可以形成空气有序流动的建筑幕墙。根据结构形式可分为外通风式、内通风式和混合通风式。外通风和内通风式智能型呼吸式幕墙如图3-6所示。
图3-6 智能型呼吸式幕墙
（a）外通风；（b）内通风
1）外通风式：进出风口在室外，炎热气候下打开进出风口，利用烟囱效应带走大量热量，能大幅度节约制冷能耗；寒冷气候下关闭进出风口，不仅能形成温室效应，也可以节约采暖能耗。工程应用案例如图3-7所示。
2）内通风式：进出风口在室内，利用机械装置抽取室内废气进入热通道，形成流动的保温、隔热层，能大幅度节约采暖能耗，炎热气候下也可以节约制冷能耗。
3）混合通风式：在外层幕墙和内层幕墙各设有一个进风口，并在热通道底部设置一个与内、外层幕墙进风口相连的密封箱，通过控制密封箱的工作状态，实现外通风和内通风之间的相互转换。
（3）智能型呼吸式幕墙的优点。
1）节能效果明显。不同类型幕墙的节能效果比较见表3-4。
2）隔声。采用6mm厚玻璃的单层幕墙，开启扇关闭时隔声量约为30dB，但当开启扇打开时，其隔声能力很差，隔声量仅为10dB；采用智能型呼吸式幕墙，风口和开启扇关闭时隔声量可达到42dB，且在开启外层幕墙风口和内层幕墙开启扇时，仍有较高的隔声能力，其隔声量可达到30dB。
3）性价比高。
表3-4 不同类型幕墙的节能效果比较
4.节能幕墙的施工
（1）幕墙工程的重要规定。幕墙工程是外墙非常重要的装饰工程，其设计计算、所用材料、结构形式、施工方法等关系到幕墙的使用功能、装饰效果、结构安全、工程造价、施工难易等各个方面。因此，为确保幕墙工程的装饰性、安全性、易装性和经济性，在幕墙的设计、选材和施工等方面，应严格遵守下列重要规定：
1）幕墙及其连接件应具有足够的承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力。当幕墙构架立柱的连接金属角码与其他连接件采用螺栓连接时，应有防松动措施。
2）玻璃幕墙采用中性硅酮结构密封胶时，其性能应符合现行国家标准《建筑用硅酮结构密封胶》（GB 16776—2005）的规定；硅酮结构密封胶应在有效期内使用。
4）硅酮结构密封胶的注胶应在洁净的专用注胶室进行，且养护环境、温度、湿度条件应符合结构胶产品的使用规定。
5）幕墙的防火应符合设计要求和现行国家标准《建筑设计防火规范（2018年版）》（GB 50016—2014）的规定。
6）幕墙与主体结构连接的各种预埋件，其数量、规格、位置和防腐处理必须符合设计要求。
7）幕墙的变形缝等部位处理应保证缝的使用功能和饰面的完整性。
（2）玻璃幕墙的基本技术要求。
1）玻璃的基本技术要求。玻璃幕墙所用的单层玻璃的厚度一般为6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm；夹层玻璃的厚度一般为（6＋6）mm、（8＋8）mm（中间夹聚氯乙烯醇缩丁醛胶片，干法合成）；中空玻璃的厚度为（6＋d＋5）mm、（6＋d＋6）mm、（8＋d＋8）mm等（d为空气厚度，可取6mm、9mm、12mm）。幕墙宜采用钢化玻璃、半钢化玻璃、夹层玻璃；有保温、隔热性能要求的幕墙宜选用中空玻璃。
2）骨架的基本技术要求。用于玻璃幕墙的骨架，除应具有足够的强度和刚度外，还应具有较高的耐久性，以保证幕墙的安全使用和寿命。如铝合金骨架的立梃、横梁等要求表面氧化膜的厚度不应低于AA15级。
为了减少能耗，目前提倡应用断桥铝合金骨架。如果在玻璃幕墙中采用钢骨架，除不锈钢外，其他应进行表面热渗镀锌。粘结隐框玻璃的硅酮密封胶（工程中简称结构胶）十分重要，结构胶应有与接触材料的相容性试验报告，并有保障年限的质量证书。
点式连接玻璃幕墙的连接件和连系杆件等，应采用高强金属材料或不锈钢精加工制作，有的还要承受很大预应力，技术要求比较高。
（3）有框玻璃幕墙施工工艺。
1）施工工艺。有框玻璃幕墙施工工艺流程为：测量、放线→调整和后置预埋件→确认主体结构轴线和各面中心线→以中心线为基准向两侧排基准竖线→按图样要求安装钢连接件和立柱、校正误差→钢连接件满焊固定、表面防腐处理→安装横框→上、下边封修→安装玻璃组件→安装开启窗扇→填充泡沫棒并注胶→清洁、整理→检查、验收。窗间墙、窗槛墙之间采用防火材料堵塞，隔离挡板采用厚度为1.5mm的钢板，并涂防火涂料两遍。
2）避雷设施安装。均压环应与主体结构避雷系统相连，预埋件与均压环通过截面面积不小于48mm2的圆钢或扁钢连接。圆钢或扁钢与预埋件均压环进行搭接焊接，焊缝长度不小于75mm。位于均压环所在层的每个立柱与支座之间应用宽度不小于24mm、厚度不小于2mm的铝条连接，保证其电阻小于10Ω。
