一   前  言

　　笔者在2003年-2005年期间，有幸参与了中国中央电视台新台址玻璃幕墙的初步设计工作。本文主要介绍的是幕墙玻璃的设计过程和最后的应用。

　　首先对建筑立面及幕墙系统作简要的概述：

　　建筑结构的支撑系统表达了CCTV主楼大面积玻璃幕墙的凹凸韵律。菱形的窗洞形成了立面的分割。

　　中央电视台主楼的幕墙系统为钢支架系统支撑的单元式铝材、玻璃以及钢结构沟槽装配集成板块，是容隔热、防水和排水功能于一体的工厂预制单元玻璃幕墙体系。幕墙次级钢框架构件悬挂于斜交构架之上悬吊竖框顶部固定，底部放松。并受到楼板的横向约束，幕墙恒载不传向楼板的边缘。次级钢支架为连续的立面菱形体系。

　　整个CCTV单体的玻璃面积超过10万平方米，对于电视台这种密集型人员办公、密集型设备和密集型人流特点的多功能大厦，要求幕墙玻璃不但可提供卓越的日照和保温功能，而且还能保障极佳的自然照明和幕墙能见度，从而使用户拥有舒适的工作环境，同时也要满足建筑师外观设计的需要。从专业角度上讲，是要求一种在太阳总能量透过率、高的透光率、隔热玻璃、室内柔和的光线和室外建筑玻璃外观等要求之间的平衡选择。

　　二、可行性方案讨论

　　太阳光具有双重性：在不同季节或在同一季节的不同时间人们对阳光应用的要求不尽相同，有时甚至会完全相反。建筑在被动式利用太阳能方面，存在着两种方式：“温室效应”和“烟囱效应”。“温室效应”是指玻璃的“透过太阳光谱短波阻断太阳光谱长波”特性，给室内持续增热的现象，可以实现建筑的被动式采暖；而“烟囱效应”则指空气受热膨胀变轻向上部空间流动，原来空间由于空气的流失而产生局部负压，导致下部另外空间的空气流入补充，从而引起室内气流的运动，“烟囱效应”可以用来实现建筑的被动式降温。

　　目前，还没有哪一种单一品种的玻璃能够很好地同时协调这两种不同的效应，达到室内舒适的目的。将改变幕墙系统的思路转移到玻璃系统的结构设计上，使用复合系统用来改善玻璃的性能.不失为一种解决问题的思路。通过对世界上典型项目考察和研究，初步确定以下几种幕墙结构形式作为参考。

　　方案一                方案二              方案三              方案四 

　　方案一                                    
　　A 半钢化低铁玻璃 ；B PVB 夹层； C 中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑，定制穿孔不锈钢；D 中性LOW－E涂层 ；E 钢化透明玻璃  
                          
　　方案二
　　A半钢化低铁玻璃；B PVB 夹层；C 2mm穿孔磨光铝板网，15mm聚硫胶密封；D 透明半钢化玻璃；E中性LOW－E涂层；F中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑。

　　方案三                            
　　A 半钢化低铁玻璃 ；B 多层PVB 夹层；C 酸洗铝网夹在PVB夹层之中；D中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑 ；E中性LOW－E涂层；F钢化透明玻璃                                            
　　方案四                         
　　A半钢化低铁玻璃；B定制陶瓷涂层；C PVB 夹层；D中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑；E中性LOW－E涂层；F钢化透明玻璃

　　在方案1-3中,玻璃夹层内置一层具可伸展的金属网（作用如微细的百叶帘，遮阳装置）和隔热LOW—E镀膜（改善热交换率u-value），可直接采用透明玻璃而无需有色或反光玻璃，就可以在拥有有卓越的隔热保温性能的同时，控制日照量及阳光的入射角，达到室内光线柔和的目的，它的u-value可达1.5 w/㎡k，日照热量系数为0.16。以上数据标准已在建成的美国西雅图图书馆项目中实现，另外在嵌板中空层加入氩气，热交换率u-value更可提升至1.2 w/㎡k。内置具延展力的金属网可漫射直射日光，控制眩光，减少年中用百叶帘的机会。而无需长期进行维护，也无需昂贵的安装和运作成本。在方案4中，用印刷涂层（彩釉,印刷图案仿金属网）玻璃样式代替金属网。

