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勇攀高峰凌云志奋楫笃行向未来──中国建筑幕墙技术创新与发展的40年

来源:2024论文集  作者:童颜  日期:2024-11-6
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   开启于40多年前的改革开放,强力推动了我国经济社会发展,极大提高了我国社会生产力,也促进了建筑幕墙这种高档建筑外装饰和围护结构的应用和推广。随着我国经济的持续高速增长,建筑幕墙行业得到了高速的发展,技术水平也在不断进步。

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  1.概述

  开启于40多年前的改革开放,强力推动了我国经济社会发展,极大提高了我国社会生产力,也促进了建筑幕墙这种高档建筑外装饰和围护结构的应用和推广。随着我国经济的持续高速增长,建筑幕墙行业得到了高速的发展,技术水平也在不断进步。

  从1984年我国具有代表意义的玻璃幕墙工程────北京长城饭店算起,中国幕墙行业已走过近40年,这40年是中国幕墙行业高速发展的40年,也是幕墙技术不断创新与发展的40年。

  预告:2024年11月8日,“四秩风华·再启新程丨武汉凌云建筑装饰工程有限公司成立40周年”庆典活动,将在武汉卓尔万豪大酒店隆重举办,中国幕墙网ALwindoor.com为您带来全程报道!敬请期待……

  武汉凌云公司作为行业的“常青树”,完整经历了中国建筑幕墙技术创新与发展的全过程,堪称行业历史的见证者。

  2.国家经济的发展是幕墙技术创新与发展的源动力

  近40年来,随着经济的快速发展和中国城市化进程的推进,建筑幕墙技术得到了广泛应用和发展。经济发展所创造的需求,是幕墙技术创新和发展的最好驱动力。

  上世纪80、90年代,改革开放的成果初步显现,国家经济形势全面好转,大量城乡新建住宅使用铝合金门窗,一些企业通过制作铝合金门完成初步技术积累之后,开始向更高端的建筑幕墙市场发展。随着电视的普及,电视信号的发送和转播的需求催生了电视塔这种特殊的高耸建筑,其机房设备功能区的外围护结构要求具有高气密性水密性变形适应能力,幕墙是能够完美满足要求的唯一选择。武汉凌云早期也做过铝合金门窗,1986年从武汉龟山电视塔开始,以铝板航空气密铆接技术进入高塔幕墙装修市场,相继承接了中央电视塔、东方明珠电视塔等19座高塔幕墙,被行业内誉为“中国塔王”。

  2001年12月,中国加入世界贸易组织,是中国深度参与经济全球化的里程碑事件,标志着中国改革开放进入历史新阶段,经济发展驶入快车道,为商品贸易服务的高档写字楼需求旺盛,带来了幕墙市场的繁荣兴旺。

  随着经济的发展,人民的文化、艺术、体育需求得到了更多重视,各大城市相继新建了很多大型的文艺、体育设施,如上海大剧院、东方艺术中心等。体育设施的新建在2008奥运会之前达到高潮。2010年上海世博会的召开,给上海留下了大量优秀的文化展览建筑。

  经济发展与人员物资的流动互相促进,相辅相成,人员出行日益便捷,经济指标屡创新高。40年来,为满足日益增长的出行需求,国家兴建、扩建了大量的机场、高铁站,这些新建的交通枢纽设施,大量采用幕墙这种现代感强烈的立面形式,在创造了人员舒适便捷出行环境的同时,充分展现了新时期的建设成就。

  在国家政策的倡导和支持下,国内幕墙企业经过一段时间的发展和积累之后,纷纷走出国(词条“门”由行业大百科提供),进入国际市场。从供应材料、来料加工、供应配件组件开始,到提供设计和施工服务,再到提供全过程、全方位服务,各大幕墙公司在北美、欧洲、中东、澳洲等市场上均有所斩获。

  3.不断完善的政策法规和标准规范体系保障了行业的健康发展

  政府主管部门始终高度重视幕墙行业的发展,在幕墙行业发展的早期就颁布了一系列文件,进行标准、资质、技术等方面的管理。1991年建设部发出通知(建标[1991]第413号),下达编制《玻璃幕墙工程技术规范》和《建筑幕墙》的任务。这两本规范于1996年发布,次年实施,自此我国的建筑幕墙行业标准体系从无到有,逐步完善,进入“有法可依”阶段。

