泰诺风：建筑幕墙的安全与节能
随着高层建筑越变越多，新颖、时尚的门窗幕墙运用也越发广泛，然而其安全性、科学性以及节能等问题也引发热议。为深入理解门窗幕墙现状，触摸产业链发展脉搏，搭建供需有效对接，7月16日，由中国房地产采购平台主办，安泰建筑胶、泰诺风、国强五金、和平铝业、信义玻璃协办的高层建筑门窗幕墙材料“优采”前沿高峰论坛在北京五洲皇冠国际酒店隆重召开，万科、万达等60余家地产商以及各门窗企业大咖云集，就门窗幕墙现状坐而论道，再掀门窗论坛新高潮。以下是泰诺风总工程师刘军就“建筑幕墙的安全与节能”发表演讲：
泰诺风总工程师 刘军
刘军：各位来宾，大家下午好！
建筑节能这几年在国内应该说是一个很热门，也是很永恒的一种主题。在建筑行业，随着整个大气污染越来越重，国家对于整个建筑节能，对于减少二氧化碳的排放，一直作为一个基本国策。建筑门窗上，现在已经知道包括整个建筑立面，绿建三星，包括被动房建设，都在如火如荼进行当中。但是在幕墙方面，幕墙的节能会是怎么样的考虑。
建筑幕墙的安全一直是建设部甚至是国家很多部门，一直关心的问题。那么在幕墙上，如何实现这种整体的节能，如何在节能条件下，又实现安全，这是矛盾的话题。
超高层建筑，很多项目用构建式，幕墙种类上一共两种，一种构建，一种单元。构建式大家基本上能看到，一个大的框架，前面是玻璃，满足有一个压板，有横隐、竖隐等等各种类型。构建式是国内比较通行的做法，为了考虑成本角度，压板位置会用到一个垫片，厚度2毫米到4毫米。有用盐棉、橡胶，还有用PVC的，这是最差的，这个系数过于差距太大，给螺钉带来横向减力，导致螺钉松脱，个别项目导致螺钉被剪断形象。 还有一种方法，卡片卡进去，和外面连上。更多的项目用的是和做门窗一样，型材内外侧直接在厂里滚压在一起。现在很多建筑要求外立面丰富色彩，有一些项目会用到LED灯，做成各种各样的光的造型。北京最典型的就是希尔顿酒店。还有一种就是单元式全隐泡沫墙，假隐框的地方通过热工模拟，导致整个幕墙节能性能有很大影响。
关于玻璃的自爆，我们出的建筑用幕墙钢化玻璃标准，已经被政府文件引用，并作为强制标准。在座的幕墙公司和地产商无形当中会带来一个成本的压力。因为这个标准规定，只用于钢化玻璃，单个板块功能超过4.5平方米，如果大板块只能用夹胶，意味着成本一定会上升。被动式建筑，要求门窗幕墙，所有的部位一定要K值小于0.8。北美一般都是系统公司在做系统化的设计。
隔热幕墙发展受到限制，最主要是规范限制，这个规范以上海地方幕墙标准为典型的代表，要求所有的地方一定要打钉。考虑安全性，还有加工瓶颈，幕墙公司针对6063如何实现隔热和幕墙之间滚压，很多型材厂做不到。针对幕墙，要考虑到整体幕墙抗压性能，变形，弯距降低，考虑隔热条和型材之间强度。很多人考虑概念，整个幕墙假如要求2.5，用LOW-E配普通铝合金型材，没有问题。但后续问题是要么钢化玻璃提前破裂，要么半钢化，热应力加大，甚至提前失效。太多案例，北京长安街边，很多玻璃出问题，不一定玻璃本身，有一些加工方面，有些是设计方面导致的原因。被动房设计给我们提供借鉴作用，为什么要求玻璃不能做到0.3，框做到1.0、1.2，一定要求玻璃小于0.7，框材同样小于0.8，这中间是整体协调性，减少局部的应力。 不论单元还是构建，螺钉一定要连接，上海规范在修订，局部区域、条款下得到修改。
隔热条不能传递荷载，这是错误观念。我们在江河远大，重新做过试验，遇到抗弯、抗扭的情况下，净荷载，120度每毫米，折合成整个抗压长度，不是一万帕，估计十万帕差不多。
节能方面GB50189-2005标准已经实施，不足以导致建筑幕墙行业出现根本性变化，简单技术处理，影响不大。但是节能设计，具体方案设计，就有一些问题。整个幕墙优化，如果要想做节能设计，只有在这个区域，跟玻璃间隔或者玻璃平行位置做优化，效果最大。同样花同样成本情况下，这个位置能够优化，会得到更低的U值。这是设计原则。
