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玻璃幕墻的優(yōu)缺點

提問者:b5f23a2014-10-26 00:00

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玻璃幕墻是當代的一種新型墻體,它賦予建筑的最大特點是將建筑美學、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機地統(tǒng)一起來,建筑物從不同角度呈現(xiàn)出不同的色調(diào),隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態(tài)的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏偉華麗的玻璃幕墻建筑,如紐約世界貿(mào)易中心、芝加哥石油大廈、西爾斯大廈都采用了玻璃幕墻。香港中國銀行大廈、北京長城飯店和上海聯(lián)誼大廈也相繼采用。 當然,玻璃幕墻也存在著一些局限性,例如光污染、能耗較大等問題。但這些問題隨著新材料、新技術的不斷出現(xiàn),正逐步納入到建筑造型、建筑材料、建筑節(jié)能的綜合研究體系中,作為一個整體的設計問題加以深入的探討。 玻璃幕墻的光污染問題及對策 玻璃幕墻是一種美觀新穎的建筑墻體裝飾方法,是現(xiàn)代主義高層建筑時代的顯著特征。 玻璃幕墻大約于上世紀80年代傳入我國,深圳、廣州、北京、上海等大中城市,大面積采用玻璃幕墻的建筑隨處可見,然而由此造成的光污染卻是人們始料不及的。玻璃幕墻的光污染,是指高層建筑的幕墻上采用了涂膜玻璃或鍍膜玻璃,當直射日光和天空光照射到玻璃表面時由于玻璃的鏡面反射(即正反射)而產(chǎn)生的反射炫光。 光污染的危害性 同任何技術的發(fā)展和使用都會帶來正反兩方面的影響一樣,玻璃幕墻在帶給人們高科技、高品位享受的同時,也帶來一些新的問題,其中最引人關注的是光污染問題和其它負面效應。許多地方人們隨心所欲地選用,不顧場合地濫用,對人、城市環(huán)境和天文觀察造成了嚴重的危害,成為建筑光學界亟待研究解決的重要課題。 首先,光污染是制造意外交通事故的兇手。矗立在交通繁忙道路旁或十字路口上的一幢幢玻璃幕墻大廈,就像一大塊幾十米寬、近百米高的巨大鏡子,在太陽光下熠熠閃光,并對地面車輛和紅綠燈進行反射(甚至是多次反射)。反射光進入高速行駛的汽車內(nèi),會造成人的突發(fā)性暫時失明和視力錯覺,在瞬間會刺激司機的視線,或使他感到頭暈目眩,給行人和司機造成嚴重危害。據(jù)北京的一些司機反映,下午4點左右從西往東開車時,強烈的反光刺得眼睛都睜不開了,若不警惕,這種光污染可能造成交通事故,威脅人們的生命安全。其次,光污染也給附近的居民生活帶來了麻煩,尤其是那些建在居民小區(qū)附近的玻璃幕墻,會對周圍的建筑形成反光。據(jù)光學專家研究,鏡面建筑物玻璃的反射光比陽光照射更強烈,其反射率高達82%~90%。夏日陽光被反射到居室中,使室溫平均升高4~6℃,空調(diào)開支大幅增長,影響人們的正常居住使用。更有甚者,長時間在白色光亮污染環(huán)境下工作和生活的人,容易導致視力下降,產(chǎn)生頭暈目眩、失眠、心悸、食欲下降及情緒低落等類似神經(jīng)衰弱的癥狀,使人的正常生理及心理發(fā)生變化,長期下去會誘發(fā)某些疾病。國家環(huán)保局每年都接到全國各地對光污染的多起投訴,并對此予以高度重視。 此外,玻璃幕墻很容易被污染,尤其在大氣含塵量較多、空氣污染嚴重、干旱少雨的北方地區(qū),玻璃幕墻更易蒙塵納垢,這對城市景觀而言,非但不能增“光”,反而丟“臉”。又由于一些玻璃幕墻所用材質(zhì)低劣,施工質(zhì)量不高,出現(xiàn)色澤不均勻,波紋各異,導致玻璃幕墻如同哈哈鏡一般。在陽光下,每塊玻璃不是顯現(xiàn)均衡一致的光影,而是四處漫射。顯然,這樣的建筑物,難以使人聯(lián)想到明快、豪華,只能使人感到光怪陸離和滑稽可笑,城市形象也因此大打折扣。 光污染雖然危害很大,但只要采取適當措施還是可以預防的。我們要從城市規(guī)劃、環(huán)境設計、建筑材料等方面綜合解決這個問題。 加強規(guī)劃控制管理 城市建筑群的布局欠妥,特別是玻璃幕墻過于集中,反映了城市規(guī)劃缺乏管理。