【中國幕墻網 02月24日消息】幕墻是現代科學技術發展的產物，是現代主義
高層建筑時代的顯著特征，也是現代科技與建筑的結合的體現，它的獨特的色彩與光影，多變的造型，吸引業主和建筑師，同時也使大量廠商進入幕墻市場。在國際上它的發展是有一個漫長的歷史過程，從它出生到現代已經歷了四個時代。
第一個時代是1800年到1960年，在這一個時代里，具有代表性的
幕墻技術工程是1851年英國倫敦的古利斯塔爾大廈，層高是35層，首次采用鋼筋和玻璃組成的圓蓋雛形幕墻，之后在1880年美國研制成鑄鐵飾面
板材，首先用在幕墻上。但發展很緩慢，一直延續50多年，直到1886年鋁的出現使用在1930年美國建造成的施密斯管理大樓的
鋁合金幕墻上后，加之1948年
保溫中空雙層玻璃在美國的出現和1950年近代
密封膠問世，開始使用在幕墻結構上，人們才逐步地認識幕墻的潛在優勢。于是美國、西德、日本的建筑師們，才放開眼界，采用了鋼、銅、鋁等材料，設計成各種形式的幕墻，如鋼質
彩板幕墻、
鋁板幕墻、鋼鋁結構幕墻、鋁合金
玻璃幕墻、光亮覆蓋板幕墻等。由于鋁質幕墻重量輕，耐腐蝕，易加工，可以達到理想的建筑藝術造型，
強度、剛度適度，價格適宜，得到廣泛應用，成為現代建筑的象征。迄今世界最輕的幕墻體系之一，是美國達拉斯市的共和國銀行的外罩面幕墻，其重量為29,7kg/m2，該幕墻由3.2mm厚鋁板，5mm厚纖維
保溫板和單層帶鋁框的玻璃所組成的。
其次是1951年在美國紐約建造的聯合國大廈，層高39層，長88m，進深22m，這個大廈就是采用較早的鋁合金玻璃幕墻，其框格跨度是1.22m，用的是纖維玻璃，雖密封較差，但是就其當時建筑來講還是相當壯觀的。
在此階段，由于沒有完整標準規范作指導，也曾出現一些事故。如美國波士頓約翰·漢考克大樓60層在大風作用下16塊玻璃破碎，49塊嚴重損壞，100塊開裂，后來不得不更換了所有的10348塊玻璃，損失價值700萬美元以上，還耽誤了幾年的使用期。直到1960年美國行業協會編制出《幕墻設計指南》，質量情況才開始好轉。所以，這個時代幕墻的技術特點是：（1）幕墻結構簡單，只使框料和橫料構成，在工地上進行加工與組合安裝施工，質量控制上有困難；（2）不充足的空間無法允許溫度變化，樓板的
撓度、地震、沿降所產生的膨脹位移；（3）抗水密性差，在框料的接頭上，只采用密封膠密封，滲水又無法排出，易導入室內；（4）安裝困難，外墻安裝靠腳手架，須有資格的人來作業，增加工地成本及品質控制成本。
第二個時代是1960年到1980年，這個時代幕墻被認為是現代技術發展在建筑物上的標記，建筑師在設計上廣泛采用。特別是
超高層建筑，如世界上有名的建筑物，美國芝加哥西爾斯大廈，是110層，高442m，和芝加哥漢考克大廈，100層，高344m的
明框玻璃幕墻。到1970年
硅酮結構，密封膠的出現和
雨幕原理的應用，加之
著色玻璃、
鍍膜玻璃的出現，斷面
鋁型材的出現，使幕墻向著更快更美的方向發展，例如1972年美國紐約世界貿易中心，就是這個時代的典型代表作，它是美籍日本人亞馬司柯設計的，樓體110層，高412m，采用兩種斷面鋁型材，固定玻璃面積大，且帶有開啟扇，設計
風荷載達576kg/m2,保證25年不破壞。對風、水、壓和熱工非穩定性進行了模擬試驗，室內溫度可控制在±1.5℃，各種性能均屬一流，外形宏偉壯觀，有強烈的時代感，是當時世界令人矚目的建筑物。
