鋁合金門窗、幕墻自進(jìn)入我國以來,從測繪仿制的起步階段到隨后的迅速發(fā)展,再到今天的自主研發(fā)已經(jīng)走過了30多個(gè)年頭。什么是幕墻,什么是窗?對于業(yè)內(nèi)人士來說似乎是再簡單不過的問題,而且很多人認(rèn)為不可稱其為問題。事實(shí)上,通過近幾年親歷的幕墻技術(shù)咨詢和評審發(fā)現(xiàn),有相當(dāng)多的人對于幕墻和窗的判別并不正確。這種情況不僅僅發(fā)生在年輕的幕墻設(shè)計(jì)師身上,甚至有一些老“幕民”對幕墻和窗也往往混淆和誤判。
那么,如何正確判別一個(gè)建筑外圍護(hù)系統(tǒng)究竟是幕墻還是窗呢?要說明這個(gè)問題,我們必須先了解幕墻的定義?!督ㄖ粔Α罚℅B/T21086-2007)中3.1條定義:“建筑幕墻,由面板與支承結(jié)構(gòu)體系(支承裝置與支承結(jié)構(gòu))組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或一定變形能力、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)墻?!边@個(gè)定義的根據(jù)應(yīng)源于其英文名稱——Curtain Wall。從詞義上看,Curtain—窗簾、幕,Wall—墻,CurtainWall—窗簾墻。從名詞詞意上看幕墻即窗簾墻。既是窗簾,那么就是懸掛的,與其所依附的主體結(jié)構(gòu)有一定的位移能力。因此,建筑幕墻一定是通過懸掛點(diǎn)安裝在主體結(jié)構(gòu)上。這就如同北方的冬季,我們通常會看到公共場所出入口會掛上厚厚的棉門簾用來遮擋寒風(fēng),上端固定下端自由擺動。如果把棉門簾固定在門扇上,隨著門扇開啟,它就不再是門簾了,只能叫保溫門(圖1)。幕墻和窗的區(qū)別與此類似。
▲ 圖1 保溫門
下面,我們根據(jù)幕墻的定義,對常見的幾種觀點(diǎn)做一個(gè)簡要的解析。
觀點(diǎn)一:幕墻是安裝在結(jié)構(gòu)外側(cè)的。
這種說法不能說錯(cuò)誤,因?yàn)槲覀兤匠?吹降哪粔Υ蠖嗍前惭b在主體結(jié)構(gòu)外側(cè)的,但并不是所有的幕墻都是如此。幕墻安裝的位置或是在梁外,或是在梁下,這是建筑師根據(jù)建筑效果的需要來定的(圖2)。
從安裝方式來看,幕墻是通過立柱和主體結(jié)構(gòu)連接的,窗是由四邊框或?qū)吙蛴眠B接件(固定片)固定在主體結(jié)構(gòu)上,通過窗框與結(jié)構(gòu)間的間隙連續(xù)地連接。因此,無論是安裝在主體結(jié)構(gòu)外側(cè),還是主體結(jié)構(gòu)內(nèi)(梁下),只要通過立柱采用懸掛方式與主體結(jié)構(gòu)連接,就是幕墻系統(tǒng)(圖3)。我們經(jīng)??吹降臈l窗也是跨越層間安裝的,由于安裝方式是采用四周邊框固定在結(jié)構(gòu)上 的,相對主體結(jié)構(gòu)沒有位移能力,因此條窗不是幕墻。
▲ 圖2 隱框玻璃幕墻
▲ 圖3 幕墻安裝連接
根據(jù)《建筑幕墻術(shù)語》(GB∕T 34327-2017)第2.2條的定義:安裝在樓板之間或樓板和屋頂之間分層錨固支承的建筑幕墻,稱為層間幕墻。據(jù)此為層間的幕墻和窗做了一個(gè)界定。
觀點(diǎn)二:幕墻是懸掛在結(jié)構(gòu)上的,窗是座支在結(jié)構(gòu)上的。
根據(jù)這種說法,座支在結(jié)構(gòu)上的就一定是窗,幕墻必須是懸掛在結(jié)構(gòu)上的。從幕墻的名詞詞意和《建筑幕墻》GB/T 21086-2007中的定義來講是正確的,但是這只是幕墻安裝的方式之一。這一點(diǎn)在上海市《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)程》(DGJ08-56-2012)中可以得到更明確的理解,其中定義建筑幕墻是“由面板與支承結(jié)構(gòu)組成,相對于主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力,除向主體結(jié)構(gòu)傳遞自身所受荷載外,不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)體系”。