2019版：建筑幕墙的结构分类及特点

　　本篇文章内容由[中国幕墙网ALwindoor.com]编辑部整理发布：

　　前言：

　　幕墙(Curtain Wall)早在150年前(19世纪中叶)就已在建筑工程中使用，由于受当时材料和加工工艺的局限，幕墙达不到绝对水密性、气密性、抵抗各种自然外力的侵袭(如风、地震、气温)、热物理因素(热辐射（词条“热辐射”由行业大百科提供）、结露)以及隔音、防火等要求，一直得不到很好的发展及推广。

　　我国建筑幕墙行业从1983年开始起步，三十年来建筑材料及加工工艺的迅速发展，各种类型的建筑材料研制成功，如各种密封胶的发明及其它隔声（词条“隔声”由行业大百科提供）、防火填充材料的出现，很好地解决了建筑外围对幕墙的指标要求，并逐渐成为当代外墙建筑装饰新潮流。

　　今天，幕墙不仅广泛用于各种建筑物的外墙，还应用于各种功能的建筑内墙，如通信机房、电视演播室、航空港(机场)、大车站、体育馆、博物馆、文化中心、大酒店、大型商场等。

　　面对幕墙新工艺层出不穷，新材料琳琅满目,为了帮助行业读者，建立系统的、综合的“幕墙结构”知识体系，中国幕墙网特别制作“幕墙结构分类及特点”大百科栏目。

　　幕墙分类目录树

　　1.全玻幕墙

　　全玻幕墙是一种全透明、全视野的玻璃幕墙，利用玻璃的透明性（词条“透明性”由行业大百科提供），追求建筑物内外空间的流通和融合，使人们可以透过玻璃清楚地看到玻璃的整个结构系统，使结构系统由单纯的支承作用转向表现其可见性，从而表现出建筑装饰的艺术感、层次感和立体感。具有重量轻、选材简单、加工工厂化、施工快捷、维护维修方便、易于清洗等特点。其对于丰富建筑造型立面效果的功效是其他材料无可比拟的，是现代科技在建筑装饰上的体现

　　1.1吊挂式全玻幕墙

吊挂式全玻幕墙

　　1.2.点接驳式全玻幕墙

　　每一分格玻璃用点接驳钢件以点连接形式固定，其所承受的各种荷载和作用(风荷载（词条“风荷载”由行业大百科提供）、地震作用、温度作用等)通过点接驳钢件、钢爪（词条“钢爪”由行业大百科提供）传递到受力支撑结构系统，再由中间受力支撑结构体系传递给主体结构;点接驳钢件采用球状铰接螺栓(可自由转动)，且球状铰接螺栓的转动中心与玻璃重心是一致的，可以消除由于外力(风荷载、地震作用、温度作用等)引起的玻璃位移。点接驳钢爪有“H”形和“X”形等几种形式。支承玻璃的受力支承结构系统可以是玻璃肋、钢桁架也可以是不锈钢拉杆、拉索或混合结构（词条“混合结构”由行业大百科提供）。因此点接驳全幕墙可分为玻璃肋点接驳全玻幕墙、钢桁架点接驳全玻幕墙、拉索式点接驳全玻幕墙、混合结构形式点接驳全幕玻墙。

点支承玻璃肋玻璃幕墙

点支撑玻璃幕墙—不锈钢拉杆式

点支承玻璃幕墙—不锈钢拉索式

点支承玻璃幕墙—钢桁架结构

　　点支承玻璃幕墙—自平衡索桁架式

点支承玻璃幕墙—单层索幕墙

点支承玻璃幕墙—不锈钢拉索式

点支撑玻璃幕墙—不锈钢拉杆式

　　2.座立式全玻幕墙

　　“座装式”全玻璃幕墙的玻璃重量由底部玻璃槽承担，“座装式”与“吊挂式”的全玻璃幕墙完成后外观上没有区别。

座立式全玻幕墙

　　2.框架式(元件式)幕墙　框架式(元件式,构件幕墙的竖框(或横梁)先安装在主体结构上，再安装横梁(或竖框)，竖框和横梁组成框格，面板材料在工厂内加工成单元组件，再固定在竖框和横梁组成的框格上。面板材料单元组件所承受的荷载要通过竖框(或横梁)传递给主体结构。该结构较常见的形式是：竖框和横梁现场安装形成框格后将面板材料单元组件固定于骨架上，面板材料单元组件竖向接逢在立柱上，横向接逢在横梁上，并进行密封胶接逢处理，防雨水渗透、空气渗透。