城市規(guī)劃管理部門要從宏觀上對使用玻璃幕墻進行控制,要從環(huán)境、氣候、功能和規(guī)劃要求出發(fā),實施總量控制和管理。具體來說,在制訂城市主要干道規(guī)劃時,首先應當制訂臨街的光環(huán)境規(guī)劃,限制玻璃幕墻的廣泛分布和過于集中,尤其注意避免在并列和相對的建筑物上全部采用玻璃幕墻。在周圍環(huán)境開闊而且景觀優(yōu)美的地段,對于商業(yè)、貿(mào)易、旅游、娛樂建筑可以全部建造玻璃幕墻,但也要考慮適當?shù)慕ㄖg距,并且要控制這一地段玻璃幕墻分布的總量。絕大多數(shù)的大型建筑物包括賓館、酒店、餐廳、文娛場所等可以采用局部玻璃幕墻。例如在建筑底層采用不反射光的石材墻或鋁塑墻。上海市建設委員會關于建設工程中使用玻璃幕墻有如下規(guī)定:建筑物使用玻璃幕墻面積不得超過外墻建筑面積的40%(其中包括窗玻璃)。這一規(guī)定不僅考慮了城市功能、環(huán)境和經(jīng)濟效益等因素,而且還可相應地減少光污染。對于住宅、公寓、宿舍、醫(yī)院等建筑,根據(jù)它們的功能要求和節(jié)能政策,不宜采用玻璃幕墻。至于辦公建筑,由于采用了大面積玻璃窗,已經(jīng)能夠滿足室內(nèi)光環(huán)境的要求,建議不再采用玻璃幕墻。 “光污染”是在以下特定條件下產(chǎn)生的:(1)使用了大面積高反射率鍍膜玻璃;(2)在特定方向和特定時間下產(chǎn)生,如玻璃幕墻朝向太陽照射的方向,或與人構(gòu)成特定的角度。由于太陽與地球相對位置總在不斷變化,因此,產(chǎn)生特定角度也是有特定時限的;(3)光污染的程度與玻璃幕墻的方向、位置及高度有密切關系。因為人的視角在2m高左右±15°夾角之內(nèi)影響最大,光反射的強度隨反射物到人眼距離的平方成反比。所以,日光反射光的產(chǎn)生方向取決于玻璃面對太陽位置的幾何位置,因此要調(diào)整玻璃位置,使光反射向天空,而不射到街道上和人行道上。即使使用玻璃幕墻,也應該注意幕墻的朝向和方位,根據(jù)太陽光線的照射,可以推算出:在南偏東35度、西偏北20度的區(qū)間范圍內(nèi)為不宜使用玻璃幕墻的方位。否則,炫光反射焦點區(qū)域?qū)ζ渌ㄖ锖托腥嗽斐刹焕挠绊。例如,北京在建造京廣中心時,除選用反射率低的鍍膜玻璃外,還調(diào)整原設計方案,將圓弧轉(zhuǎn)向三環(huán)路,從而最大限度地減少了光反射,取得了很好的效果。說明全面規(guī)劃和精心設計,是可以防止玻璃幕墻產(chǎn)生光污染后遺癥的。另外,在設計玻璃幕墻時,旁邊應盡可能安排林陰道和綠地,使反射光被樹木吸收,以改善和調(diào)節(jié)光照環(huán)境。 近年來,各國政府和有關學術團體對光污染問題十分重視,先后公布了一系列技術文件、標準和法令,控制光污染。我國對幕墻建筑的問題也給予了高度重視,建設部于1996年頒布了幕墻工程技術規(guī)范,1997年又頒布了《加強建筑幕墻工程管理的暫行規(guī)定》,使控制幕墻工程質(zhì)量有了法規(guī)依據(jù)。各地根據(jù)自己的實際情況,也采取了一些相應的可行措施,如廣州市的幕墻玻璃安裝將執(zhí)行新的標準。 優(yōu)化幕墻構(gòu)造技術 盡管玻璃幕墻建筑可能會帶來光污染等危害,但并不是說玻璃幕墻就不要做了,而是該怎樣做好的問題。許多產(chǎn)生光污染的玻璃幕墻是由不科學的設計施工造成的。目前,有關幕墻的工程技術規(guī)范已經(jīng)發(fā)行,設計、施工皆有法可依。鑒于光污染主要集中在一些高樓林立、經(jīng)濟發(fā)達的繁華都市,所以,可由這些光污染矛盾較為突出的大城市先行開展這方面的研究工作,要研究攻克幕墻的有關技術難題。 自玻璃幕墻誕生之后,高科技的發(fā)展已經(jīng)將幕墻的材質(zhì)從單一的玻璃發(fā)展到鋼板、鋁板、合金板、大理石板、搪瓷燒結(jié)板等等,通過合理設計,將玻璃幕墻和鋼、鋁、合金等材質(zhì)的幕墻組合在一起,不但可使高層建筑物更加美觀,而且可更有效地減少幕墻反光而導致的光污染,還能進一步減輕高層建筑物的自重,充分發(fā)揮幕墻建材的優(yōu)點。 玻璃幕墻反射光的影響程度,取決于定向反射光的強度。我們可以采用全透明或半透明的玻璃來減弱反射光的強度,但是這樣一來,大部分光線的熱量都直接射入室內(nèi),勢必造成室內(nèi)溫度升高,因此,必須采用適當?shù)臉?gòu)造措施來解決這一問題。