我们也做了一些差异性设置，普侣构建幕墙和简单做一些节能做法，室内内侧表面，甚至局部点温度变化很大。构建式幕墙目前为止真正从安全角度，最难做还是这个，现在国内常用三种方式，用得最多是垫片式，随便用尼龙垫、石棉垫，卡接式、穿条式重点项目用这两种。这三种有那些差异在节能上，热共模拟，做过门窗节能计算，自己都能做。垫片式，2毫米、4毫米垫片，最后整个型材部分，最低做到10，玻璃部分不考虑，但是如果通过卡接、穿条格式可以做到7。这是Uf6.13。
整个幕墙节能如果用垫片式，这种幕墙做K值2.3到2.2，做不到。因为单元式幕墙框架比例过大，构建幕墙，如果要是做到2.2。不做处理，也做不到，很难。 国内很多软件，计算幕墙、门窗节能指标。这个计算通过基本原理方面，对照151，甚至我们可以对照102.2，最后发现有些地方确实引用边界条件和一些技术处理的角度用的是错的，但是给出的结果，可以做得很低。
我们把这些东西通过优化，把卡接的位置，在外侧或者还有在里侧，同样的一个产品通过简单的优化，甚至减少一些对流方向，玻璃端加泡沫，6.9几做到4.9，这种技术处理不涉及到成本增加，仅仅是技术处理方面处理。
安装方面，基本上几种相差不大。成本上端部形状有一点不同，卡接式，这个距离可以把铝材去掉，也有一部分重量，这个重量大致上按照铝材的壁厚2.5、2.8设计，可以省一部分钱，国内幕墙这一块有很多项目一定要考虑到成本。但是这个成本并不是单单降低材料，一定要优化性能和造价。
单元式仅仅和普通、穿条式之间，构建是最大的，即使普铝U值也是11，但是到单元式，13点几，通常用的6570可视断面，单元式做到6570不可能，基本上100、120左右，这样量就增大了。
护边未来一定是一个趋势，体现在确确实实能够把玻璃边部应力降下来。在海南三亚有一个项目，钢化玻璃温度太高了，诱导应力导致钢铁玻璃炸裂，黑色玻璃，在海南，温度太高了。一百度温度，钢化玻璃承受一点问题没有问题，没有考虑到内部杂质，由于温度过高，导致诱导应力引起，引起炸裂。铝护边变成尼龙护边，边部和中心温差越大，玻璃本身应力越大，要释放。对于幕墙来讲，型材上也有一个释放过程。暖边间隔条，被动房是标配，传统玻璃想进入被动房体系，现在途径没有了。我们正在起草暖边间隔条标准，为了被动房9月份会做的。
优化的过程当中，不单单是某一个点，不单单是某一个地方一定全面优化，优化的过程当中，我们还要考虑如何降成本，性能满足条件下，基本原理符合条件下，考虑成本优化。
中国幕墙节能太难做，尤其构建幕墙，国内能做到到就是几个项目。这些项目还有一个设计，就是在幕墙的透明部分，型材和不透明部分之间。这个设计，往往会出现一个情况，很多的人，因为中国的幕墙和国外幕墙的计算方法不一样。中国幕墙计算，从幕墙K值多少，要求透明度，在国外是整体透明加上不透明，整个单元板块，这个中间很多人会忽略这个部分。这两个节点之间，差异在哪。不透明部分做了一些隔热，他俩之间的问题出现在哪，就会出现幕墙不透明部分，用防火材料，内凝固，被材料吸收，空调明年会不会漏水。
幕墙节能设计上，第一个要素一定考虑的是协调，玻璃和型材之间的性能协调、质量协调。 在节能方面，玻璃如果用到1.7、1.5，甚至用到1.4型材怎么做，按照常规的理解，型材不动，仅仅降玻璃，这是一种很糟糕的技术原理做法，再有就是幕墙上打钉的时候，热桥的影响，一定要想办法降低。主要目的，一个是边界应力，从材料、幕墙使用寿命角度，反推避免要素。
做幕墙，要考虑优化，优化一定是性能、价格、结构几个方面的优化。关键要素，要想做好一个好幕墙，一定是密封性能，一定从设计上要解决，要想说这个幕墙好，这几项是关键。