　　框架式(元件式)幕墙主要特点

　　(1)施工手段灵活，工艺较为成熟，经过较多工程实践检验，是目前采用较多的幕墙结构形式。

　　(2)主体结构适应能力强，安装顺序基本不受主体结构的影响。

　　(3)采用密封胶接逢处理，水密性、气密性好，具有较好的保温（词条“保温”由行业大百科提供）、隔声降噪能力，具有一定的抗层间位移能力。

　　(4)面板材料单元组件工厂制作，结构胶使用性能有保证。

　　(5)大量安装工序现场进行，要求现场管理工作量大。

　　(6)密封胶施工要求严格，前期清洗、打胶过程对工人素质要求高;安装打胶控制点多，工序多，要求工程管理质量高。

明框玻璃幕墙

全隐框玻璃幕墙

半隐框 横明竖隐玻璃幕墙

　　3. 单元式幕墙是由许多独立的单元组合而成，每个独立单元组件内部所有板块安装、板块间接缝密封均在工厂内加工组装完成，分类编号按工程安装顺序运往工地吊装，安装可与主体结构施工同步进行(相差5-6个楼层即可)。通常每个单元组件为一个楼层高(或二、三个楼层高)、一个分格宽，单元与单元之间采用阴阳镶嵌的结构形式，即单元组件的左右竖框、上下横框都是和相邻单元组件对插，通过对插形成组合杆，从而形成单元组件间接逢。单元组件的竖框直接固定在主体结构上，所承受的荷载是由单元组件的竖框直接传递到主体结构。

　　其主要特点为：

　　(1)幕墙单元工厂内加工制作易实现工业化生产，降低人工费用，控制单元质量;大量的加工制做、准备工作在工厂内完成，从而缩短幕墙现场施工周期和工程施工周期，为业主带来较大的经济效益和社会效益。

　　(2)单元与单元之间阴阳镶嵌连接，适应主体结构位移能力强，能有效吸收地震作用、温度变化、层间位移，单元式幕墙较适用于超高层建筑和纯钢结构高层建筑。

　　(3)接逢处多使用胶条密封，不使用耐候胶(是目前国内外幕墙技术的发展趋势)，不受天气对打胶的影响，工期易控制。

　　(4)由于单元式幕墙主要在室内施工安装，主体结构适应能力较差，不适用于有剪力墙（词条“剪力墙”由行业大百科提供）和窗间墙的主体结构。

　　(5)要求有严格的施工组织管理，施工时有严格的施工顺序，必须按对插的次序进行安 装。对主体施工用垂直运输设备等施工机械的安放位置有严格限制，否则将影响整个工程的安装。

单元式玻璃幕墙

单元式铝板幕墙

　　4. 半单元式幕墙 是先在主体结构上安装竖框或竖框与横梁组成的框架，竖框和相邻竖框对插，通过对插形成组合杆。单元组件(装饰面板)再固定在竖框或横梁上。一般有两种结构形式：一种是竖框先安装在主体结构上，竖料上装有挂接板块的装置，横梁与面板材料组成单元板块，板块挂接竖料上。竖向接缝在竖框上，横向采用上下单元板块对插接缝，进行接缝处理，形成整片幕墙。另一种是竖框与横梁组成框架，固定于主体结构上，面板组成独立的小板块，挂接于框架上。竖向接缝在竖框上，横向接缝在横梁上，并进行接缝处理，形成整片幕墙。

　　其主要特点是：

　　(1)竖框采用对插形式，变位适应能力强，具有较强的层间位移调节能力，抗震性能好。

　　(2)竖框通过对插形成接逢，对地震作用、温度变化等引起的变形适应能力好，且位移时噪声小。

　　(3)易实现工业化生产，可减少现场加工、安装工序，易于控制工程质量。

　　(4)现场施工周期短，接逢处多使用胶条密封，一般不使用耐候胶(是目前国内外幕墙技术的发展趋势)，不受天气对打胶的影响，易缩短施工周期。

　　(5)可交叉作业施工，施工手段灵活，受主体结构影响小。

　　(6)维修保养方便，维护、更换板块时不影响周围板块。

　　5.双层呼吸式幕墙（词条“呼吸式幕墙”由行业大百科提供）：

　　功能要点――智能化、节能：双层幕墙的导热、遮阳特性，可以明显减少楼宇内的能量消耗。通过被动使用光能，冬季通过双层幕墙的热量损失可减少30%，夏季通过夜间散热，可使用户减少使用空调，从而减少能量的损耗。如果夜间散热和遮阳板（词条“遮阳板”由行业大百科提供）使用正确，还可以保持室内温度低于室外。

