玻璃幕墙与窗的本质思考

杨德林 汉嘉设计集团股份有限公司

1 问题的由来

近年来，随着玻璃幕墙的大量应用，玻璃幕墙的安全性，光污染时间也时有发生。玻璃自爆掉落或玻璃板块，窗扇坠落，造成砸碎物品，甚至人身伤害，人们谈起玻璃幕墙，心有余悸。一些地方性文件及国家条文考虑到玻璃幕墙的安全性能、光污染原因陆续出台了限制玻璃幕墙使用的文件。

2015年3月4 日，住房城乡建设部、国家安全监管总局发布的建标〔2015〕38号文件对玻璃幕墙的使用进行了限制，其第二（二）条：新建住宅、党政机关办公楼、医院门诊急诊楼和病房楼、中小学校、托儿所、幼儿园、老年人建筑，不得在二层及以上采用玻璃幕墙。玻璃幕墙怎么啦？还安全吗？窗比幕墙要更安全吗？如果我们要前进，必须对事物的本质进行思考。

2 玻璃幕墙和窗的定义和发展

根据GB/T 5823—2008《建筑门窗术语》第4.1.1窗：围蔽墙体洞口，可起采光、通风或观察等作用的建筑部件的总称通常包括窗框和一个或多个窗扇以及五金配件，有时还带有亮窗和换气装置。

图1 窗

根据GB/T 34327—2017《建筑幕墙术语》第2.1建筑幕墙：由面板与支承结构体系组成，具有规定的承载能力、变形能力和适应主体结构位移能力，不分担主体结构所受作用的建筑外围护墙体结构或装饰性结构。

窗在古代是指穴居顶上开的通风采光洞（写作囱），而开在立面上的窗出现的比较晚，古人称之为牖，立面窗的面积也较小。窗在人们的观念里是温馨的、尺寸较小的、较安全的。随着社会的进步和发展，人们对于大自然向往越来越强烈，对建筑的通透性，开放性要求越来越高，幕墙相对于窗在表现力上能做到跨度更大、立面效果更简洁通透、结构构造更小更合理，这也是其越来越受到喜爱和广泛应用的原因，总体上讲，玻璃幕墙的本质是窗的延伸和发展。

3 玻璃幕墙和窗性能对比分析

图2 幕墙

（1）各项性能的对比。依据GB/T 31433—2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》，JGJ 214—2010《铝合金门窗工程技术规范》，DB331064—2009《浙江省建筑门窗应用技术规程》，GB/T 21086—2007《建筑幕墙》，JGJ 102—2003《玻璃幕墙工程技术规范》，作者从抗风压性能、气密性能、水密性能、层间变形性能、与主体结构连接构造多方面对窗和幕墙进行了对比，详见表1。

表1 窗与幕墙性能对比

结论1：从表1可以看出不论是抗风压性能、气密性能、水密性能、层间变形性能、还是与主体结构连接构造方面，幕墙都要比窗要求严格。

（2）壁厚的对比。结论2：从表2和表3可以看出在铝合金壁厚的要求上，规范对于幕墙的要求要比对门窗的要求要高。

表2 规范对于幕墙壁厚的要求

表3 规范对于门窗壁厚的要求

（3）台风中的表现。2016年9月15日莫兰蒂超强台风在中国福建省厦门市登陆，登陆时中心最大风力48m/s（年鉴上调至52m/s，超强台风），重创厦门市。在台风过后，作者以及同事到厦门市对当地门窗、幕墙进行了考察，考察发现虽然这次台风的风力达到规范要求的3.2倍，但是大部分幕墙完好或轻微破损，只有个别建筑的幕墙有较明显的破坏。反而玻璃门窗损坏较为严重，住宅小区门窗玻璃破损、整樘门窗被台风吹掉。

通过实际案例可知只要按照规范要求进行幕墙的设计、施工，幕墙的抗风性能是能有效保证的。

（4）地震中的表现。在历次地震中，常常见到建筑幕墙震害较少，在相同状态下，玻璃窗却常常损坏，压碎、甚至窗框变形扭曲。分析其原因，幕墙和玻璃窗虽然都是由面板和支承结构组成，但面板构造系统却与主体连接结构不同：玻璃窗是安装在柱子或墙体洞口内侧，地震过程中，窗体与主体必然要发生相同侧移；由于幕墙通常采用螺栓，挂钩与主体连接,并安装在主体结构外侧，使得它对主体变形有良好的适应性。大量幕墙工程平面内变形试验表明，只要严格有关规范进行设计，幕墙产生1/100层高的平面内水平位移不会破坏。

因此，在历次大地震中，玻璃窗的破坏都比较普遍，建筑幕墙却震害相对较少，固定玻璃窗安装的墙体，主体框架如果变形，损坏严重，相应的玻璃窗也往往造成窗框变形扭曲、玻璃压碎、板块坠落。

（5）窗没有光污染吗。光污染指的是在玻璃幕墙中使用镀膜玻璃或涂膜玻璃，当日照自然光线照射到玻璃表面从而产生强烈反射眩光现象。

图3 台风后的门窗

图4 窗在阳光照耀下的眩光现象

光污染一方面对室外光环境造成直接污染，有时它还会造成其他不利影响，比如，光线在玻璃上发生镜面反射，在强烈日照的照射下，容易引发过往车辆的司机突发性暂时失明，存在交通安全隐患。有时，强烈的光线通过玻璃反射再次进入建筑室内，经常产生让人不适的眩光，影响人的生理和心理健康。

其实不论是窗还是玻璃幕墙，只要是玻璃那它就会发生光线反射，我们应该科学合理的控制建筑立面的窗墙比和玻璃面板的可见光反射比，玻璃的种类，而不是笼统去定义只有玻璃幕墙才会造成光污染。

4 结束语

本文从现状出发，结合门窗幕墙定义及历史发展，通过玻璃幕墙和窗性能多方面对比分析，结合工程实际，对门窗幕墙的本质进行了深入思考。