1、日本建筑幕墻設計與施工印象作者:潘元元 潘齊歡1、序言近年應邀數次訪問日本，對日本建筑幕墻有了許多新的感性認識。期間我們聽取了日本同行對典型幕墻工程的介紹和交流，了解了ykk、新日輕等公司的幕墻產品研制、加工、檢測等全過程，考查了有關工程現場，對日本企業的現代化管理水平，建筑幕墻的設計理念和水平，工廠化生產制造加工水平，質量控制水平，現場施工安裝水平，都留下了深刻的印象。下面就在日本考查了解到的有關日本設計施工的部分幕墻工程，經整理后，有選擇地介紹給國內同行，特別對與日本氣候等條件近似的我國沿海經濟發達地區，我以為是可以借鑒和參考的。2、工程淺析：工程之一：水的宇宙船 工程所在地：日本名古屋市

2、這是一個橢圓型觀光步行的玻璃（幕墻）大屋頂，長約106米，最大跨度36米，離地面高度14米，上下部設計有玻璃的欄桿、展望步行廊、在這一具大的玻璃（幕墻）大屋頂上，還設計配有各種各樣的噴泉。在玻璃（幕墻）大屋頂下面的回廊有4根大柱子，在上面用彎曲的鋼管，通過鋼梁架架設在主體結構之上，以保持足夠強度。屋頂主面采用12+中間膜1.5+12的夾膠鋼化玻璃，走廊均為乳白色，水盤采用透明中間膜，使地面陽光閃閃搖動。h鋼的翼緣面把橡皮條遮蓋，安裝的鐵腳通過dpg構法來支持。固定鐵件藏在夾膠玻璃后面，使之不外露。考慮到配合間的間隙不用硅膠，采用條形橡皮條，橡皮條在工場中做成梯子狀，施工時使各個板塊間連結成一條

3、，因沒打硅膠，侵入的水在橡皮條外圍的槽進行排水。該玻璃（幕墻）的性能：耐風壓280kgf/（玻璃承載負荷），面內變形1/300無需修補，面變形成1/200無破損、殘留變形（只需硅膠補修）、1/100無破損、脫落。該幕墻的玻璃尺寸h1200w2700，根據dpg構法，以此確定為框形幕墻。這是一個主要以鋼管施工的幕墻，總面積3340，覆蓋建筑南側，北側主面，東側的大約1/3。ykkap根據此工程以品質保證，降低成本（包括玻璃、硅膠）為主線做了較好的設計。對平面內變形采用吸收自動調節構造，日本是一個地震多發國，因地震等會引起玻璃的頻繁活動，該幕墻通過軟聯接，把力吸收的辦法取得了很好的效果。根據日本標

4、準通過實驗，耐震瞬間變形角1/100，抗風風壓2000pa，水密性1500pa等都已確認。該幕墻玻璃爪采用不銹鋼精密鑄造，用x字的變形狀玻璃爪支撐橫長的玻璃。材料通常為sus304，此工程為防銹采用更強的sus316，建筑鋼件的加工技術和經濟性，來自德國的加工廠制作。強度為15的玻璃制作，設計者以低價格，獨特的透明感為意向，通過與法國三高邦公司訂貨，解決了在歐洲幾乎在施工中不使用的防止飛散膠片貼粘加工方法，在新加坡通過ykk進行了施工，取得了成功。對于150米長的建筑物，考慮到工期縮短和經濟性，在施工組織設計中采用構造施工與屋頂外裝組合一起施工完成。在一個間隔完成后，采用橫向移動法來提高效率。

5、在實際施工中，他們根據施工方向制作了相應的工具，來提高幕墻施工精度和速度。該工程是ykkap承擔的工程，工程從計劃到設計，后調試完好，共6個月。材料配件3個月，施工4個月完成。工程三：新國際機場工程所在地：馬來西亞這是一個很有特色的幕墻工程。機場大樓中央酒店的幕墻采用天窗，用于頂部采光。結構采用鋼結構，用鋼索支撐的排式豎框。機場主體中央部設計成圓形狀的幕墻，直徑約50米。和北東支叉的屋頂的天窗長約135m。考慮到節能，采用為35.5厚low-e中空玻璃，顏色采用涂裝銀灰色。其鐵腳與鋼結構接頭，為了防止螺絲外露，省掉鐵腳的化學螺帽，采用樹脂蓋蓋掉。考慮到成本和工期，他們在訂貨上采用多元化，從擠壓