（4）隐框玻璃幕墙的施工工艺。隐框玻璃幕墙是指金属框架构件全部不显露在外表面的玻璃幕墙。隐框玻璃幕墙的玻璃是用硅酮结构密封胶粘结在铝框上，将铝框用机械方式固定在集料上。玻璃与铝框之间完全靠结构胶粘结，结构胶要受玻璃质量和风荷载、地震等外力作用及温度变化的影响，因而结构胶的性能及打胶质量是隐框玻璃幕墙安全性的关键环节之一。隐框玻璃幕墙安装质量要求见表3-5。
表3-5 隐框玻璃幕墙安装质量要求
5.幕墙的质量验收
幕墙的质量验收是指建筑外围护结构的各类透光、非透光建筑幕墙和采光屋面节能工程施工质量验收，内容包括一般规定、主控项目、一般项目。
（1）一般规定。
1）幕墙节能工程的隔气层、保温层应在主体结构工程质量验收合格后进行施工。幕墙施工过程中应及时进行质量检查、隐蔽工程验收和检验批验收，施工完成后应进行幕墙节能分项工程验收。
2）当幕墙节能工程采用隔热型材时，应提供隔热型材所使用的隔断热桥材料的物理力学性能检测报告。
3）幕墙节能工程施工中应对下列部位或项目进行隐蔽工程验收，并应有详细的文字记录和必要的图像资料：(www.xing528.com)
①保温材料厚度和保温材料的固定；
②幕墙周边与墙体、屋面、地面的接缝处保温、密封构造；
③构造缝、结构缝处的幕墙构造；
④隔气层；
⑤热桥部位、断热节点；
⑥单元式幕墙板块间的接缝构造；
⑦凝结水收集和排放构造；
⑧幕墙的通风换气装置；
⑨遮阳构件的锚固和连接。
4）幕墙节能工程使用的保温材料在运输、储存和施工过程中应采取防潮、防水、防火等保护措施。
5）幕墙节能工程验收的检验批划分，除另有规定外一般应符合下列规定：
①采用相同材料、工艺和施工做法的幕墙，按照幕墙面积每1 000m2划分为一个检验批；
②检验批的划分也可根据与施工流程相一致且方便施工与验收的原则，由施工单位与监理单位双方协商确定；
③当按计数方法抽样检验时，其抽样数量应符合标准中最小抽样数量的规定。
（2）主控项目。
1）幕墙节能工程使用的材料、构件应进行进场验收，验收结果应经监理工程师检查认可，且应形成相应的验收记录。各种材料和构件的质量证明文件与相关技术资料应齐全，并应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。
检验方法：观察、尺量检查；核查质量证明文件。
检查数量：按进场批次，每批随机抽取3个试样进行检查；质量证明文件应按照其出厂检验批进行核查。
2）幕墙（含采光顶）节能工程使用的材料、构件进场时，应对其下列性能进行复验，复验应为见证取样检验：
①保温隔热材料的导热系数或热阻、密度、吸水率、燃烧性能（不燃材料除外）；
②幕墙玻璃的可见光透射比、传热系数、遮阳系数，中空玻璃的密封性能；
③隔热型材的抗拉强度、抗剪强度；
④透光、半透光遮阳材料的太阳光透射比、太阳光反射比。
检验方法：核查质量证明文件、计算书、复验报告，其中：导热系数或热阻、密度、燃烧性能必须在同一个报告中；随机抽样检验，中空玻璃密封性能按照《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）附录E的检验方法检测。
检查数量：同厂家、同品种产品，幕墙面积在3 000m2以内时应复验1次；面积每增加3 000m2应增加1次。同工程项目、同施工单位且同期施工的多个单位工程，可合并计算抽检面积。
3）幕墙的气密性能应符合设计规定的等级要求。密封条应镶嵌牢固、位置正确、对接严密。单元式幕墙板块之间的密封应符合设计要求。开启部分关闭应严密。
检验方法：观察检查，开启部分启闭检查。核查隐蔽工程验收记录。当幕墙面积合计大于3 000m2或幕墙面积占建筑外墙总面积超过50％时，应核查幕墙气密性检测报告。
检查数量：质量证明文件、性能检测报告全数核查。现场观察及启闭检查按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检。
4）每幅建筑幕墙的传热系数、遮阳系数均应符合设计要求。幕墙工程热桥部位的隔断热桥措施应符合设计要求，隔断热桥节点的连接应牢固。
检验方法：对照设计文件核查幕墙节点及安装。
检查数量：节点及开启窗每检验批按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检，最小抽样数量不得少于10处。
