现代高层建筑为什么要采用玻璃幕墙

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  如今,城市里一幢幢高楼大厦在阳光下闪闪发光,附近的街景、天上的云彩都能从它的幕墙上呈现出来。大楼与周围的人行天桥、湖边的景色交相辉映,为城市增添了风采。许多高楼的外墙不是传统的砖墙,而是采用全玻璃外墙,也就是现代高层建筑中异军突起的玻璃幕墙。
  现代高层建筑为什么要采用玻璃幕墙呢?
  高层建筑最早出现于美国,到20世纪70年代初,已普及到世界各国的大城市,而且越建越高。1973年美国纽约建成的世贸中心摩天大楼共110层,高达411米。摩天大楼建得越高,采用的建筑材料就越多,它自身的重量也越重。巨大的自重影响了摩天大楼进一步向高空发展。为此,建筑师们提出采用框架结构建造大楼,使整幢大楼由金属框架支撑,大楼的外墙不再起承重作用,因此可以采用质地轻,透光性能好,且更美观的玻璃幕墙。选择使用玻璃幕墙除了建筑功能和建筑艺术因素外,还有其他重要原因,如安全防护、节能降耗、节约成本等因素。具体说来,高层建筑采用玻璃幕墙的原因有以下几点。
  一是抵抗温度变化。当外界温度变化时,结构会热胀冷缩。如果不采取措施,夏天会把结构挤弯、压碎;冬天会把结构拉裂、拉断。所以长的路面要分缝,高的建筑也要用温度缝把建筑分成几段,由此降低温度变化造成的影响。高层建筑无法采用水平分段的办法解决温度变化问题,只能用建筑幕墙将整個结构包封起来,让结构处于室内,温度不再变化,从而减少对结构的损害,保证主体结构的安全。这就是高层建筑必须采用建筑幕墙的一个主要原因。
  二是抵抗地震灾害。1995年日本阪神大地震、1999年我国台湾集集大地震,震中强度都在11级以上,砌体填充墙大量被破坏,而玻璃幕墙却很少有震坏的报告,震后大多保存完好。这是因为幕墙通常由面板(玻璃、铝板、石板、陶瓷板等)和后面的支承结构组成。由于面板之间有宽缝,面板与横梁立柱的连接点有活动能力,所以幕墙在平面内可以承受比较大的变形。
  三是幕墙节省结构和基础的建设费用。建筑材料,如钢材、水泥都是高耗能、高造价的材料,节约材料,就是节约能耗和资源。在寒冷的冬天,住在透明玻璃幕墙大楼内的居民,能更多地享受阳光的温暖;在炎热的夏天,高层建筑可采用双层反射玻璃幕墙,从而能更好地保持室内的凉快,节省用于取暖和制冷的能源。
  当然,玻璃幕墙也不是十全十美的,如在改善绝热性与保持良好的采光方面有一定矛盾;玻璃幕墙相对来说比砖墙容易损坏;玻璃幕墙大面积采用镀膜玻璃,可能会对周围建筑和街道反射阳光,造成干扰。但这些问题正在被建筑师们逐步解决。
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