6、出型材，到安裝的螺絲，大半從印尼、馬來西亞、新加坡、英國、法國、瑞士、澳大利亞等國外調配。為保證品質管理，他們從加工、組裝、施工，由現場負責人全面負責工程的管理。工程四：changi airport station工程所在地：changi airport station，singapore設計顧問：skidmore owings & merril llp(som)結構顧問：ove arup & partners(u.s.a)最高高度：38m構造：鋼結構、混凝土結構、鋼梁架產品簡介：基本標準尺寸：w3000h2000玻 璃： 外部：15透明鋼化玻璃內部：12透明鋼化玻璃天窗：156中空鋼化玻璃施

7、工面積： 16000主要鋼索：37.5結構的螺旋繩。材 質：沖壓襯：22.6高強度不銹鋼撐 桿：50高強度不銹鋼橋形通道：主體襯：不銹鋼管面 襯：不銹鋼網玻璃爪：sus316精度鑄造隨著新加坡公共交通樞紐樟宜機場的開通，東站的候機樓和機場大樓由2棟長60米，寬20米，高38米幕墻玻璃的門廊。根據rg構法，采用雙層結構，玻璃單位w3000h1000，外部采用15，內部12。透明鋼化玻璃。從地下1層向上高37m，全長58.5m的背骨狀梁。采用鋼索繩的鋼梁牽引結構。固定玻璃的由sus316精密鑄造的玻璃爪。不銹鋼制撐桿。鋼梁索引面有螺絲與高強度。不銹鋼制沖壓材撐桿，強力結合。在橋形通道的天窗采用美觀

8、堅硬的不銹鋼網襯。工程五；日本住友生命本社大廈工程所在地：日本大阪府大阪市中央區該幕墻工程強調縱向外觀設計的單元幕墻，柱部用帶有化粧扣的鋁蜂窩型線圈覆蓋，從上段到下段單元幕墻基本尺寸：w2700h4000。間隙部全部采用開放式間隙構法。板塊縱襯用鐵腳固定在鋼體上，鐵腳與鋼體用拉鏈固定。板塊分格下框內藏有自然換氣裝置，分格間就可自然換氣，化粧扣外加有吊籃引導滑輪。拱局、分格部采用8厚單板玻璃，玻璃為紅外線反射玻璃，板塊搬入后，在現場安裝，皮條部位安橡皮條，板塊施工后，室內側注打結構膠。工程六；black pearl工程所在地：臺北市內湖四區小段該幕墻工程采用在三次元曲面板塊幕墻，玻璃為夾有黑色膜

9、層，約1600種中空鋼化玻璃。基本單位尺寸：w1000h4000，曲面有約400種扭轉型板塊構成。板塊接縫采用連鎖間隙開放式，以確保全部接縫部達到規定要求。框交點采用十字型，用螺絲固定。在這個部位設有內藏發光二級管照明，夜間從遠處望大廈，大廈星光閃閃。工程七：關西國際機場候機樓 名稱：干式等壓板塊幕墻占地面積：5110000建筑面積：93504總面積：253105這是座落在日本大阪府泉佐野泉州空港的關西國際機場候機樓幕墻工程。該建筑主題鮮明，建筑幕墻采用干式等壓板塊組成，整體具有滑翔機那種流線感，在設計時充分利用幾何學，構成半徑1.6km的三次圓曲面，建筑幕墻體延伸到兩端開始收縮，形成蜿蜒的流

10、線面。該幕墻構成曲面的幕墻板塊尺寸w36001010，板塊總長度達1.7km。，從設計者要求來看，既要有苗條的構架，又要考慮三次圓曲面制作的復雜工藝，而最主要的是在惡劣的自然環境中保持其性能的永久。因考慮到建造地是采用填筑而成，地的不同沉降問題在設計的伸縮移位中作了充分考慮，節點部位甚為細膩，據有關數據反映結果，該干式等壓式板塊幕墻工程，最高水密性超過225f/。左右幕墻品質的玻璃板塊，完全是在工廠精心加工成的成品，而工廠現代化的加工條件和水平確保了工程的整體質量。設計者考慮機場所在地特殊惡劣的條件，為解決施工時方便與省力，整個幕墻工程在施工中外部全部采用無腳手架的作業，大大縮短了施工周期。工