5）幕墙节能工程使用的保温材料，其厚度应符合设计要求，安装应牢固，不得松脱。
检验方法：对保温板或保温层应采取针插法或剖开法，尺量厚度；手扳检查。
检查数量：每个检验批依据板块数量按标准的规定抽检，最小抽样数量不得少于10处。
6）幕墙遮阳设施安装位置、角度应满足设计要求。遮阳设施安装应牢固，并满足维护检修的荷载要求。外遮阳设施应满足抗风的要求。
检验方法：核查质量证明文件；检查隐蔽工程验收记录；观察、尺量、手扳检查；核查遮阳设施的抗风计算报告或产品检测报告。
检查数量：安装位置和角度每个检验批按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检，最小抽样数量不得少于10处；牢固程度全数检查；报告全数核查。
7）幕墙隔气层应完整、严密、位置正确，穿透隔气层处应采取密封措施。
检验方法：观察检查。
检查数量：每个检验批抽样数量不少于5处。
8）幕墙保温材料应与幕墙面板或基层墙体可靠粘结或锚固，有机保温材料应采用非金属不燃材料作防护层，防护层应将保温材料完全覆盖。
检验方法：观察检查。
检查数量：每个检验批按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检，最小抽样数量不得少于5处。
9）建筑幕墙与基层墙体、窗间墙、窗槛墙及墙裙之间的空间，应在每层楼板处和防火分区隔离部位采用防火封堵材料封堵。
检验方法：观察检查。
检查数量：每个检验批按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检，最小抽样数量不得少于5处。
10）幕墙可开启部分开启后的通风面积应满足设计要求。幕墙通风器的通道应通畅、尺寸满足设计要求，开启装置应能顺畅开启和关闭。
检验方法：尺量核查开启窗通风面积；观察检查；通风器启闭检查。
检查数量：每个检验批依据可开启部分或通风器数量按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检，最小抽样数量不得少于5个，开启窗通风面积全数核查。
11）凝结水的收集和排放应通畅，并不得渗漏。
检验方法：通水试验、观察检查。
检查数量：每个检验批抽样数量不少于5处。
12）采光屋面的可开启部分应按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）门窗节能部分的要求验收。采光屋面的安装应牢固，坡度正确，封闭严密，不得渗漏。
检验方法：核查质量证明文件；观察、尺量检查；淋水检查；核查隐蔽工程验收记录。
检查数量：200m2以内全数检查；超过200m2则抽查30％，抽查面积不少于200m2。
（3）一般项目。
1）幕墙镀（贴）膜玻璃的安装方向、位置应符合设计要求。
采用密封胶密封的中空玻璃应采用双道密封。采用均压管的中空玻璃，其均压管在安装前应密封处理。
检验方法：观察、检查施工记录。
检查数量：每个检验批按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检，最小抽样数量不得少于5件（处）。
2）单元式幕墙板块组装应符合下列要求：
①密封条规格正确，长度无负偏差，接缝的搭接符合设计要求；
②保温材料固定牢固；
③隔气层密封完整、严密；
④凝结水排水系统通畅，管路无渗漏。
检验方法：观察检查；手扳检查；尺量；通水试验。
检查数量：每个检验批依据板块数量按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检，最小抽样数量不得少于5件（处）。
3）幕墙与周边墙体、屋面间的接缝处应按设计要求采用保温措施，并应采用耐候密封胶等密封。建筑伸缩缝、沉降缝、抗震缝处的幕墙保温或密封做法应符合设计要求。严寒、寒冷地区当采用非闭孔保温材料时，应有完整的隔气层。
检验方法：观察检查。对照设计文件观察检查。
检查数量：每个检验批抽样数量不少于5件（处）。
4）幕墙活动遮阳设施的调节机构应灵活，并应能调节到位。
检验方法：遮阳设施现场进行10次以上完整行程的调节试验；观察检查。
检查数量：每个检验批按《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）第3.4.3条的规定抽检，最小抽样数量不得少于10件（处）。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