這個時代的幕墻的特點是：（1）采用等壓平衡設計原理的新技術，不再依賴于密封所有洞口，在內外層之間的空間設計成相同的壓力，解決水密、氣密等質量問題；（2）單元系統板塊在工廠里單獨加工、組合完成，清潔度等天然加工所帶來的不利條件得以克服，永久性的品質控制得到保證，單元體在運輸到工地去安裝在每層樓上。
第三個時代是1980年到1990年間，這個時代的技術革命發展較快又有許多
新材料的出現，如鋁
復合板、結構硅酮、密封膠、
耐候膠，以及玻璃的多品種的出現，用它多變的特征，增加品種特色交流，使它成為世界性的全球產品。生產廠是在美學要求下誕生設計方案，并提供三性試驗和十年質保書，結構品種多變有復合式、懸掛式、鑲嵌式、明框、半隱框、全隱框、
全玻璃幕墻等品種，結構新穎如美國洛杉磯的跑馬場的全玻璃幕墻，新加坡香港中國銀行大廈，香港奔達中心大廈，在建筑物形體上產生豐富變化，實現奇特的雕塑效果。還有朝鮮平壤的柳京大廈，105層，高341m，有一幢主樓和三幢附樓構成，建筑面積是58萬m2，是金字塔型，內設4800間客房，其中包括總統間和國家元首間，有80部電梯，三部觀光電梯，配有12臺擦窗機，該大廈用了10萬m2全隱框反射鍍膜玻璃幕墻、
金屬板幕墻、
石材幕墻，其整個幕墻面積當時稱為世界最大、難度很高、新穎多姿美麗漂亮，可稱為是一幢氣勢磅礴的宏偉建筑。而
單元式幕墻在20世紀50年代被大量使用，如美國52年建成的匹茲堡市布阿爾康大廈就是當時典型的代表作。點駁接式幕墻最早出現在德國，現在德國也是使用得最多，應用得最廣，設計技術也比較成熟。
這一代幕墻的特點是：（1）采用新技術、新工藝、新材料，營造新的結構造型，體現了較多的美學觀點；（2）向功能化和舒適化方向發展；（3）幕墻的風壓、氣密、水密等三性較好。
第四代幕墻是從1990年至今。這代幕墻是世界幕墻高度發展的新時代，有許多新技術觀念，展現在宏觀設計和微觀設計方案的構思中，體現出獨到的智能化。它是新技術、新工藝、新材料、新設備高度發展、創新融合而成的產物。如美國的早期實用空氣羌和
光電幕墻。實用空氣羌它是收集熱能在兩片玻璃之間，使用溫室效應，夏天熱量經過空氣收集器，引
導熱量到建筑物頂部，把貯存在水箱里的水加熱；冬天，通過空氣分離器，把熱空氣引導到室內，形成溫室效應。
光電幕墻的產生是在二十世紀初期，由于世界經濟的發展，在一些國家出現能源危機，因此光電幕墻開始研發。那么什么是光電幕墻呢？它是一種集發電、隔音、
隔熱、安全、裝飾功能于一體的新型
建筑幕墻，它是用光電池、光電板技術，把太陽光轉化為電能，它關鍵的技術是
太陽能光電池技術。太陽能光電池是利用太陽光的光子能量，使得被照射的
電解液或者半導體材料的電子移動，從而產生電壓，這稱為光電效應。多個太陽能光電池經加固處理，鑲嵌在特殊的透明度極高的低鐵玻璃中，彼此之間經過其背面的導線相連，從而構成了一個整體的光電板。光電板的尺寸規格可以根據實際工程的幕墻分格方案進行量體定型制作，在陽光照射下產生直流電，所有光電極產生的電能，通過多極集成電路整流，變壓等過程，轉化成供使用的交流電，送入用戶電網。此幕墻體現了智能化特點，把太陽能光電技術集成到幕墻中不占有建筑面積，且太陽能光電板優美的外觀，具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現代科技色彩。
