玻璃幕墙与大型固定窗应用及分析

陈 洋

（福建省建筑科学研究院， 福州 350025）

0 引言

我国自1983 年落成第一座玻璃幕墙建筑以来，经过三十余年的发展，目前我国的玻璃幕墙占全世界问题的85%。据相关统计，至2015 年，我国玻璃幕墙已突破5 亿m2，而在我国各种幕墙的比例中，玻璃幕墙占比约为45%，其中建筑高度500m 以上的工程，外立面均为玻璃幕墙。

1 如何区分幕墙和大型固定窗

大型固定窗与玻璃幕墙在外观上很容易让人混淆不清，它们均是由框支承玻璃面板的透光结构，框架铝合金型材和面板玻璃的材料和表面处理方式一样，具有相同的质感色彩外观，而且立面均为大分格，两者的分格形式十分相似。

根据《建筑幕墙》(GB/T 21086-2007)中3.1 条定义：“建筑幕墙是由面板与支承结构体系(支承装置与支承结构)组成的、可相对主体结构有一定位移能力或一定变形能力、不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙。”可知，幕墙属于建筑外墙围护,它并不承担建筑主体的负担,像幕布一样挂上去，通过立柱和主体结构连接，自身具有完整的结构系统，整体有一定的位移能力，通常包封主体结构，是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。

而窗是建筑结构的围护构件，在建筑物中主要起采光兼具通风的作用。它由窗框和窗扇两部分组成，根据框料不同分为：木窗，钢窗，铝合金窗以及塑钢窗。根据开启方式不同分为：平开窗，悬窗，立转窗，推拉窗，固定窗等。窗通常是安装于结构的洞口中,相对于主体结构并不能产生位移，由四边框或对边框用连接件(固定片)固定在主体结构的实体墙上的，跨度较小的窗框架构件之间没有专门的活动接缝设计，靠框架构件之间的组装接缝间隙吸收一定的窗体自身变形，窗外框与主体结构之间经常采用湿法的水泥砂浆填塞安装间隙，其固化后不能很好地适应窗体与洞口墙体之间的相对位移。

故玻璃幕墙与大型窗虽然在外观相似，但是并不能混为一谈。采用幕墙型材或窗型材施工成型的围护结构，只要不符合幕墙的构造要求，就不能判定为玻璃幕墙。

2 玻璃幕墙与大型窗施工对比

2.1 单元式玻璃幕墙的安装

单元式玻璃幕墙是将已制作完成的单元组件运到施工现场后，将单元组件吊至预定位置后起先安装和固定地作业，采用测量放线——幕墙单元体连接件安装——吊装幕墙单元体——单元板块精度调整——安装开启扇——收口——清洁——验收、交工的安装流程。

2.2 框架式玻璃幕墙的安装

框架式玻璃幕墙是指在工厂内完成加工的幕墙构件，运送到工地后按照抄平——后置埋板安装——框架安装——防火防雷面板安装——清理打胶——自检——验收——移交的施工工序，利用预埋件或后置锚栓与龙骨衔接，将横梁、立柱、板材等构件安装到结构构件上。

2.3 大型固定窗的安装

窗一般是安装在建筑物墙体中间，采用弹线找规矩——窗洞口处理——安装连接件的检查——窗外观检查——运到安装地点——窗安装——窗四周嵌缝——安装五金配件——清理的嵌入式施工方法。

3 玻璃幕墙与大型固定窗的性能对比

同一面积相比，玻璃幕墙质量约为白砖墙的十二分之一～十分之一，一般建筑物的内外墙质量约为建筑物总重量的四分之一～五分之一，故使用玻璃幕墙不仅使建筑更加美观，更可以大大减轻建筑物的重量，从而降低基础工程的成本。另外，玻璃幕墙设计灵活，艺术效果好，建筑师可以根据不同的需求，设计各种形状。它们能呈现不同的色彩，与周围环境协调，与灯光、城市夜景配合等，使建筑与自然融为一体，这方面，也能一定程度地减少高层建筑所带来的压抑感。并且玻璃幕墙具有一定的抗震能力，高层建筑外立面选用玻璃幕墙，也是其应对强风抗震的最佳选择。

