玻璃幕墙是超高层建筑外墙的最佳选择

   1、前言

　　自从30多年前玻璃幕墙进入中国以来，在建筑领域得到了广泛的应用，已经成为了现代化城市的标志。但随着玻璃幕墙的应用越来越广泛，社会上不时就会出现对玻璃幕墙的指责和误解。特别是近几年出现的一些玻璃坠落伤人的案例，在发达的网络、媒体等的推波助澜下，又把玻璃幕墙的安全性推到了风口浪尖。但是从这些报道和观点来看，几乎都没有听取幕墙专业人士的意见，没有分析问题的成因，而是简单粗暴的把责任推给了玻璃幕墙。笔者认为玻璃幕墙本身不是原罪，应冷静客观的看待这个问题，分析它、解决它。本文站在专业的角度，客观的分析玻璃幕墙在超高层建筑上使用的必然性、必要性，分析玻璃幕墙为建筑带来的社会、经济效益，同时分析了玻璃幕墙主要可能带来的社会及安全问题，提出解决这些问题的方式方法，希望能引起社会的关注，真正能做到客观、理性的来看待玻璃幕墙。

　　2、玻璃幕墙应用的必要性和必然性

　　在现代社会，建筑做为一个集使用功能和艺术表现的载体，已经被社会广泛的认可。而玻璃幕墙又是建筑使用功能实现和艺术特质体现的最佳选择，是不可替代的，是建筑技术发展的必然结果。特别是在超高层建筑上，玻璃幕墙已经成为超高层建筑最重要的标志和必然选择，它几乎不可替代。在现代建筑技术发展阶段，还没有什么材料能够替代玻璃，而玻璃幕墙是建筑玻璃应用的技术手段，它经过近半个世纪的发展，进行了充分的检验，技术已经非常成熟。玻璃幕墙具有其它建筑外装形式不可比拟的技术优点，主要体现在：

　　2.1、玻璃是建筑采光的唯一选择

　　建筑外围护系统的一个基本功能，是满足使用者通透、采光、视野的要求，而玻璃是唯一的高透、采光、不影响视野、满足使用者舒适度的建筑材料。

　　2.2、玻璃幕墙能够减轻建筑物自重

　　玻璃幕墙的自重一般在60kg/m2，比普通混凝土、轻质混凝土、普通粘土砖、空心砖、花岗石等制成的外墙都轻。钢筋混凝土单位体积重为2600kg/m3，折算至单位面积外墙体自重约为520kg/m2；粘土砖为1700kg/m3，折算至单位面积外墙体自重约为400kg/m2；加气混凝土为600-800kg/m3，折算至单位面积外墙体自重约为120-160kg/m2；花岗石为2800kg/m3，折算至单位面积外墙体自重约为90～110kg/m2。这些建筑材料的自重普遍比玻璃幕墙高很多。

　　通过以上比较，可以看出玻璃幕墙对减轻建筑自重上的贡献有多大。有人说金属板幕墙轻质啊，但是不要忘了，金属板幕墙是非透明幕墙，为了实现其节能效果和保证室内效果，其幕墙后面不得不做砌筑墙体等措施，附加的建筑重量还是巨大的。

　　2.3、玻璃幕墙能够提高建筑物抗震性能

　　玻璃幕墙比混凝土、砖砌体等重质外墙轻，由于轻质，再加上悬挂结构、浮动节点、层间变位适应性好等，使建筑外围护系统抵抗地震的性能十分优越，这是超高层建筑非常重要的安全性能，城市防灾的一个重点。仅就水平地震荷载计算，两者相差5倍多。例如，按7度抗震设防估算，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。减少的这近1.0KN/m2的水平地震力，会对主体结构抗震带来巨大的好处。