目前,可以采用的構(gòu)造形式有兩種: (1)雙層玻璃通風構(gòu)造。這種構(gòu)造在不同的季節(jié)有不同的作用。夏季,放下半透明卷簾,開啟排風管道和通風口,通過卷簾反射后能除去大部分輻射熱;冬季,封閉通風口,關掉排風機,雙層玻璃又可起到保溫的作用,防止室內(nèi)熱量散失,這種構(gòu)造的缺點是投資費用較大。 (2)紅外吸熱構(gòu)造。這種構(gòu)造通過介質(zhì)膜鍍層的透紅外線特性,利用吸熱水管能夠?qū)㈥柟庵械臒崮苡脕韺⑺疅裏,無論夏季和冬季都能有效地使用。 開發(fā)新型玻璃材料 玻璃幕墻作為建筑圍護結(jié)構(gòu)是由金屬框和玻璃組成的。因此,要根據(jù)玻璃的一些參數(shù)慎重地選擇玻璃幕墻所使用的玻璃類型,選用具有減少炫光性能的玻璃。這些參數(shù)包括建造地點的光氣候參數(shù),對可見光的透射數(shù)、反射系數(shù),對日光的透射系數(shù)、反射系數(shù)和吸收系數(shù)、熱透射系數(shù)、熱膨脹系數(shù),以及厚度、最大尺寸、重量、抗風力等。眾所周知,玻璃對于光具有透射、吸收和反射特性。玻璃幕墻就根據(jù)這些特性采用了不同類型的玻璃。用于玻璃幕墻的玻璃一般有透明玻璃、著色玻璃、吸熱玻璃、涂膜玻璃、鍍膜玻璃、夾層玻璃和光化學玻璃等。 通過新型玻璃材料的研究、開發(fā)和使用,或?qū)ΜF(xiàn)有玻璃加以處理能夠減少定向反射光,同時又不增加室內(nèi)的熱效應,這是一種最為簡捷有效的解決光反射問題的方法。這類材料有:(1)吸熱玻璃又是已開發(fā)使用的一種玻璃材料,它的定向反射光較弱。(2)回反射玻璃是新型玻璃材料,它將太陽光順著原來的方向反射回去,從而消除射向四周的反射光,避免了室內(nèi)熱效應,因此,在未來的幕墻之中將會得到廣泛的應用。(3)貼漫反射膜玻璃是對現(xiàn)有無色透明玻璃加白色的膜處理后采用的最佳幕墻玻璃,可以保證室內(nèi)采光不受影響,最多可以反射80%以上的太陽光,其中定向反射部分不到1%,因而令人覺察不到。有時,為了增加室內(nèi)的天然采光,可以采用部分貼膜。 研究如何合理、科學地利用玻璃幕墻和開發(fā)低反射率的玻璃幕墻以改善光污染,成為當前國內(nèi)外關心的熱門話題。近年來各地興建了不少玻璃幕墻建筑,其中不乏優(yōu)秀實例,其光學性能也符合設計要求,如選用LOW-E型低輻射玻璃、微晶玻璃、茶色玻璃(反射率11%)、寶石藍色玻璃(反射率12%)等反射率低的鍍膜玻璃安裝幕墻,值得推廣。上海大劇院選用了一種新穎的白色毛玻璃,玻璃上面有細密的白色圓點,形成一種朦隴的半透明質(zhì)感,非常吻合大劇院的文化品位和高雅格調(diào)。國外流行一種全封閉帷幕墻。這種幕墻主要由金、銀色復合鋁板和雙層夾膠鍍膜玻璃組成。安裝到高樓外墻上以后,金、銀色復合鋁板和雙層夾膠鍍膜玻璃的面積各占1/2,其窗洞透明部分為雙層夾膠鍍膜玻璃,實心墻壁部分為金銀色復合鋁板。通常,雙層夾膠鍍膜玻璃由兩塊玻璃夾著特殊膠,內(nèi)側(cè)涂以高反射膜,不僅隔熱、保溫性好,膜層不易劃破、脫落,而且受撞擊也不會破碎,從高空墜落傷人。由于這種全封閉帷幕墻具有許多優(yōu)點(特別是有效地控制了光污染),所以在豪華高層建筑中,已逐步推廣應用。 結(jié)束語 近些年來,人們不斷加強環(huán)境意識,在實踐方面不僅竭力保護環(huán)境,而且努力創(chuàng)造良好的環(huán)境。我們要用可持續(xù)發(fā)展的觀念去研究玻璃幕墻的未來,決不能因以前個別建筑幕墻設計、施工中曾存在著不安全因素或光污染而因噎廢食。鑒于幕墻玻璃選材不當和建筑設計規(guī)劃的滯后是造成光污染和熱反射的主要原因,從整體環(huán)境進行科學合理的規(guī)劃、設計和施工,針對具體的建筑功能等因素,揚長避短,努力克服玻璃幕墻帶來的弊病。對于建筑物玻璃幕墻光污染這一都市新污染源,社會各方應同心協(xié)力,強調(diào)綜合整治,不斷推陳出新,使玻璃幕墻建筑得以持續(xù)健康地發(fā)展,以營造出優(yōu)美的城市建筑環(huán)境。

回答者:Lw897CdmuUkj382016-10-26 00:00

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