建筑结构丨机场航站楼采用面板两边固定的玻璃幕墙，有何玄机？

偶然，北京的两个机场航站楼——首都国际机场T3航站楼、大兴机场航站楼的玻璃幕墙看似毫无任何关系，但却暗藏着相同的逻辑特点——玻璃面板均为两边固定形式，差异只是在于一个是水平向上下两边固定，一个是竖向左两边固定。

?褚智勇

?褚智勇

?褚智勇

北京首都机场T3航站楼（2008）

建筑师：福斯特事务所 北京市建筑设计研究院

大跨度的水平向横梁依托于桁架柱（中距13.9m）上，同时在玻璃接缝处设置了钢拉索（隐藏于玻璃胶条中，中距约3.5m）共同承受重力，客观上减小了水平横梁（跨度约10.5 m）的截面尺寸。

玻璃面板采用12T 1.9PVB 12TLOW-E 16A 15T中空玻璃，尺寸约3500mm×2300mm，上下两边固定，左右两边胶条对接。水平横梁外挑出玻璃面450mm，起到装饰及遮阳的作用。

由于桁架之间无幕墙立柱，整体视线更为通透，形式更为简洁。

?褚智勇

?褚智勇

北京大兴国际机场航站楼外幕墙（2019）

建筑师：北京市建筑设计研究院、ADPI、扎哈建筑事务等

航站楼外幕墙采用竖向框架支承（左右两边）的面板固定形式，由于水平向无型材，幕墙竖向连续感更强，也更为通透。玻璃重力主要有暗藏在水平胶缝里的L型角码支撑。竖向大尺寸型材也起到适当的遮阳效果。内部的水平及竖向钢结构作为支承幕墙的主体结构，柱距9米，梁间距6米，玻璃采用12T（超白双银Low-E）＋18A＋12T（超白）、12T（超白双银Low-E）＋12A＋8T（超白）＋1.52SGP＋8T（超白）中空玻璃，主要分格为2250（宽）×3000mm（高）。

四边固定面板的常规框架式幕墙

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无论是明框形式还是隐框形式，常规的框架式玻璃幕墙的玻璃面板均为四周固定。隐框形式以胶粘结于边框上再固定到框架上；明框形式外侧直接以压板及扣盖固定。这种四边固定的玻璃面板幕墙最明显的特征是内部横竖可见的幕墙框架。

?褚智勇

全隐框玻璃幕墙的室外效果

?褚智勇

全隐框玻璃幕墙的室内效果，横竖框架将图像切割为多个小块。

?巩祎临

?巩祎临

明框玻璃幕墙内外可见的内框架、外压板及扣盖，玻璃呈小块分格状。

为什么要用两边固定面板的框架式幕墙？

两边支承固定面板的形式，在水平风荷载的作用下，受力如同结构楼板里的单向板。根据结构受力的原理，玻璃面板上下两边固定更容易解决玻璃的自重。竖向两边固定的， 必须仔细考虑构造如何支承玻璃面板的重力，是依靠结构胶？还是在胶缝里另做水平支撑点？

如同单向板，两边固定的玻璃面板一般固定玻璃面板的长边。

两边固定面板的框架式玻璃幕墙只有单方向框架（横梁或竖挺），横梁（竖挺）直接固定于主体结构梁柱或与幕墙脱开一定距离的幕墙专用立柱（横梁）上。玻璃面板固定边采用明框或隐框胶粘结的模式固定于金属横梁或竖挺上，玻璃面板的另外两边相交接处直接采用玻璃胶或橡胶条密封，当不要求幕墙墙体密闭时，甚至留为空缝。

水平上下两边固定面板的幕墙原理示意图

竖向左右两边固定面板的幕墙原理示意图

这种模式的玻璃幕墙由于减少了一个方向的金属型材，较常规框架式幕墙显得更为透明新颖，水平向（或竖向）线条感更为明显，它更为适宜于透明度高、视线要求更通透的高大空间。

?褚智勇

?王晓川

德国柏林CDU总部办公楼（2000）

建筑师：Petzinka Pink建筑师事务所

上下两边固定式玻璃幕墙更为通透，结构支撑柱（2块玻璃宽度）与幕墙脱开一段距离。为减小横梁截面尺寸，对应每块面板接缝设置悬挂拉索（杆）。由于拉索（杆）截面小，对视觉通透性几乎没有影响。

?王晓川

?王晓川

德国柏林新克兰茨勒之角（2000）玻璃幕墙正面及背面  

建筑师：海墨特·扬

玻璃面板仅通过竖挺（金属 玻璃肋）左右两边固定（应为胶粘结固定式），支撑竖挺的水平横梁与幕墙脱开一段距离。由于幕墙无需密封，水平缝直接留空。

 ?褚智勇

?巩祎临

?巩祎临

?巩祎临

北京天文馆新馆（2005）水平上下两边固定的玻璃幕墙

建筑师：中国航天建筑设计院研究院 王弄极建筑师事务所

玻璃采用8T 12A 8TLow-e中空玻璃，玻璃基本分割尺寸3000mmXl000mm。

玻璃面板横向由T型钢龙骨支托，竖向无型材直接密封胶缝。幕墙竖向支撑柱每玻璃单元（3000）一个，间距较密，离玻璃面板距离较近，从外侧看视觉效果较常规的横明竖隐构造通透连贯一些，但室内效果基本类似，不够通透。

为了提升幕墙透视度，减少幕墙结构柱的数量（加大横梁跨度）、减小水平横梁（竖挺）断面尺寸是合理的途径。为了控制大跨度横梁的挠度，许多设计中采用横梁中间附加适当数量悬挂拉索（杆）的结构处理手法；减小竖挺截面的办法不外乎是增加玻璃肋。 

两边固定与横明竖隐、横隐竖明框架式幕墙的区别

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水平向两边固定面板的玻璃幕墙从外在形式上很容易与横明竖隐式框架幕墙相混淆；竖向两边固定面板的玻璃幕墙从外在形式上又很容易与横隐竖明式框架幕墙相混淆。实际辨别很简单，从幕墙内侧看有无竖向、横向幕墙框架即可。 二者之间最大的差异在于幕墙的通透性，特别是从室内看。

?褚智勇

横隐竖明式框架幕墙从外观形式上看很像左右两边固定面板的玻璃幕墙。

?王晓川

横向局部明框、竖向隐框的玻璃幕墙，透过玻璃可以看到面板后的竖挺。

?褚智勇

横 明竖 隐式框架幕墙从外观形式上看很像水平上下两边固定面板的玻璃幕墙，但面板后竖向的框架显示出其本质。

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为什么会产生这样的两边固定面板的玻璃幕墙形式？无疑，控制整体效果的建筑师起了主要作用，幕墙深化设计、实现应该是第二步、第三步的事情。所以，作为建筑师只有了解了更多的各种材料、构造的基本原理才能在其它专业工程师的配合下实现更好的作品。