這個(gè)表述就更加清楚,安裝在結(jié)構(gòu)外也好,安裝在結(jié)構(gòu)內(nèi)也罷,幕墻相對主體結(jié)構(gòu)一定是有一定的位移能力的;《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ102-2003)的5.5.3條闡明“框支承玻璃幕墻的立柱宜懸掛在主體結(jié)構(gòu)上”,并沒有強(qiáng)制要求必須懸掛,也是基于這個(gè)道理。所以不管是懸掛還是座支,幕墻都不承受主體結(jié)構(gòu)所受的作用,在立柱偏心受壓不失穩(wěn)的前提下通過立柱座支在結(jié)構(gòu)(梁)上,仍然是幕墻。而窗的邊框是連續(xù)地固定在結(jié)構(gòu)上,相對于主體結(jié)構(gòu)是沒有位移能力的。因此,從連接方式上就可以判別幕墻和窗。
從傳力途徑來看,不同連接方式就決定了二者傳力途徑的不同。幕墻的自重和所受的荷載及作用是通過面板→框架(橫框-豎框)→豎框→連接件→預(yù)埋件這樣一個(gè)途徑經(jīng)過錨接件以點(diǎn)的方式傳遞給主體結(jié)構(gòu)的;而窗的自重和所受的荷載是通過窗框上的固定片連續(xù)地傳遞給主體結(jié)構(gòu)的。簡單而形象地說,幕墻傳力是一個(gè)點(diǎn),窗的傳力是一條線(圖4)。
▲ 圖4 門窗的安裝方式
建筑上的豎條窗由于要跨層安裝,也是要安裝在結(jié)構(gòu)梁外側(cè),但是安裝的形式是采用對邊框固定在結(jié)構(gòu)上,其傳力方式也是連續(xù)的。因此要判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)是不是幕墻,不是看安裝的位置,而是看其與主體結(jié)構(gòu)的連接方式來確定。
觀點(diǎn)三:采用幕墻型材制作的就是幕墻。
這種說法僅僅是從形式上判斷幕墻和窗,顯然是不正確的。
在上世紀(jì)80年代,國內(nèi)幕墻尚處于起步階段時(shí),還沒有比較成熟的幕墻系統(tǒng)。很多幕墻是采用鋁合金方管和玻璃嵌條來制作的,在當(dāng)時(shí)我們稱之為“簡易幕墻”。之所以稱作簡易幕墻,是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)不具備較好的氣密性能、水密性能和保溫性能,但就其安裝方式而言,是通過“立柱-連接件-埋件”的方式和主體結(jié)構(gòu)連接的,板塊所受的荷載是通過連接件和錨板的連接以點(diǎn)的方式傳遞到主體結(jié)構(gòu)的。系統(tǒng)本身既不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用,相對主體結(jié)構(gòu)又有一定位移能力和變形能力,因此即便簡單也是屬于幕墻系統(tǒng)的。
▲ 圖5 幕墻型材的窗式安裝-幕墻窗
反之,在一些洞口較大的窗,普通的窗型材無法滿足荷載要求和效果需求的情況下,采用幕墻型材來實(shí)現(xiàn)也是實(shí)際工程中常用的方法。而此時(shí)的安裝方式則是窗周邊框用固定片等間距連接的形式將系統(tǒng)固定在結(jié)構(gòu)上,系統(tǒng)相對于主體結(jié)構(gòu)沒有位移能力。從連接方式和傳力形式來看,它是窗而不能算是幕墻(這也就是業(yè)內(nèi)通常說的幕墻窗)。
觀點(diǎn)四:幕墻是懸掛在主體結(jié)構(gòu)之外連續(xù)的外圍護(hù)系統(tǒng),而窗則是支座在主體結(jié)構(gòu)之內(nèi)間斷的外圍護(hù)系統(tǒng)。
這種觀點(diǎn)的前提是對的,但是比較片面。幕墻應(yīng)該是懸掛的,但是并不一定都掛在結(jié)構(gòu)之外,也不一定就是連續(xù)的;窗是支座在結(jié)構(gòu)洞口內(nèi),但是也可以是連續(xù)的,也就是我們行業(yè)內(nèi)所說的“排窗”或者“條窗”。很多建筑幕墻是被結(jié)構(gòu)柱分隔的,每個(gè)柱間為一片幕墻,和窗的分隔類似,雖然不是連續(xù)大面積的,但仍然是幕墻。許多建筑設(shè)計(jì)有通長走廊或開敞式辦公空間,其外窗是排窗形式,一個(gè)面或幾個(gè)面由開啟窗和固定窗等多種形式的窗組合成連續(xù)的大排窗,它是連續(xù)的,但絕不是幕墻。
而按照《建筑幕墻術(shù)語》(GB∕T 34327-2017)第2.3條的描述:安裝在樓板之間或樓板和屋頂之間的金屬框架支承玻璃幕墻,是層間玻璃幕墻的常用形式,這種形式叫做窗式幕墻。結(jié)合《建筑幕墻術(shù)語》(GB∕T 34327-2017)第2.2條和2.3條,這個(gè)問題也應(yīng)該很明了了。
