自从太阳和地球开始运行以来，阳光就一直是生活中不可或缺的一部分。从流行音乐、时尚和摄影到我们最奢华的环境，自然光营造的舒适氛围是人类文化中反复出现的主题。

但我们的身体对阳光的渴望不仅仅是一种感觉。科学研究证明，它可以帮助我们的身体产生更多有助于睡眠和减轻压力的褪黑激素、提高免疫力和强健骨骼的维生素D，以及对抗抑郁症的血清素。除了帮助我们过上更健康、更幸福的生活外，研究表明，阳光还可以帮助我们活得更久。

即使您不深入研究所有这些科学，证据也无处不在。购房者愿意多花 20% 的钱在同一条街道较暗的一侧拥有一个朝阳的花园，SAD（季节性情感障碍）是一种公认且广为参考的疾病，而且人们总是急于要求火车靠窗的座位。简而言之，阳光让我们感觉良好——无论我们是否知道原因。

01

玻璃幕墙进化史

门窗：阳光进入房间的传统途径

尽管与外界相连，但入口门通常并不允许太多光线的通过，但那些具有玻璃元素的入口门可以用不断变化的、五颜六色的光线改变阴暗的走廊和门廊，使它们成为房子里最美丽的房间。随着玻璃材料的隔热和安全性改进，像住宅这样的入口门可以完全装上玻璃，将迎接住户回家的入口内部变成一个明亮而愉快的空间。

玻璃表面：用玻璃代替墙壁、天花板，甚至地板

如今，建筑师和客户更一致地选择用玻璃代替传统的静态表面，例如墙壁和天花板，而不仅仅是那些开放的表面。天窗尺寸巨大且强度更高，是照亮家中区域相对简单的方法。这意味着可以在被早晨阳光包围下的床上醒来，中央厨房岛有自然的工作光，还可以在星星点点下沐浴。

智能窗：隐私受控

然而，扩大玻璃表面的问题在于，虽然里面的人视线更好，但外面的其他人也可以。因此，虽然在哥斯达黎加丛林或挪威飞机上额外的景色和自然光线看起来如田园诗般，但在伦敦住宅区，房主可能会对邻居改善的视野表示反对。

百叶窗和窗帘是与外界隔绝的标准方法，但也往往涉及令人讨厌的人为限制因素。简单地拉上窗帘似乎没什么大不了的，但这意味着健忘的居民可能会错过一天中最好的阳光。然而，与家庭智能技术系统相连的百叶窗可以在一天中的适当时间自动让光线进入空间。

自从电致变色技术在浴室门上发挥突破性作用以来，该技术越来越受欢迎。通过将电荷穿过玻璃的中心，它会从透明变为不透明，然后再变回来，从而取代对任何类型的百叶窗的需求。而在未来，热致变色玻璃可以自动对阳光变化做出反应，产生遮阳色调。

隔热玻璃：阻挡热量进入和热量损失

隔热玻璃的工作原理是在玻璃上涂上透明金属，将室内产生的热量反射回室内，在减少太阳能增益的同时仍允许光线通过。例如，“高性能玻璃解决方案”供应商 Saint Gobain 声称隔热玻璃可减少高达 80% 的能量损失。

与此同时，还有其他技术在筹备中，水填充玻璃 (WFG) 是解决技术性问题的更明确的解决方案。WFG 仅仅通过在双层玻璃之间填充水，就可以吸收大部分太阳能的热量，同时节省高达 72% 的能源。

太阳能窗：更多光线，更多能量

由于普通家庭的能源需求远远超过了平均屋顶尺寸以及太阳能光伏板所能生产的能源，我们需要运用尽可能多的空间来生产能源。

目前正在开发中的光伏太阳能玻璃将完全透明的光伏薄膜附着在玻璃面板上，这意味着从透明窗户和天窗到不透明立面和顶棚的任何表面都可以产生尽可能多的能量。

02

超高层建筑不可代替的墙体形式

玻璃幕墙的应用始于1951年建成的纽约利华大厦，此后迅速成为建筑业，特别是超高层建筑首选的墙体材料。因为其同时具备四大特点：透明、高强、轻质、耐久，而其它墙体材料，都不能同时具备这些特点(表1)。

墙体材料的性能 表1   注：O**碳素钢要采取防腐措施。

玻璃的透明性：普通浮法玻璃的可见光透过率为80%；超白玻璃是降低了玻璃中的铁元素，更加晶莹透亮，可见光透过率提升到85%以上；聚碳酸酯板(PVC板)的透光率可达75%~80%；薄膜材料(如ETFE)只能透过漫射光，透光不透明。

