幕墙行业发展历程：从起步到成为当代外墙建筑装饰新潮流

前言：

幕墙早在150年前（19世纪中叶）就已应用于建筑工程，但由于当时材料和加工工艺的限制，幕墙无法达到绝对的水密性、气密性、抵抗各种自然力（如风、地震、温度）、热物理因素（热辐射、结露）、隔音、防火等要求，没有得到很好的发展和推广。

我国的建筑幕墙行业起步于1983年，30多年来随着建筑材料和加工技术的飞速发展，各类建筑材料相继被成功开发，如各类密封胶的发明和其他隔音、防火填充材料的出现，很好地解决了建筑外部对幕墙的要求，逐渐成为当代外墙建筑装饰的新潮流。

如今，幕墙不仅广泛应用于各类建筑物的外墙，而且也广泛应用于各种功能建筑物的内墙，如通信机房、电视台、机场、大型车站、体育馆、博物馆、文化馆、大型宾馆、大型商场等。

面对不断涌现的幕墙新技术、种类繁多的新材料，为了帮助行业读者建立系统、全面的“幕墙结构”知识体系，中国幕墙网专门制作了“幕墙结构分类及特点”百科专栏。

幕墙分类树

1.全玻璃幕墙

全玻璃幕墙是一种全透明、全视野的玻璃幕墙。它利用玻璃的透明性来追求建筑内外空间的流动与融合，使人们可以透过玻璃清晰地看到玻璃的整个结构体系，使结构体系由单纯的支撑作用转变为展现其可视性，从而展现建筑装饰的艺术感、层次感和立体感。它具有重量轻、选材简单、工厂化加工、施工快捷、维护维修方便、易清洗等特点。其对丰富建筑立面效果的作用是其它材料无法比拟的，是现代技术在建筑装饰上的体现。

1.1悬挂式全玻璃幕墙

悬挂式全玻璃幕墙

1.2. 点连接全玻璃幕墙

每块格玻璃采用点连接形式固定，采用点连接钢件。其所承受的各种荷载和效应（风荷载、地震效应、温度效应等）通过点连接钢件和钢爪传递给受力支撑结构体系，再由中间受力支撑结构体系传递给主体结构；点连接钢件采用球铰螺栓（可自由转动），球铰螺栓转动中心与玻璃重心一致，可消除外力（风荷载、地震效应、温度效应等）引起的玻璃位移。点连接钢爪有“H”形、“X”形等几种形式。支撑玻璃的受力支撑结构体系可以是玻璃肋、钢桁架、不锈钢杆、拉索或混合结构。 因此点连接全玻璃幕墙又可分为玻璃肋点连接全玻璃幕墙、钢桁架点连接全玻璃幕墙、索式点连接全玻璃幕墙、混合结构点连接全玻璃幕墙。

点支玻璃肋玻璃幕墙

点支玻璃幕墙—不锈钢拉杆式

点支玻璃幕墙—不锈钢索式

点支玻璃幕墙—钢桁架结构

点支玻璃幕墙—自平衡索桁架式

点支玻璃幕墙-单层索幕墙

点支玻璃幕墙—不锈钢索式

点支玻璃幕墙—不锈钢拉杆式

2.独立式全玻璃幕墙

“座装式”全玻幕墙玻璃的重量由底部玻璃槽承担，建成后“座装式”全玻幕墙与“挂装式”全玻幕墙在外观上无区别。

全玻璃幕墙

2、框架式（构件式）幕墙构件幕墙的竖向框架（或水平梁）先安装于主体结构上，再安装水平梁（或竖向框架），竖向框架与水平梁组成框架。面板材料在工厂内加工成单元构件后固定在竖向框架与水平梁组成的框架上。面板材料单元构件所承受的荷载必须通过竖向框架（或水平梁）传递到主体结构上。这种结构比较常见的形式是：竖向框架与水平梁在现场安装完毕组成框架后，将面板材料单元构件固定在框架上，面板材料单元构件竖向与柱子连接，水平与水平梁连接，并进行密封胶接缝处理，防止雨水渗透和空气渗透。