觀點(diǎn)五:安裝在實(shí)體墻外側(cè)的裝飾框架(板)也是幕墻。
前文提到,在《建筑幕墻》(GB/T20186-2007)中對建筑幕墻的定義是“由面板與支承結(jié)構(gòu)體系(支承裝置與支承結(jié)構(gòu))組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或一定變形能力、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)墻”。在《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ102-2003)中的描述是“由支承結(jié)構(gòu)體系與面板組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或一定變形能力、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾性結(jié)構(gòu)”。JGJ102的描述更具體一些,它闡明了建筑幕墻包括兩種結(jié)構(gòu)形式:一種是具有保溫、隔熱、防水、隔聲等功能的幕墻,我們暫且稱其為功能性幕墻;還有一種就是建筑本身有圍護(hù)結(jié)構(gòu),僅僅是為了建筑效果需要設(shè)計(jì)的幕墻,如鋁板幕墻、石材幕墻等,另外一些開放式構(gòu)造的幕墻,都屬于裝飾性幕墻。但是這也要根據(jù)具體的建筑設(shè)計(jì)要求來區(qū)分,如果鋁板幕墻或者石材幕墻內(nèi)側(cè)沒有設(shè)計(jì)實(shí)體圍護(hù)結(jié)構(gòu),而幕墻構(gòu)造本身需要具備防水、保溫、隔聲等功能,那么這樣的鋁板和石材幕墻也是功能性幕墻。然而在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133-2001)中,對建筑幕墻的定義是“由金屬框架與板材組成的,不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)荷載與作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)”。對于這個(gè)定義我們可以理解為,一個(gè)建筑的外圍護(hù)系統(tǒng),無論它相對于主體結(jié)構(gòu)有沒有位移能力,只要不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受的荷載和作用就是幕墻。這就造成了幕墻和門窗的混淆,也導(dǎo)致了將裝飾構(gòu)件混稱為幕墻的現(xiàn)象。
根據(jù)最新頒布實(shí)施的《建筑幕墻術(shù)語》(GB∕T 34327-2017)第2.1條的定義。幕墻,由面板與支承結(jié)構(gòu)體系組成,具有規(guī)定的承載能力、變形能力和適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)位移能力,不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)或裝飾性結(jié)構(gòu)。據(jù)此可判別裝飾構(gòu)件是否為幕墻。
綜上所述,判斷一個(gè)建筑外圍護(hù)系統(tǒng)是幕墻還是窗,要從其名稱的含義和系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)的連接方式來判定。建筑幕墻應(yīng)該具備以下條件:
1)由框架和面板組成的獨(dú)立于主體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng);
2)通過立柱與主體結(jié)構(gòu)連接;
3)不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受的荷載和作用;
4)相對于主體結(jié)構(gòu)有一定的位移能力和適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)位移能力。
根據(jù)這四點(diǎn)特性并結(jié)合幕墻的名詞含義,我們就可以正確地判別建筑幕墻和窗。在此要強(qiáng)調(diào)的是,幕墻必須是通過立柱與主體結(jié)構(gòu)連接的,這一點(diǎn)是區(qū)別建筑幕墻和窗的關(guān)鍵。