3.1 单元式幕墙

①单元式幕墙单元板块由加工厂内实现工业化生产，可以达到降低人工费用，保证多元化整体质量的良好效果，促进了建筑工业化程度，由于大量的加工制作及准备工作是在工厂内完成，从而可以大幅缩短施工周期，为业主带来较大的经济效益。

②单元式幕墙单元与单元之间镶嵌连接，对主体结构位移适应性强，能有效的吸收地震作用、温度变化、层间位移等带来的形变，其抗震性能好，可容纳大结构位移，比较适用于超高层建筑及纯钢构高层建筑。

③单元式幕墙单元连接处多使用胶条密封，多数不使用耐候胶，且现场是直接将单元板块挂在楼层连接件上，安装方便，质量易于保证，整体受天气因素和工人技术水平因素的影响小，工期更容易控制。

④由于单元式幕墙主要须在室内进行施工安装，主体结构适应能力较差，不适用与有剪力墙和窗间墙的主体结构。

⑤由于单元式幕墙要求高技术的成分多，铝型材的形状也较复杂，合用铝合金型材量较多，需要工厂化整体加工，采购方面配套性要求高，这就要求幕墙公司实力要强，其造价要高于框架式幕墙，并且由于安装好的单元板块如果需要维修或更换比较困难，其后期维护的费用也相对较高。

3.2 框架式幕墙

①框架式幕墙在设计、计算、管理上均较简单容易，能承受较大的安装误差；由于构件小，在工地上容易存放；因设计计算简单，安装是不需要很长的准备时间，且制作简单，安装系统有弹性，成本较低，故较多幕墙的承建商有能力建造。

②框架式幕墙能满足大多数普通幕墙工程及设计造型，幕墙产品一般重量轻,现场施工管理的难度并不大，后期维护更换相对容易，维护成本更低。

③框架式幕墙施工工序连贯性要求不高，采购方面配套性要求较低，由于框架的每个构件都需要在现场逐步安装，质量控制指标较多，误差难以避免，相对难以保证质量和性能。

④由于现场结构胶及耐候胶的打胶质量及固化时间易受到温度及相对湿度的影响，并且现场操作较难控制胶的厚度，所以框架式幕墙施工周期相对较长。

⑤框架式幕墙每个版块之间是靠胶来达到视觉上的整体感，在伸缩变形的过程中，每个构件都会产生较大的位移，且伸缩变形的复位能力较差。

3.3 大型固定窗

窗是建筑结构的围护构件，在建筑物中主要是采光兼有通风的作用。而固定窗是用密封胶把玻璃安装在窗框上，只用于采光而不开启通风的窗户，具有优良的水密性和气密性，窗一般都安在建筑物墙体中间，用铝合金方管扁管组成网架，在网架中间用铝合金压条或木螺丝把玻璃固定在网架中间，由于窗扇固定，玻璃面积可稍大一些，外观更加美观。窗的设计、施工相对幕墙更加简单，成本及后期维护费用更低。但固定窗相对主体位移能力差，抗震能力较差，一些城市冬夏温差较大，铝材的伸缩非常明显，经常出现夏天安装好窗，冬天其玻璃大面积破裂损坏的情况，更严重的会出现整个固定窗出现倾斜。

4 结束语

综上所述，幕墙和铝合金窗两者同属建筑维护结构，均不分担主体结构的受力，但在设计、造价、施工条件、验收等方面比大型窗要求更高，不少企业为保证外观，并考虑节约成本，常采用门窗料设计制作成幕墙效果，在某种程度上，不但给施工验收带来麻烦，也给安全埋下了隐患，所以文章就幕墙和大型窗各项性能进行分析，并就其具体的问题以及解决措施等做探讨，这对幕墙及大型窗的具体使用具有重要意义。