設計時除考慮光電池組、光電板、導線、集成電路、整流器等各因素外，還需考慮幕墻傳統的安全、防護、密封、裝飾等功能，各項指標必須滿足國家標準規定，使其達到最佳使用效果。還要考慮安裝方向，安裝陽光照射時間長的部位，如墻楣部分或屋頂等應面南或東南、西南方向。還有雙層玻璃幕墻，它是由雙層結構組合而成的幕墻，內層一般都有能夠開啟的
門窗，在外層幕墻的遮擋下，室外環境再惡劣也能保證內層門窗的正常開啟，外層幕墻的進出風口和內層門窗的開啟均能控制，內外層之間的
熱通道，可利用太陽能產生煙囪效應或溫室效應，從而做到既保證必要的通風、換氣，又能夠節約能源。它的原理，早在二十世紀三十年代就有人提出并進行實踐，如當時法國建筑師皮埃爾卡洛設計的玻璃住宅就利用了這個原理，到二十世紀80年代首先在德國得到較為廣泛的應用。如德國杜伊斯堡的商業促進中心幕墻工程、波恩郵政總局大樓幕墻工程、法國巴黎大學研究所幕墻工程、美國紐約的西方化學中心幕墻工程，被譽為典型的高層建筑的雙層玻璃幕墻，這一高新技術產品的幕墻，在提高幕墻的隔熱性能、生態環保功能和節省能源消耗等方面都有很大的突破。
其次是
生態幕墻，它是隨著建筑生態化的發展而發展的，何為生態建筑呢？根據建筑物的使用功能或使用要求，能夠改變建筑生態和建筑色彩的建筑稱之為生態建筑。根據使用功能或使用要求，能夠改變生態和色彩的建筑幕墻稱之為生態幕墻，生態幕墻是生態建筑的一種，是生態外圍護結構的建筑。它是以“可持續發展”為戰略，以使用的高新技術為先導，以生物氣候緩沖層為重點，節約資源，減少污染，是健康舒適的生態建筑外圍護結構。生物氣候緩沖層（BBL）是指在生態系統結構的框架內，通過
建筑構件或建筑群體之間的組合關系，對建筑實體和建筑細部等進行設計和處理，在建筑與周圍生態環境之間，建立的一個緩沖區域，既可以在一定程度防止各種極端氣候對室內影響，又可以強化各種微觀氣候調節的效果，進而滿足人們種種舒適的要求，并且能夠達到適當節能的目標。BBL大到如街道、廣場等空間，也可以是建筑物的外圍護結構，建筑物的中庭等空間，還可以小到建筑物的細部構造等，它以超出常規建筑學和建筑工程學的范疇，成為一個系統工程，而要建筑師、結構工程師和幕墻工程師熟悉機械傳動原理，了解機械加工、裝配以及物理、化學和自動控制等相關科學專業的知識，需要多學科的協調，各專業的通力合作。生態建筑與生態幕墻在三維空間中，引入了時間，在功能及美學上具有獨特的意義，可以稱其為“四維建筑”，即靜與動，封閉與開放，收斂與張開，空間與時間，使建筑和幕墻更具有鮮明的音樂韻律。改變了傳統建筑和幕墻終身不變的形態和色彩，拓寬了建筑和幕墻的新視野和新技術，對現代建筑和幕墻的實踐和理論是一種補充和拓展，有著獨立的價值和意義。這種幕墻在德國研發和使用較早，技術成熟得到廣泛的發展，典型工程如德國柏林得比斯大廈、法蘭克福銀行大廈以及美國紐約42大街的新攝影棚、英國建筑研究所辦公樓、荷蘭戴爾夫特大學圖書館等都屬這類幕墻。
由此可見，幕墻的發展是隨著科學的進步，綜合技術的開發利用，特別是新技術、新工藝、新材料的發展而精華的，所以生態幕墻是科學技術的綜合體現。
生態幕墻設計理念與傳統幕墻設計理念，我認為主要有五個方面的不同：
1．對自然生態環境的態度：傳統設計理念是幕墻與自然生態環境相分離，對自然通風考慮不夠；而生態設計理念是幕墻與自然生態環境組成統一的有機體。精心設計自然通風。