　　通风、防尘（词条“防尘”由行业大百科提供）：自然通风，即使天气恶劣，也一样可以开窗换气。减少空调综合症的发生，提高人们的生活质素和工作效率。

　　隔音：研究检测，对隔音效果影响最大的是通风口的开口位置。即使窗户开放，双层幕墙仍可达到单层幕墙窗户关闭时的隔音效果。不仅隔断室外噪音，而且也隔断房间之间和楼层之间的噪音。

　　换气过程―――夏季，出风口开启，依据热压原理(烟囱效应)，冷气会从进风口进入双层幕墙的空气缓冲层;进行热交换后，热空气从出风口排出。若内层幕墙开启，也可将室内顶部的热空气同时排出。冬季，出风口关闭，空气缓冲层在温室层的作用下，缓冲层温度会高于室外，从而也提高内层幕墙外表面温度（词条“表面温度”由行业大百科提供），这样会大大降低室内热损失。

外通风双层幕墙(中国奥运射击馆)

内通风双层幕墙

内通风双层幕墙

双层通风幕墙剖面图

　　6.石材幕墙

　　销钉（词条“销钉”由行业大百科提供）式结构：此结构属石材干挂技术第一代产品，是在石板的上下端面钻孔，采用托板与销钉固定。此结构简便，但板面为局部受力，易产生挤压应力，板块抗变形能力不好，且板块破损后不宜更换，适用于低层建筑（词条“低层建筑”由行业大百科提供）。

　　半圆槽结构：此结构属石材干挂技术第二代产品，是指在石板的上下端面铣成半圆槽口，采用托板及半圆勾板固定，此结构受力较销钉合理，较易吸收变形，考虑到强度（词条“强度”由行业大百科提供）问题，一般多用不锈钢勾板，但板块破损后不宜更换，适用于低层建筑。

　　通长槽固定方式：此结构是在石板上下端面开设通长槽口，采用铝合金（词条“铝合金”由行业大百科提供）通长勾板固定，其特点是受力合理，可靠性高，板块抗变形能力强，且板块破损后可实现更换要求，适用于高层建筑。

　　背栓式结构：此结构属石材干挂技术第三代产品，是目前世界上较先进技术，在国内，只有我公司有此技术、加工和施工技术及进口专用加工设备，是国内石材幕墙技术发展的方向，其特点是实现石材的无应力（词条“应力”由行业大百科提供）加工，石材背面采用不锈钢胀栓连接，连接强度高，节省强度值约30%左右，板块抗变形能力强，且板块破损后可实现更换要求，适用于高层建筑，我公司在上海浦东国际金融大厦首次采用此种技术。

石材干挂工艺的比较

蜂窝石材幕墙

花岗岩石材幕墙——不锈钢挂件式

花岗岩石材幕墙—铝合金挂件式

花岗岩石材幕墙—抗震背栓式

花岗岩石材幕墙(中国美术馆)

　　7.铝板幕墙

　　铝单板幕墙采用优质高强度铝合金板材，其常用厚度为1.5、2.0、2.5、3.0MM，型号为3003，状态为H24。其构造主要由面板、加强筋和角码组成。角码可直接由面板折弯（词条“折弯”由行业大百科提供）、冲压成型，也可在面板的小边上铆装角码成型。加强筋与板面后的电焊螺钉（词条“螺钉”由行业大百科提供）(螺钉是直接焊在板面背面的)连接，使之成为一个牢固的整体，极大增强了铝单板幕墙的强度与刚性，保证了长期使用中的平整度及抗风抗震能力。如果需要隔音保温，可在铝板内侧安装高效的隔音保温材料。

单层铝板幕墙

铝塑复合板幕墙 (登发广场)

