中國對世界幕墻技術發展的新貢獻(一)

　　我國建筑幕墻經過二十多年發展，特別是二十世紀九十年代的高速發展，到了二十世紀末，我國已成為世界幕墻生產和使用大國。二十一世紀，我國建筑幕墻進入從世界幕墻生產和使用大國向世界幕墻技術強國發展的新階段。２００２年我國生產、使用了約８００萬ｍ２�煵缓�窗墻、磚�燀牛爥γ�干掛石材及金屬板外裝修、采光頂和金屬屋面�牻ㄖ�幕墻，到２００２年年底，我國共生產和使用了約５０００萬ｍ２建筑幕墻，均超過世界當年幕墻使用量和全世界幕墻總使用量的二分之一。我國的幕墻技術和世界幕墻技術相比有哪些差距和多大的差距﹖最近有一篇文章說：“我國幕墻技術總體水平比世界幕墻技術落后二十年”、國內某大型幕墻企業負責人發表的文章說落后十年。但他們都沒有說明落后在哪些方面，是幕墻的設計水平﹖還是幕墻加工工藝水平﹖還是幕墻安裝施工水平﹖如果說落后二十年或十年，就意味著我國現在幕墻技術只達到世界１９８３年或１９９３年的水平，或者說目前世界幕墻技術水平我們要到２０２３年或２０１３年才能達到。我國幕墻行業擁有的自動加工機械��加工中心、電腦控制全自動切割機�犚延袔装倥_，比任何一個國家都多，我國幾家大型企業擁有的這類世界最先進的加工機械數量不比世界上任何一家國外幕墻企業少。但按人口計算是臺／５００－１０００萬人，的確要比一般國家低，可能５０年后也不一定能達到國外人均水平。對幕墻安裝施工，國內幾百座１５０ｍ�湥矗玻埃�高層建筑的建筑幕墻都是國內企業完成的，例如４２０ｍ高的上海金茂大廈建筑幕墻的安裝也是國內企業獨立完成的，而且金茂大廈的頂部幾十米高的塔尖幕墻是世界上首次采用整體組裝后用電腦控制的油壓千斤頂聯動頂升就位的。這些工程安裝測量定位也是國內企業獨立完成的，從這些方面看不出落后十年或二十年。我認為中國幕墻技術落后的主要方面是在幕墻新品種、新技術的原始創新方面和采用高新技術的高檔幕墻落后于國外。國內目前采用的幕墻大部分是引進技術，雖然從二十一世紀開始，已有一些原始創新的幕墻及采光頂，如深圳市民中心平行弦玻璃采光頂、南京新街口地下商場人口的點支式玻璃幕墻與張拉膜組合體系等，但為數不多。國內絕大部分幕墻品種都是采用國外技術，但是在引入國外技術的基礎上，中國的工程技術人員對發展這些先進技術做出了貢獻。李國豪院士指出，在金茂大廈建造過程中遇到了型材壁厚和設計風荷載兩個問題都是由中國工程技術人員試驗、論證解決的。

　　由于中國每年建造近千萬ｍ２幕墻，而且預計到２００５年幕墻會發展至１１５０萬ｍ２／年左右，如此巨大的市場使人們看出了中國發展幕墻技術的學術價值和市場價值。同時也因存在巨大的市場，從政府、學校到企業都籌集資金投入幕墻技術的開發和研究，并在開發研究中取得了豐碩的成果，在某些領域對世界幕墻技術發展作出了新貢獻。我從以下幾個方面來介紹中國對世界幕墻技術發展的新貢獻。

　　一、在世界上首創了建筑幕墻抗震性能振動臺試驗，通過抗震試驗證明了脆性材料�煵Ａ�、花崗石�犠�面板的幕墻，只要構造設計得當，也會具有良好的抗震性能。

　　二十世紀八十年代建筑幕墻在我國開始應用，到了九十年代呈迅猛發展之勢，尤其是隱框玻璃幕墻發展更快，１９９２年全國使用量已達到１２０萬ｍ２。而且這種幕墻大部分用在大城市主干道兩側的高層建筑��超高層建筑�犐�，這些道路人流密布，一旦有玻璃掉落，往往會造成群死群傷的嚴重后果。國外有個城市預測在玻璃幕墻集中地區的道路上，大地震時幕墻玻璃大量掉落，會在地面上堆成２ｍ高的玻璃碎片，使消防車等救護車輛無法正常執行任務。對玻璃幕墻在地震中的可靠性成了人們普遍關注的焦點，世界上還沒有大量使用隱框玻璃幕墻的城市發生強烈地震的紀錄，要掌握隱框玻璃幕墻在地震中的可靠性，唯一辦法是通過振動臺模擬試驗來檢驗隱框玻璃幕墻的抗震性能。１９９２年上海市科委對隱框玻璃幕墻立項進行研制開發�熎渲泻�抗震性能振動臺試驗��。同濟大學顏德恒教授、施衛星主任和他們的研究生馬錦明、馬彩霞接受了這個任務，進行建筑幕墻抗震性能振動臺試驗的研究開發。經過同濟大學計算機網絡全球檢索和調查，未查到有關玻璃幕墻振動臺模擬試驗的紀錄，也沒有找到建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法的任何標準。在此前世界各國對建筑幕墻用擬靜力試驗來檢驗其平面內變形性能，但這種試驗是在完全靜止條件下，用有規則層間變位來檢驗幕墻平面內變形的。要進行隱框玻璃幕墻抗震性能振動臺試驗只有自己動手摸索制定試驗方法。要制定試驗方法，首先要搞清玻璃幕墻在地震中的破壞機理，我們通過各種渠道找到了墨西哥地震、舊金山地震、洛杉磯地震震害照片和錄象帶等地震紀錄資料，經分析初步認識到建筑幕墻這種圍護構件在地震中除了作用在幕墻上的地震動態作用會使其破壞外，幕墻依附的主體結構的層間變位，如果超過幕墻平面內變形容忍率也會將幕墻擠壓破壞，日本坂神地震、臺灣南投地震、阿爾及利亞地震的錄象資料與上述預期破壞情況相吻合。按照這一原理，我們設計了安裝框架用以安裝玻璃幕墻，同時安裝框架要模擬主體結構的層間變位來觀察主體結構層間變位對玻璃幕墻的影響。１９９３年８月完成試驗工作，世界上第一次隱框玻璃幕墻抗震性能振動臺試驗順利完成。試驗結果證明隱框玻璃幕墻具有優良的抗震性能，解除了人們對隱框玻璃幕墻的種種疑慮，使隱框玻璃幕墻步入快速發展的大道，以年均增長３５％的速度發展，到１９９７年，年使用量已達５００萬ｍ２。在此期間同濟大學又進行了多次玻璃幕墻抗震性能振動臺試驗，中國水利水電科學研究院、中國建筑科學研究院，華南城建學院也先后多次進行了石材幕墻、玻璃幕墻抗震性能振動臺試驗，積累了豐富的經驗，也迫切需要就幕墻抗震性能的檢測和評定方法制定科學、統一的標準。建設部�煟保梗梗筏牐福碧栁募�規定，由中國建筑金屬結構協會和同濟大學主持起草《建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法》ＧＢ／Ｔ１８５７５－２００１，于２００１年１２月１７日發布，２００２年５月１日實施。它是迄今為止世界上第一個也是唯一的建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法的標準。

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