2．對資源能源的態度：傳統是沒有或很少考慮有效的資源，能源再生利用及對生態環境的影響；而生態是必須考慮節能，資源重復利用，保護生態環境，積極利用太陽能等自然能量。
3．設計依據：傳統是依據功能，性能及成本需求來設計；而生態是依據環境效益和生態環境指標與功能、性能及成本來設計。
4．設計目的：傳統是以人對幕墻的美學和功能的需求為主要設計目的；而生態是為人的需求和環境而設計，其最終目的是創造舒適，健康的居住生活環境，提高自然、經濟、社會的綜合效益，滿足可持續發展的要求。
5．施工技術或工藝：傳統是在施工和使用過程中很少考慮材料的回收利用；而生態是在施工和使用過程中可拆卸，易回收，不產生毒副作用，廢棄物少。
如德國法蘭克福銀行大廈就是典型之例：它是1997年設計的，其設計師諾曼福斯特提出的目標是：節能并不是最終目的，設計的基本原則是在保證自然通風和健康舒適生態環境的前提下盡量節能。為達到這一目的，建筑師把立面的雙層玻璃幕墻和內部空間及建筑結構統一處理精心設計。這座大廈是50多層的三角形塔樓，塔樓三個角部都有核心空間，里邊包括電梯，樓梯和服務臺，這些核心空間組成了每八層的一個辦公單元的支撐結構體系。建筑為中空，形成一個通高的中庭，以其煙囪效應為整個大廈排氣。這個中庭又被玻璃天花每12層分為一段，以阻撓氣流或煙聚集。52層被劃分為4個辦公單位，每個辦公單元都帶有一個4層高的空中花園，并種植了豐富的植物，空中花園的外側是雙層玻璃幕墻，室外空氣通過外墻進風口進入內，外層玻璃幕墻之間的熱通道，可開啟的窗戶設在內層玻璃幕墻上，即使再惡劣的天氣，最高層窗戶的開啟，也不會受到強風的干擾，從而保證了整個大廈的自然通風，辦公室朝向中庭一側的窗戶也是可以開啟的，從而保證一年的大部分時間都可以自然通風。花園植物的光合作用、雙層玻璃幕墻的自然通風和中庭煙囪效應的排氣等共同構成了大廈之“肺”，將綠色植物引入室內，創造與自然接觸的人性化空間，又稱之為“生態艙”，福斯特自稱這一設計是世界上第一座活著的、能夠自然呼吸的高層建筑。
此建筑塔樓的標準層、結構和交通核心在建筑的角部，這樣，中國部分就被解放出來，以容納中庭和花園，在其中一個室內廣場的咖啡廳里，可以盡情享受陽光，而辦公室和景區的交接處，工作空間的這些花園直接相連，從而使人們享受自然通風，外圍辦公室通過
雙層幕墻通風，內部辦公室則由中庭的花園通風。在冬季，計算機將關閉內層幕墻窗戶，通過中庭來自然通風；在夏季，窗戶可以大打開，已獲得穿堂風。福斯特成功地將自然景觀引入超高層集中式辦公建筑，使城市高密度生活方式與自然生態環境相融合，被稱為世界上第一座“生態型超高層建筑”，其相應的雙層
結構玻璃幕墻也是生態型的呼吸幕墻，這座大樓是建筑師和幕墻設計師合作，成功利用BBL技術的范例。總之，生態幕墻是新結構幕墻，新理念幕墻，它須和生態建筑一起設計，生態幕墻是生態建筑的主要組成部分。隨著技術的發展、計算機為生態幕墻的實施提供了有力的支持，生態幕墻作為生態建筑的一部分，它的產生和發展是歷史、社會、經濟發展的必然，也是人類進步的象征，黨的“十六”大為我們開創規劃了美好的新時代，新時代需要新建筑，新幕墻，新門窗，而生態幕墻門窗正是這種面向未來新時代的新產品、新建筑。
這個時代的幕墻特點是：采用新技術，進一步提高幕墻的使用功能和舒適度，像綠色環保化、智能生態化方向發展。【完】
與【】相關熱點資訊:
【了解更多 “” 相關信息請訪問
幕墻專區 】