安全能不能保障，目前国内经常用的计算方法，计算惯性矩方面，均布荷载，基本上按照惯性设计，对于隔热型材，如果要做，一定要计算有效惯性距离，怎么算，实际上如果刚性惯性矩，两个之间相加就行了，内侧和外侧相加。类似夹层玻璃的等效厚度，等效计算方法，国内原有的计算方法，国内正在做，做了很多实验，重新新的方法，就是阻力作用，隔热条，幕墙用的型材中间，这个阻力作用，带来很大好处。这个好处怎么定义，考虑到在变形过程当中阻力，这个变形来自哪里，等会再讲，现在阻力怎么算，按照有效惯性矩，弹性C值，剪切力施加的力和应变之间的比值有关，就是型材如果要是想用木材，剪切力不能满足要求，最后这个型材获得的有幸惯性矩很难，要求剪切力。
有效惯性矩计算，考虑弹性系数和刚性惯性矩相同，原来的方法不合理。外侧有一个小方框，不考虑隔热条外侧的惯性矩的作用，仅仅考虑铝材，隔热型材一定加大，考虑剪切力、有效性。暂时按照理想方法，把这些部分加进来，仅仅考虑内侧铝材，外侧加进来，隔热条加进来，273，如果用14.8，243。159、273、243，如果单单用内侧铝材做计算，跟28个比，有接近42%铝材要浪费，看不见的成本花在铝材上。针对14.8，也有35%的铝材都浪费，这一浪费成本，和外侧隔热条这个东西，算起来，外侧隔热效率比内侧还好，因为有些没有考虑到位。
作为幕墙来讲，光算不行，两个荷载必须考虑。关于门窗幕墙设计，荷载转化为立柱，需要考虑隔热热条，这个原理对于普铝都一样，国外做幕墙用角码，国内拿螺钉。为什么一定要用角码、主角。
作为一个建筑力量，横梁也好，立柱也好，一定正增压和负增压，短期荷载。隔热幕墙、型材，不单单在幕墙，门窗也一样，两个之间产生两个变形不一致，影响曲力半径不一样，变形不一致，导致中间减力，所以要求针对幕墙、门窗型材，整个负荷过程要注意。
温差荷载，铝材现状系数2.35，内外存在温差情况下，膨胀率一定不一样。膨胀率不一样，温差过程当中，有一个抗拉，最差的隔热条，有七八十每毫米，隔热条，抗拉可以考虑，关键抗剪，高温吸水之后抗剪能力，决定幕墙隔热安全性能不能到位。
隔热型材必须满足哪个指标，并不是隔热条本身，而是指隔热型材，什么样影响隔热型材，对幕墙安全造成影响。隔热条和铝之间组合界面，包括槽口，滚压工艺。隔条本身，国内好多东西存在着由于整体行业的诚信情况，假冒的东西很多。这些东西会导致产品本身的质量会受一定影响。组合界面国家标准里面，甚至行业标准里面，已经给出来一个标准槽口，这些槽口希望做型材负荷企业已经可以做，大部分企业已经可以，还有一些企业不行，损耗会过快。另外，国内的铝材，有很多企业硬度能够做到，但是延展性确实太长。为了这个事情，我们做了一个中德联合研究项目，针对国内国外铝材各个方面一直在找原因。
滚压，对于穿条型材，隔热条必须把铝材开齿，怎么开。隔热条装进去，还要滚压，重点强调抗剪强度。
最后一定要用铝材开完齿的剪角，压到铝材。隔热条穿到型材里面，穿出去，然后滚压。滚压力度大致250到500公斤左右，根据材料不同，把铝材和隔热条之间，彻底结合。高温、低温所有条件都可以满足。当然前提隔热条质量要好，要不然一压就断。
现在考虑建筑幕墙变化，金属屋面变化，甚至整个建筑外墙保温层和墙体之间，考虑冷墙设计降低，国外已经有新技术延伸。
构建幕墙外侧压板，构建幕墙产生排水通道。多层膜构造保温板，很多幕墙存在内漏水，原因是内凝固的水导致，现在国外采用尼龙。外墙制作，原来用钢和铝，现在已经改了。
直立锁边技术，屋顶上面考虑冻融，高强度铝合金来做。我们自己有一个产品TGI暖边产品，国内很多项目已经在用，外形和铝材基本一样，用聚丙烯已经替代了，很多国内项目在用。最近几年，欧洲这边暖边市场发展很快，前年30%几，现在 60%，北美70%、80%已经全用暖边。
谢谢大家！