框架式（构件式）幕墙的主要特点

（1）施工方法灵活，技术比较成熟，已在多次工程实践中得到检验，是目前应用最为广泛的幕墙结构。

（2）主体结构适应性强，安装顺序基本不受主体结构的影响。

（3）接缝处采用密封胶处理，具有良好的水密性和气密性，有良好的保温、隔声、降噪能力，有一定的抵抗层间位移的能力。

（4）板料单元部件在工厂内制造，结构胶的性能有保证。

（5）大量安装工序在现场进行，需要大量的现场管理工作量。

（6）密封胶施工要求严格，初期清理、涂胶工序对工人素质要求较高，安装涂胶工序控制点多、工序多，对工程管理质量要求较高。

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个独立的单元组成，每个独立单元组件内部的所有面板安装、面板间接缝密封均在工厂内加工、组装，分类编号运输至施工现场按工程安装顺序吊装，安装可与主体结构施工同时进行（5-6层即可）。通常每个单元组件为一层高（或二、三层高）、一格宽。单元间采用阴阳结构相互镶嵌连接，即单元组件的左右竖向框架、上下水平框架与相邻单元组件相互插接，通过插接形成组合杆，从而形成单元组件间的节点。单元组件的竖向框架直接固定在主体结构上，荷载直接从单元组件的竖向框架传递到主体结构上。

其主要特点是：

（1）幕墙单元件在工厂加工制造，易于实现工业化生产，减少人工成本，控制单元件质量；大量的加工准备工作在工厂内完成，从而缩短了幕墙现场施工工期和工程建设工期，给业主带来更大的经济效益和社会效益。

（2）单元间采用阴阳拼接连接，适应主体结构位移能力强，能有效吸收地震作用、温度变化、层间位移等。单元式幕墙比较适用于超高层建筑、纯钢结构高层建筑。

（3）接缝处多采用密封条，不使用耐候胶（这是目前国内外幕墙技术的发展趋势），涂胶不受天气影响，工期容易控制。

（4）由于单元式幕墙主要在室内施工安装，对主体结构的适应性较差，不适用于设有剪力墙、窗墙的主体结构。

（5）要求严格施工组织管理，施工时必须遵循严格的施工顺序。安装必须按照插接顺序进行。对主体施工所用垂直运输设备等施工机械的摆放位置有严格的限制，否则将影响整个工程的安装。

单元式玻璃幕墙

单元式铝幕墙

4、半单元式幕墙是先在主体结构上安装竖向框架或由竖向框架和水平梁组成的框架，竖向框架与相邻的竖向框架插接组成组合杆件，再将单元组件（装饰面板）固定在竖向框架或水平梁上。一般有两种结构形式：一种是先在主体结构上安装竖向框架，竖向材料上设有挂板装置，水平梁与面板材料组成单元面板，面板挂接在竖向材料上。竖向接头在竖向框架上，水平接头采用上下单元面板插接而成，经接缝处理，组成整体幕墙。另一种是竖向框架与水平梁组成框架，固定在主体结构上，面板组成独立的小面板，挂接在框架上。竖向接头在竖向框架上，水平接头在水平梁上，经接缝处理，组成整体幕墙。

其主要特点是：

（1）竖向框架相互插接，位移适应能力强，层间位移调整能力强，抗震性能好。

（2）竖向框架采用插接连接，对地震、温度变化等引起的变形适应性好，位移时产生的噪声小。

（3）易于实现工业化生产，可以减少现场加工、安装工序，易于控制工程质量。

（4）现场施工工期短，接缝处多采用胶条密封，一般不使用耐候胶（这是目前国内外幕墙技术的发展趋势），不受天气对胶水应用的影响，可轻易缩短工期。

（5）可以交叉作业施工，施工方法灵活，对主体结构影响小。

（6）维护方便，维修、更换板片不会影响周围的板片。

5、双层呼吸幕墙：

功能亮点——智能、节能：双层幕墙的导热、遮阳特性可显著降低建筑能耗。通过被动利用光能，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，用户可以减少空调的使用，从而减少能源损失。如果夜间散热和遮阳使用得当，室内温度也可保持低于室外温度。

通风防尘：自然通风，即使遇到恶劣天气，也可以开窗通风。减少空调综合症的发生，提高人们的生活质量和工作效率。

隔音性：据研究测试，通风口的位置对隔音效果影响最大，即使窗户打开，双层幕墙依然可以达到单层幕墙关闭窗户的隔音效果，不仅隔绝室外噪音，还能隔绝房间之间、楼层之间的噪音。

通风过程：夏季打开出风口，根据热压原理（烟囱效应），冷空气会从进风口进入双层幕墙的空气缓冲层；经过热交换后，热空气会从出风口排出。如果打开内层幕墙，还可以同时将室内顶部的热空气排出。冬季关闭出风口，空气缓冲层受温室层影响，缓冲层的温度会高于室外，从而提高内层幕墙外表面的温度，大大减少室内热量的损失。