玻璃是高强轻质材料：玻璃是脆性材料，但具有很高的抗拉强度，在常用墙体材料中，其抗拉强度仅次于钢材，远高于其它幕墙材料。

墙体材料的抗拉强度和容重 表2

玻璃幕墙的玻璃面板很薄，通常为6mm~10mm。即使采用中空玻璃或夹胶中空玻璃，面板由2层或3层玻璃组成，单位面积的重量也不过为0.3kN/m2~0.7kN/m2，远小于混凝土墙体的3.5kN/m2~5.0kN/m2。玻璃幕墙的这种轻质属性，使得它成为高层建筑和超高层建筑墙体材料的首选。

金属板(不锈钢板、铝板)虽然也符合轻质墙体的要求，但是金属板并不透明，不具备通透、晶莹、飘逸的质感，因而在超高层建筑中不受建筑师的青睐，极少使用。

更重要的是，采用玻璃幕墙外墙的重量大约为建筑物总重量的1/100，这为建筑物高度的向上延伸创造了必要的条件。

例如：上海环球金融中心，高度495m，建筑物总重量约为80万吨，玻璃幕墙的重量为5000吨，只占建筑物总重量的1/160，如果换成传统材料的外墙，墙的重量将增大至8倍，连带梁、柱、基础结构都要增大，建筑物总重量将增加10万t以上。不仅建筑造价会增高，而且会给基础及桩的设计施工带来更多的困难。

纵观当前众多高层建筑物，无论是高达828m的迪拜哈利法塔，还是高达632m上海中心，它们无一例外清一色采用了玻璃幕墙。因此，综合上述分析可预测，在未来玻璃幕墙或将成为超高层建筑不可代替的墙体形式。

随着科技的不断发展和人们对于建筑美学的不断追求，玻璃幕墙将会在未来得到更广泛的应用。

03

如何合理选用玻璃幕墙？

不论是哪种幕墙，设计合理才是关键。本着达到节能环保、安全耐久的要求，玻璃幕墙的设计应就以上7大问题(不止7个)综合考虑。

特别注意选材方面，合理选择玻璃幕墙的材质。

玻璃对玻璃幕墙起着关键性的作用，要根据玻璃的一些参数慎重地、合理地选择玻璃幕墙的玻璃类型。

① 选材针对减少眩光性能

用于玻璃幕墙的玻璃一般有透明玻璃、着色玻璃、吸热玻璃、涂膜玻璃、镀膜玻璃、夹层玻璃和光化学玻璃等。

应选用具有减少眩光性能的玻璃，参数包括建筑地点的光气候参数，对可见光的透射数、反射系数，对日光的透射系数、反射系数和吸收系数，还有热透射系数、热膨胀系数，以及厚度、最大尺寸、重量、抗风力等。

玻璃幕墙就根据这些特性采用不同类型的玻璃。选材宜选用毛玻璃等材质粗糙的，而不应使用全反光玻璃，采用特殊玻璃，降低反射率。

② 选材针对保温隔热性能

建筑玻璃幕墙的保温节能功效逊于传统的围护结构，要达到保温节能的目的，就要降低幕墙整体的传热系数。而传热系数由玻璃、型材以及中空玻璃边缘线性传热系数Y值三部分组成，即在结构设计中主要考虑采用断热型材和双层、三层中空LOW-E玻璃。

双层、三层LOW-E中空玻璃，在不同的季节有不同的作用。夏季能除去大部分辐射热量。冬季又可起到保温的作用，防止室内热量散失，这样做的缺点是投资费用较大。

比如金众麒麟公馆建筑主体大量运用双层中空LOW-E玻璃幕墙，节能环保，让整体外观在视觉表现上更为细腻雅致。

③ 选材针对隔声性能

建筑的幕墙如果要求空气声隔声等级达到4级，普通配置的中空玻璃恐怕难以满足要求。要想提高中空玻璃的隔声性能，须在中空玻璃的构造上想办法，具体如下：

⑴ 采用软连接，避免声桥现象。

⑵ 增加玻璃的阻尼。PVB胶片对声波具有一定阻碍作用，从而有效阻挡声音的传播。如果用夹层玻璃合成中空玻璃结构，其增加玻璃阻尼的作用会更大。

⑶ 采用非对称玻璃。由于玻璃材质、尺寸、厚度及边界约束条件相同，各层玻璃具有相同的固有频率，容易产生共振，从而激发玻璃本身低频振动而产生二次噪声辐射。

④ 选材针对整体颜值效果

玻璃幕墙是建筑的外围护结构，也是建筑的外衣，建筑师利用其丰富的色彩与艺术的造型表达设计理念，创造出多彩的艺术效果。

钢化和热强化玻璃由于受热会形成纹波，在某些特殊的自然光条件下观察钢化（或半钢化）玻璃的反射光时，能够看见其表面存在明暗相间的条纹，这种亮度不一致的条纹称为应力斑。目前国际上最先进的技术也不能完全消除应力斑。要想改变这种效果，可以选用化学钢化玻璃以及选用夹胶玻璃或半钢化夹胶玻璃。

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