　　在进一步的创作中，考虑到由于超高层（CCTV大楼高234米）、超高层高（最大达到5.5米）的存在，出于安全，在室内玻璃层也采用了双层夹胶玻璃，进一步优化结构，有了如下的比较方案：

　　方案A                               方案B

　　方案A                                    
　　A 半钢化低铁玻璃；B 多层PVB 夹层；C 酸洗铝网夹在PVB夹层之中；D中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑；E中性LOW－E涂层。
                             
　　方案B                                  
　　A半钢化低铁玻璃 ；B定制陶瓷涂层；C PVB 夹层；D中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑；E双银LOW－E涂层 。

　　视觉外观：方案A，在室内外光线控制衍射、金属质感、建筑表现力方面明显优于后者。但由于夹层铝网有一定的厚度，在铝网部分的玻璃完全不透明，在不同的角度察看室外存在盲区。

　　经济性：由于方案A出于首创，同时增加了新的金属材料，涉及到新的工艺；而方案B 为工艺成熟的彩釉玻璃，所以后者经济性要胜出一筹。

　　工艺性能：在方案A中，由于了PVB胶片夹铝网，使得PVB的厚度大大增加，从而增大了与空气接触的面积，这样潮湿的气体容易从边部侵蚀PVB膜，密封胶与PVB发生化学反应从而使其变黑。同时由于有铝网的存在，这种不同物质之间的反应会更加剧烈，从而使边部开胶、脱膜、变色的隐患加大。如果采用SGP膜夹铝网，即便可以消除边部开胶、脱膜、变色的隐患，但是由于SGP膜较硬，很难完全填充整个铝网间隙，在阳光的加热下，间隙中的气体膨胀形成气泡，影响美观。所以，无论用那一种膜填充，其工艺性都具有挑战性，并且目前世界上还没有建成实例。而方案B，由于取消了铝网，故消除了上述隐患，且随着PVB膜厚度的减少，工艺难度也相对低一些。

　　节能性能：在相同的要求下：SHGC＝0.16，U－Value=1.5w/㎡K, 可见光透过率 30％，通过参考《建筑玻璃的节能特性及其选择》中的玻璃节能计算原理和模型，在北京相同的气候条件下，得出采用双银LOW－E的玻璃方案B较玻璃方案A节省约7％的能耗。

　　三、现在玻璃方案的确定

　　考虑到上面讨论的综合因素，最终我们选择了方案B作为幕墙玻璃的选择方案。主要说明如下：

　　玻璃配置：

　　由外向内装配

　　· 透明钢化玻璃
　　· 夹层玻璃（PVB 或 SGP膜）

　　表面丝网印刷彩釉

　　表面镀Super Neutral 低辐射软镀层(以达到 SHGC 值)

　　· 带有内填干燥剂的黑色暖边隔片和聚氯合成橡胶密封剂的16mm 空气层
　　· 夹层玻璃（PVB 或 SGP膜）
　　· 透明钢化玻璃

　　玻璃节能性能参数指标：

　　太阳光热吸取系数(SHGC) ≤ 0.20，U-值(U) ≤ 1.7 W/m2。K

　　彩釉方案：

　　图案：圆点中心距3.5mm，园点中心连线成60°角，圆点的直径为2mm，整个玻璃面有30% 的覆盖率。

　　彩釉颜色：可选方案有金属银色、黑色或镜面。

　　到截稿为止，整个CCTV的幕墙已进入设计施工阶段，幕墙玻璃设计方案还需要一定的时间得以实现。其玻璃性能和外观的设计成败还有待项目建成后业主和公众的最后评判。

　　随着国家《公共建筑节能设计标准》的出台，对建筑节能的要求已进入实施阶段，愿本文给建筑师和幕墙设计师在建筑玻璃的节能使用方面提供有益的思路。

　　参考文献：

　　1． 表皮－幕墙－气候过滤器         李保峰 张卫宁
　　2． 建筑玻璃的节能特性及其选择     许武毅
　　3.  部分相关技术资料来自于荷兰大都会建筑事务所OMA