外通风双层幕墙（中国奥林匹克射击馆）

内通风双层幕墙

内通风双层幕墙

双层通风幕墙剖面

6.石材幕墙

销钉式结构：此结构属于第一代石材干挂技术，在石板上下端钻孔，用托板及销钉固定。此结构简单，但石板表面局部受力，易产生挤压应力，石板抗变形能力差，损坏后不易更换，适用于低层建筑。

半圆槽结构：此结构属于第二代石材干挂技术，即在石材板上下端面铣出半圆槽，用托板和半圆勾板固定。此结构比销钉受力更合理，更容易吸收变形。考虑到强度问题，一般采用不锈钢勾板。但损坏后不宜更换板材，适用于低层建筑。

全长槽固定方式：此结构在石板上、下端面开设全长槽，采用铝合金全长勾板固定，其特点是受力合理，可靠性高，抗板变形能力强，板损坏后可更换，适用于高层建筑。

背栓结构：此结构属于第三代石材干挂技术，是目前国际上最先进的技术。在国内，只有我公司拥有此技术、加工施工工艺及进口专用加工设备，是国内石材幕墙技术的发展方向。其特点是石材无应力处理，石材背面采用不锈钢膨胀螺栓连接，连接强度高，强度值节省30%左右，板材抗变形能力强，板材损坏后可更换，适用于高层建筑。我公司在上海浦东国际金融大厦首次使用此技术。

石材干挂工艺对比

T型不锈钢吊坠的悬挂方法

小单元铝挂法

菲舍尔背栓悬挂法

1.节点结构及特点

板边上开有短槽，用T型件固定，挂板与板的接触为面接触。

板材侧面带凹槽，用挂钩固定，挂架与板材接触为面接触。

板背钻孔固定采用德国菲舍尔背切式锚栓，锚栓与板面采用立体预埋固定

2. 强制模式

T型板剪切，石材局部剪切，大面弯曲，板边固定

挂件剪口、石材局部剪口、大面折弯、板材边缘固定

锚栓受拉、受压，石材局部受剪、受压，大面受弯，板中部固定

3. 面板安装

吊灯带有长方形孔，可前后调节，安装方便

挂件无法前后调节，对龙骨及配件的安装精度要求较高，给安装带来困难。

挂件无法前后调节，对龙骨及配件的安装精度要求较高，给安装带来困难。

4.适用龙骨系统

钢龙骨螺栓连接系统

铝合金龙骨系统或铝合金及钢结构系统

铝合金龙骨系统或铝合金及钢结构系统

5.成本

钢材及不锈钢含量低，综合成本低，一个挂点售价仅为8元。

铝合金含量较高，成本中等，一个挂点3000多元，但挂件数量比T型挂件多一倍。

因为钻孔需要专用设备，还必须购买配套设备和锚栓，设备和锚栓都是进口的，成本很高，一个挂点就要25元，挂点数量比T型挂件大约多一倍。

6.施工工期

钢构件可调性好，施工简单，工期短

吊挂调节要求高，施工难度大，工期长

吊挂调节要求高，施工难度大，工期长

7. 外观

挂件可调节性强，容易保证立面的平整度，起到良好的装饰效果。

合理的调整结构设计，保证立面的平整度和装饰效果

合理的结构设计，可保证立面的平整度和装饰效果，且采用无胶胶缝方式更能凸显石材幕墙的质感和立体感。

8. 板挂位置处理

板材现场加工，如现场尺寸有误差，可进行相应调整

板材可在工厂或现场加工，尺寸可调整

板材钻孔在工厂完成，尺寸不易在现场调整

9. 面板维修及更换

维修更换方便，更换时一对一吊坠固定

可更换板材

可以更换板，但需要先拆下上板。

10.吊坠防腐

采用不锈钢制成，耐腐蚀性能好

采用铝合金制成，耐腐蚀性能好

采用不锈钢制成，耐腐蚀性能好

11. 其他

适用于带密封胶的石材幕墙系统，但可通过退接缝和涂抹密封胶来保证石材的立体效果

可用于开放式接缝系统和胶合石幕墙系统

适用于免胶开缝石材幕墙系统

蜂窝石材幕墙

花岗岩石材幕墙-不锈钢挂板式

花岗岩石材幕墙-铝合金挂板式

花岗岩石材幕墙-抗震背栓式

花岗岩幕墙（中国美术馆）

7.铝幕墙

铝单板幕墙采用优质高强度铝合金板材，常见厚度有1.5、2.0、2.5、3.0MM，型号3003，状态H24。其结构主要由面板、加强筋、角码等组成。角码可由面板直接折弯冲压而成，也可铆接在面板小边上。加强筋通过面板后面的电焊螺丝连接（螺丝直接焊接在面板背面），使其成为一个牢固的整体，大大增强了铝单板幕墙的强度和刚度，保证了长期使用过程中的平整度和抗风、抗震性能。如需隔音、保温，可在铝板内侧安装高效的隔音、保温材料。