　　玻璃幕墙抗震的优越性能已经在汶川地震、玉树地震、芦山地震中得到了非常具体的检验，是有目共睹的。

　　2.4、玻璃幕墙使建筑得以实现工业化

　　建筑工业化是建筑现代化的重要内容，是节省社会人力资源、节省社会时间的一个重要标志。现代建筑尤其是超高层建筑在加工和施工过程力求工业化生产，就是大量的工作在工厂内完成，施工现场进行装配。工业化生产使产品加工精度更高、现场施工更简约快速，现场管理更方便，施工效率更高，人工更节约，从而促成工程质量更有保障。恰恰玻璃幕墙的这一建筑产品是建筑工业化的有力保障，它能够做到设计标准化、构件预制化、安装机械化，因此应该进行提倡和发展。在发达国家玻璃幕墙几乎完全实现了工业化生产，而国内受到一些条件制约还存在粗矿的生产安装。随着国民经济的发展，认识的提高，劳动力成本的不断上升，工业化幕墙生产必将全面实现。幕墙工业化的同时使建筑工业化的实现有了保证。

　　2.5、玻璃幕墙便于长效管理及维护

　　由于玻璃幕墙系工业化体系，板片与主体结构的连接方式简约清晰，拆装方便，利用维护设备（擦窗机、吊篮等）进行检查和维修非常方便。因此，对于幕墙工程竣工后进入使用阶段的长效管理、维护维修都较简便。这一特点也是超高层建筑所必须具备的。

　　2.6、玻璃幕墙可再生循环利用

　　钢结构、铝合金、玻璃等建筑材料发展迅速、应用广泛，是建筑时代性的标志之一。钢、铝合金框架和玻璃板片均属于可回炉再生循环利用的绿色建材。每平方米幕墙使用玻璃约40kg、铝合金型材约20kg，一个大型超高层建筑玻璃幕墙以10万㎡计算，就使用玻璃近4000吨，铝合金材料2000吨。这一大宗建筑材料的回收、再生、利用、循环，是一个不可忽略的绿色建材的发展问题，必须引起社会的重视。

　　根据以上的分析可以看出，玻璃幕墙是现代化建筑特别是超高层建筑外维护材料的首选，其所承载的社会和经济价值是不可替代的，盲目的否定它、盲目的限制它都是不客观、不科学、不理智的，也是不可能的。

　　3、社会上对玻璃幕墙的担心是极大的误解

　　玻璃幕墙行业发展三十多年来，在社会上一直存在一些争议，主要反映在三个方面：一是光污染，二是高空坠落、三是节能问题。但这些问题在现代建筑技术条件下都是很容易解决的，下面从这三个方面进行分析。

　　3.1、玻璃幕墙的光污染

　　玻璃光污染问题是由玻璃反射造成的。目前《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003中第4.2.9条规定“玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃”。该规定对于绝大多数玻璃幕墙工程是适宜的，国内外建筑玻璃生产厂家的产品也能够满足该要求。而且当前国内玻璃的生产加工技术已经非常成熟，反射比不大于0.20的幕墙玻璃品种已经非常普遍。在即将颁布实施的新版本的《玻璃幕墙工程技术规范》中又增加了“在要求可见光反射比低的部位应采用可见光发射比不大于0.16的玻璃面板”的条文。因此解决光污染问题的一个途径就是提高玻璃反射比的参数标准，就可大幅度减少光反射的危害。

　　若在建筑设计阶段有意识的在可能造成光污染的建筑部位进行优化设计，以避免可见光发射影响人体的舒适度，也是比较好的避免光污染的方法。

　　3.2、高空坠物问题

　　玻璃坠落的安全问题也是近几年高层建筑上反映比较突出的问题，比较集中体现在两个方面：一是钢化玻璃自爆造成的高空坠物；二是玻璃与骨架脱落造成的高空坠物。这两个问题要分开来看。

　　首先钢化玻璃自爆是材料特性问题。钢化玻璃破碎后没有尖锐的棱角，不宜刺伤人，一直被认为是相对安全的玻璃处理方式。但由于正规的玻璃厂商生产的普通钢化玻璃存在3～5‰自爆率，而且由于一些生产质量问题，部份钢化玻璃自爆后并没有完全破碎，还有一些大块的玻璃坠落，因此极易产生安全事故，特别是现在城市里高层、超高层建筑越来越多的情况下，危险性是存在的。所以关于玻璃幕墙中钢化玻璃的使用应该制订一些措施来防止事故的发生。