11、程八：品川東口地區超高層名稱：連鎖密封式換氣漏斗單元幕墻占地面積：35564.491 建筑面積：20465.048 總面積：337119.637在日本jr品川東口地區由日本興和不動產株式會社、住友生命保險相互會社、株式會社大林組開發的這棟超高層幕墻是一個標志性的建筑，該幕墻設計成橢圓型，采用連鎖密封式的換氣漏斗單元幕墻。鋁襯全部用白色氟碳樹脂噴涂，外觀美觀、挺拔。這幢幕墻開口部及上下腰部是由玻璃耐火板和百葉片構成。百葉片的上部有自然換氣裝置和換氣漏斗組成，整個幕墻的空氣換氣由專門設計的空氣導入口進入，通過自然換氣裝置和換氣漏斗進行運轉， 工廠內組裝的板塊在現場較近的工廠把玻璃裝入，打硅膠，直至

12、最終成品，后搬入現場，總板塊數4262塊。為了使板塊占用塔吊時間縮短，用專用貨運架把板塊搬入，用塔吊把各層的板塊逐層上吊。各層被吊上來的板塊，再用在每層上的吊車運送、安裝。1天施工板塊30塊。工程九：通信傳送中心大廈名稱：連鎖密封式單元幕墻占地面積：22000 建筑面積：13309.82 總面積：157518.75這座幕墻座落在東京都江東區青梅238號，由東京通信傳送中心建造。建筑物氣勢輝宏，正面入口的四周采用明框幕墻組成，中間是一個巨大的無墻空間，整個幕墻運用連鎖密封式單元幕墻的形式結構。門中央有140的水溝槽。突出正面格子樣式，外部露出的鋼架連結構造體，貫通幕墻整個玻璃面的設計。板塊w20

13、25h4050為基本定格尺寸，板塊間隙縱、橫部用橡皮條，采用連鎖密封法。如此具大的幕墻，考慮到施工性，其板塊接縫部采用硅膠發泡襯，它是用密封干燥法成形的部品，在現場進行施工的。幕墻與鋼結構連結內部露出的鐵腳極為緊湊，由簡單形狀組成的鐵腳予以聯接貫通。由于采用單元幕墻的形式結構，大大提升了工程進度和施工質量。通信大廈的橢圓斜面幕墻，采用大型板塊法組成。圓筒形狀的頂部、設計有斜面大型單元板塊施工的天窗。為使雨水在天窗上排水流暢，橫部襯全部設置在內部，從外觀來看，突出了設計強調的縱向線條感。大型板塊（最大w2025h8508）只有縱向設有伸縮縫，板塊的縱部襯間注有硅銅膠，設計師還設計了橡膠制的一次性

14、排水導管，在斜面下部集水后，把水排到外部的構造。二次排水槽的間隙是用不銹鋼板卷制的套筒，斜面下方層層重疊，不用硅膠，采用干式收尾。 工程十：東京大廈名稱：單元幕墻（房檐、吸氣孔、上升型電動 ） 該幕墻座落在東京都港區臺場231，幕墻設計鑲入花崗巖的pc板和均衡開口部，具有的眺望美感，是一座有著獨特創意水平的單元幕墻。設計強調突出橫向線條的具體化表現，以控制日射的侵入，每塊板塊開口部，從外墻面縮進500，同時橫料通長，中橫料前設有435大的鋁襯房檐。外部采用熱反射玻璃，另外，室內側采用鋼化玻璃，設置維修時內屏，從而形式雙層玻璃覆蓋。玻璃與玻璃之間設有上升型電動百葉窗，房檐蓋，既能防止日射的侵入，