蜂窝铝板幕墙

铝单板幕墙

　　8.陶土板幕墙

　　通过陶的不可变特性铸就永恒的幕墙视觉效果。(Eine zeitlos moderne Fassadenoptik mit dem unverwechselbaren Charakter von Keramik. )

　　陶土板（词条“陶土板”由行业大百科提供）幕墙最初起源于德国著名的屋顶瓦制造商Von Mueller Dachprodukte GmbH & Co. KG，这里我们简称Von Mueller，他们的工程师Thomas Herzog教授于1980年代设想将屋顶瓦应用到墙面，最终根据陶瓦的挂接方式，发明了用于外墙的干挂体系和幕墙陶土板。为了把这套系统推向市场，Von Mueller在格尔利茨(Goerlitz)成立了一个专门（词条“门”由行业大百科提供）生产陶土板的工厂---阿格通(ArGeTon)。1985年第一个陶土板项目在德国慕尼黑落成。在随后的几年中，阿格通公司逐渐完善陶土板挂接方式，由最初的木结构最终完善到现在的两大铝结构幕墙系统(有横龙骨系统和无横龙骨系统，见后面的介绍)。2005年Von Mueller公司和Wienerberger Gruppe结成了战略联盟，成为全球最大的陶土砖生产商。

陶土板幕墙

陶土板幕墙

　　9.千思板幕墙

　　千思板牌板材是一种建筑幕墙用高压热固化木纤维板，其是由普通型或阻燃（词条“阻燃”由行业大百科提供）型高压热固化木纤维(HPL)芯板与一或两个装饰面层在高温高压条件下固化粘结形成的板材。“千思板”是这种板材的一个国际知名品牌。千思板牌板材是一种漂亮的、多功能的室外、室内用建材。具有众多优异特点的千思板牌板材品质高、无公害、清洁、安全、舒适，为人类环境创造了温和的生活空间。

千思板幕墙

千思板幕墙

千思板幕墙

　　10.GRC板幕墙

　　GRC幕墙板,或称:GRC外墙挂板。

GRC板幕墙

GRC板幕墙

GRC板幕墙

　　11.陶瓷板幕墙

　　陶瓷板是一种由高岭土黏土和其它无机非金属材料，经成形、经1200度高温煅烧等生产工艺制成的板状陶瓷（词条“陶瓷”由行业大百科提供）制品，幕墙面板应用陶瓷板。

陶瓷板幕墙

陶瓷板幕墙节点图

　　12.光电幕墙

　　光电幕墙，即粘贴在玻璃上，镶嵌于两片玻璃之间，通过电池可将光能转化成电能。这就是--太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术，把太阳光转化为电能，它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量，使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动，从而产生电压，这称为光电效应。

光电幕墙

光电幕墙

光电幕墙

　　13.智能幕墙

　　智能玻璃幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙一一热通道幕墙（词条“热通道幕墙”由行业大百科提供）。

智能幕墙

智能热通道幕墙

智能幕墙

　　结语：

　　去年，全球竣工的200米上的超高层幕墙建筑共有144座，总量再创新高!而中国占据了53%，超过一半，仅深圳一个城市，就超过美国全国的竣工量!同时，据可靠统计数据显示，今年全球的超高层幕墙建筑竣工数量还会大幅提升，仍然是中国占比最多。

　　30余年来，伴随着我国国民经济的持续快速发展和城市化进程的加快，我国建筑幕墙行业实现了从无到有、从外资一统天下到国内企业主导、从模仿引进到自主创新的跨越式发展，到 21世纪初我国已经发展成为幕墙行业世界第一生产大国和使用大国。

　　在中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙委员会开展的建筑门窗（词条“建筑门窗”由行业大百科提供）幕墙行业数据大调查中收集、整理的行业数据显示，2017年我国建筑门窗幕墙的市场总值达到6000亿元，不论是从市场体量及竣工面积来看，目前我国已经成为全球最大的幕墙门窗市场，建筑幕墙门窗的需求量占全球需求总量2/3以上，其中玻璃幕墙占到全部幕墙的60%以上。其他高科技含量类幕墙产品(智能幕墙、生态幕墙、膜结构幕墙等)占比较小，尚不足4%。

　　在未来，幕墙类型和工艺与科技的结合，全力响应全球节能减排的号召，智能型幕墙，如太阳能光伏幕墙、通风道呼吸幕墙、感应风雨智能幕墙等，将展示出建筑的独特魅力。