单层铝幕墙

铝塑板幕墙（登发广场）

蜂窝铝幕墙

铝单板幕墙

8.陶土幕墙

陶器的永恒特性为外墙创造了永恒的视觉效果。（这种现代外墙是由永恒不变的 Charakter von Keramik 选择的。）

陶土板幕墙起源于德国著名的屋面瓦制造商Von Mueller Dachprodukte GmbH & Co. KG，这里我们称之为冯·穆勒。他们的工程师Thomas Herzog教授在20世纪80年代设想将屋面瓦应用到墙体上，并最终在陶土瓦挂装方式的基础上发明了外墙干挂系统和幕墙陶土板。为了将这个系统推向市场，冯·穆勒在Goerlitz-ArGeTon建立了专门生产陶土板的工厂，1985年在德国慕尼黑建成了第一个陶土板项目。在随后的几年中，ArGeTon逐渐改进了陶土板的挂装方式，从最初的木结构发展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，见下文介绍）。2005年，冯·穆勒与Wienerberger Gruppe结成战略联盟，成为全球最大的陶土瓦制造商。

陶土幕墙

陶土幕墙

9. Trespa 幕墙

千思板是一种用于建筑幕墙的高压热固化木纤维板，是由普通型或阻燃型高压热固化木纤维（HPL）芯板与一层或两层装饰面层在高温高压条件下固化粘合而成的板材。“千思板”是该板材的国际知名品牌。千思板是一种美观、多功能的建筑材料，可用于室内外。千思板具有优质、无污染、清洁、安全、舒适等诸多优良特性，为人类环境营造温柔的生活空间。

千思板幕墙

千思板幕墙

千思板幕墙

10.GRC板材幕墙

GRC幕墙板，或：GRC外墙板。

GRC板幕墙

GRC板幕墙

GRC板幕墙

11.陶板幕墙

陶板是以高岭土等无机非金属材料为原料，经成型、1200度高温煅烧等生产工艺制成的板状陶瓷制品，主要用于幕墙板。

陶板幕墙

陶板幕墙节点图

12、光伏幕墙

光伏幕墙是粘贴在玻璃上，嵌在两片玻璃之间，通过蓄电池把光能转换成电能，这就是太阳能光伏幕墙，利用光伏电池和光伏板技术，把太阳光转换成电能，它的关键技术是太阳能光伏电池技术。太阳能光伏电池利用太阳光的光子能，使受照射的电解质或半导体材料的电子发生移动，从而产生电压，这就叫光电效应。

光伏幕墙

光伏幕墙

光伏幕墙

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、楼宇自控系统等，其技术核心是一种有别于传统幕墙的特种幕墙——热通道幕墙。

智能幕墙

智能热通道幕墙

智能幕墙

结论：

去年全球竣工200米以上超高层幕墙建筑144栋，创下新纪录！中国占比53%，超过一半。仅深圳市一个城市的竣工建筑数量就超过了美国！同时，据可靠统计数据显示，今年全球竣工的超高层幕墙建筑数量将大幅增加，中国仍占最大比重。

30年来，伴随着我国国民经济的持续快速发展和城镇化进程的加快，我国建筑幕墙行业实现了从无到有、从外资主导到国内企业主导、从模仿引进到自主创新的跨越式发展，到21世纪初，我国已发展成为世界幕墙行业最大的生产国和用户国。

根据中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙委员会建筑门窗幕墙行业数据调查中收集整理的行业数据显示，2017年我国建筑门窗幕墙市场总值已达6000亿元。从市场体量和竣工面积来看，我国已成为全球最大的幕墙门窗市场。建筑幕墙门窗需求量占全球需求量的2/3以上，其中玻璃幕墙占全部幕墙的60%以上。其他高科技幕墙产品（智能幕墙、生态幕墙、膜结构幕墙等）占比相对较小，不足4%。

未来幕墙类型、工艺与技术的结合将充分响应全球节能减排的号召，太阳能光伏幕墙、通风管道呼吸幕墙、风雨感应智能幕墙等智能幕墙将展现建筑的独特魅力。