15、又能達到采光功能。存在幕墻內的熱量從吸氣孔通過排氣管向外排氣。幕墻內中間扣板內有節能換氣裝置，使之達到自然換氣。3、日本建筑幕墻的發展與變遷縱觀以上淺析的日本建筑幕墻工程，我們可以追溯一下日本建筑幕墻的發展與變遷日本建筑幕墻源于自六十年代開始設計施工，1963年日本的建筑標準法修正放寬了對高度的限制后，隨著超高層大廈的開發，建筑幕墻系統的設計運用開始發展，采用鋁型材構件，耐候鋼材料，密封式構造法，建起了日本最早期的建筑玻璃幕墻，其代表項目有：64年建造的新大谷酒店，66年建造的日本經濟團體聯合會會館，68年建造的霞光大廈為代表，揭開了日本建筑幕墻的發展序幕。 七十年代，在遭受了2度石油危機后，

16、作為節能型的建筑幕墻，開始使用熱反射玻璃，鋁板幕墻開始出現，高度設計較底的建筑，大量涌現出了我們稱之為“橫連窗”的設計，同時，固定玻璃采用密封膠的ssg構造法得到了普及，玻璃幕墻在超高層建筑中得到了很好的運用，其代表項目有：71年建造的京王酒店和日本ibm總部，74年建造的新宿住友大廈和三井大廈，76年建造的美國駐日本大使館，79年建造的商船三井大廈和新宿大廈等。八十年代，隨著增加建筑幕墻附加價值的各種核心技術的開發，使日本建筑幕墻系統進入了大幅度發展的時代，建筑幕墻設計技術要素呈現多樣化，干掛石材設計施工，ssg構造設計、邊框構造設計，以及氣流系統、wta系統、自然換氣系統開始運用。鋁熱噴涂

17、鋼板、氟樹脂涂層、厚鋁板、鈦板、gfrc、電磁波吸收體等新材料技術也不斷運用，半單元式施工方法、單元式施工方法、鋁窗框pc鑲嵌施工方法開始采用。其代表項目有：82年建造的新宿ns大廈，85年建造的螺旋大廈和asics總部，86年建造的ark大廈，87年建造的梅田中心大廈，88年建造的omm大廈和nec總部大廈，89年建造的日本火災橫濱大廈等。九十年代，日本的建筑幕墻設計安裝，開始過渡為“單元式”系統，即建筑幕墻公司在工廠加工安裝好所有組件后，再運往施工現場拼接組裝。這種系統由于工廠加工精度高，施工簡便快捷，很快在日本的到了普及。同時，在設計方面流行透明的外立面效果，在建筑物的底層部分則大都采用

18、點支撐玻璃的dps構造法。其技術以上采用：鋁框架石材施工法、點支玻璃構造法、拉索系統、硅酮密封條構造法、mjg 構造法(minimum jointglazing)、pfg (piece framedglass)構造法，在材料運用上開始多元化，low-e玻璃、蜂窩鋁板、電磁波吸收瓷磚、再生木、光觸媒防污染涂層、太陽能光電模塊等層出不窮。其代表項目有：91年建造的東京都市政廳，93年建造的梅田藍天大廈（ssg構造法）、 三井海上名古屋大廈（干掛石材施工法）、地標大廈，94年建造的關西機場、新宿島lsland大廈（鋁蜂窩板），95年建造的德間書店總部、新宿maynds大廈，96年建造的東京國際會議中

19、心、電信中心大廈，97年建造的cube（dbg構造法）、 miho博物館、98建造的仙臺aer(露縫接頭構造法)等。進入2000年代，日本建筑幕墻環繞以環境為主題，推進了自然換氣、遮斷日照、防止結露、氣流循環系統等核心技術的開發，并運用到各種類型的建筑幕墻立面上，同時雙層幕墻正在高速開發運用。在日本建筑界看來，雙層幕墻系統不必借助空調的力量即可減輕外墻至內側之間的區域熱負荷，可以減少煤和石油等能源的使用，同時可以抑制co2的排放，因此，他們不僅是將外立面幕墻設置為雙層，而且在研究夾層內溫熱環境的仿真技術和評定技術方面做了許多工作。其技術要素突顯在三個方面：遮陽技術（外設百葉簾、水平及垂直百葉）、雙層幕墻系統、防結露技術。在材料方面運用了：彩釉玻璃、耐熱強化玻璃、陶土板等。其工程代表項目有：00年建造的品川城際大廈a， 0