　　目前解决钢化玻璃自爆最有效的方法是使用超白玻璃或进行热浸处理（均质），正常情况下超白玻璃或经过热浸处理的钢化玻璃自爆率可以降低到0.1～0.3‰，安全性能提高了很多，已经是非常安全了。在现在超白玻璃或经过热浸处理的钢化玻璃的成本已经比较低廉的情况下，应该大量在玻璃幕墙上提倡使用。同时夹胶玻璃也可根本上解决玻璃破损而发生坠落的情况，有条件的情况下，也应提倡玻璃幕墙设计采用夹胶玻璃。

　　玻璃与骨架脱落问题是工程质量的问题。该问题不是玻璃幕墙本身的因素，他是不规范施工、违规改造等原因造成的。加强施工管理及对使用方进行必要的培训和宣传是有效的手段。

　　为了杜绝玻璃损坏而产生高空坠物对人体的危害，在建筑设计时应在一些必要部位，例如无地面隔离防护带（构造）部位、通道等设置防护平台、防护雨篷、防护网等措施。当然在有条件的情况下，在建筑规划时，就在玻璃幕墙下方设置安全通道或隔离带是比较有效的防止坠物伤人的方法。这就需要规划部门、建筑设计方做一些必要的工作了。

　　3.3、节能问题

　　在LOW-E玻璃没有出现以前，玻璃的节能只能依靠中空玻璃和热反射膜来实现，表现并不理想。但随着LOW-E玻璃技术的发展，节能已经不再是难题了。现在已经普遍采用的双银LOW-E玻璃技术，使中空玻璃的传热系数K值已经小于了1.7，远远高于了《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中规定的夏热冬冷地区的节能设计指标。三银LOW-E玻璃技术也已经非常成熟，使中空玻璃的传热系数K值达到了1.1左右，已经接近了夏热冬冷地区非透明幕墙的节能设计指标。双中空技术、双玻璃LOW-E技术、双层幕墙技术等的实现使玻璃幕墙节能效果有非常好的表现，适合各种天气条件下使用。

　　因此相对于其它建筑外墙材料，例如石材、金属板等，玻璃已经是节能产品的首选，玻璃幕墙是节能的建筑构造形式，这是不容置疑的。

　　4、世界上超高层建筑普遍使用玻璃幕墙

　　由于玻璃幕墙的工业化的特点和不可替代的各种优点，目前世界上的所有超过400以上的超高层建筑几乎采用玻璃幕墙做为它唯一的建筑维护结构形式，无论是世界第一高楼——哈里发塔，还是中国的上海环球金融中心、上海中心、广州西塔等。可以这么说，就是因为玻璃幕墙技术的发展才使超高层建筑实现成为了可能。

　　5、结语

　　我国近几年出现的对玻璃幕墙使用的争议是由于以前的粗矿的发展模式、拼命降低成本、不重视过程监管、私自改动设计等原因造成。但我们既然已经认识到了这个问题，那么就离解决它不远了。

　　由于社会生产力、社会经济能力、社会认识程度、建筑技术发展等的现状，国内的玻璃幕墙建设还存在一些有待解决和提高的地方。建筑监督管理部门应当加强管理和引导，促使建设方、设计方、施工方、使用方提高质量安全意识，从而杜绝不应该出现的悲剧重演。社会舆论也不能一味的夸大其辞，进行质疑和打压。就向汽车一样，无论安全技术再先进，因为各种原因，车祸还是时有发生，难道我们也要质疑汽车这一技术的出现吗？

　　玻璃幕墙就在我们身边，只要做到完善的设计、精细的选材、监督好加工和安装环节、重视使用过程中的日常维护，把管理做到位，玻璃幕墙的安全性是不容质疑的。