  政府主管部门对安全、节能方面尤为重视,积极回应社会关注热点,组织行业专家调查研究,先后下发了《建筑安全玻璃管理规定》(发改运行[2003]2116号)、《民用建筑外保温(词条“外保温”由行业大百科提供)系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号)、《关于进一步明确民用建筑外保温材料(词条“保温材料”由行业大百科提供)消防监督管理有关要求的通知》(公消[2011]65号)、《关于进一步加强玻璃幕墙安全防护工作的通知》(建标[2015]38号)、《关于做好建筑高度大于250米民用建筑防火设计研究论证的通知》(建办科[2021]3号)等文件,促进了行业的技术进步,保障了行业的健康持续发展。

  国家、行业、地方和企业各个层级都制定了相应的标准。国家标准有《建筑幕墙》(GB/T 21086)等,行业标准有《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102)、《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133)、《人造板材幕墙工程技术规范》(JGJ336)、《采光顶金属屋面技术规程》(JGJ255)等,各地方也制定和发布了相应的地方标准。行业内的大型幕墙企业在设计、加工、安装等环节,一般都有更加严格的内控标准。幕墙性能(词条“幕墙性能”由行业大百科提供)检测、材料、产品等也都有相应的标准。这些标准有机地结合在一起,构成了建筑幕墙行业相对完备的标准化体系。根据技术的发展、社会反馈与需求,相关部门每年组织标准规范的更新与编制,对新材料、新工艺、新产品进行规范化管理。

  幕墙技术标(词条“技术标”由行业大百科提供)准是推动幕墙科技进步和幕墙行业发展的重要保障,是规范幕墙市场经济秩序的重要技术依据。标准的发布和修订对促进幕墙技术发展、保证幕墙的安全使用起了重要作用。

  武汉凌云作为行业内代表性企业,参与了所有重要规范和文件的制定,累计参编国家标准10项,行业标准和团体及地方标准40项。

  4.国产材料的发展和进步为幕墙行业的发展提供了坚实的基础

  建筑幕墙作为一种较为高级和新颖的外墙装饰形式,在我国一线城市出现之初,主要材料都依赖进口。最早的幕墙----长城饭店就是以单元板块的形式从国外进口的。

  建筑幕墙最经典、最有代表性的的类型---玻璃幕墙,其主材---玻璃和硅酮胶,在国内市场上的国产化过程,极具代表性。早期的工程大多选用进口玻璃,如法国圣戈班(Saint-Gobain)、英国皮尔金顿(Pilkington)等,进口硅酮胶,如美国GE和道康宁(Dow Corning)等。进口材料价格昂贵,选择余地小,交货周期长,极大地制约了国内幕墙的应用。直到国内上海耀皮、深圳南玻等玻璃厂家,郑州中原、广州白云、广州集泰等硅酮胶厂家,引进技术、自主创新并大规模扩产之后,建筑师选择玻璃幕墙的后顾之忧才得到根本性的解决,玻璃幕墙在高层建筑标志性建筑上得到了广泛的应用。

  幕墙玻璃种类繁多,从早期的热反射镀膜玻璃,到单银、双银、三银Low-E玻璃;从未经钢化的玻璃到钢化玻璃了;玻璃构造也经历了单层、中空、夹胶、夹胶中空、多腔组合的变化,还有真空玻璃;表面处理有彩釉、数码打印、激光蚀刻;与其它专业结合的特种玻璃(词条“特种玻璃”由行业大百科提供),如光伏发电、电致变色、LED显示等,这些种类的玻璃大多实现了国产化。超大规格、纯平无斑玻璃等产品制造技术处于世界领先水平。

  板、驳接件和窗五金件等,也大多经历了从进口到国产替代的过程。

  武汉凌云是幕墙材料国产化的坚定支持者,在所有国产主材的推广过程中,都有武汉凌云的身影。凌云在承接的境内外工程中大力推荐和采用国产材料,与众多国产材料的生产厂家建立了良好的关系,合作共赢,共同发展。

  幕墙材料的国产化,为保障工期和控制工程造价提供了基础。幕墙行业上下游全产业链的自主可控,为增加就业和税收,拉动国民经济做出了贡献。幕墙材料的国产化替代过程,与我国改革开放融入世界经济循环,从制造大国直至制造强国的发展路径是相辅相成的。

  5.设计和施工技术的创新和发展

  中国拥有全世界最大的幕墙市场,本世纪初即成为世界第一幕墙生产大国和使用大国,其后长期遥遥领先。庞大的工程量,丰富多样的气候特征,纷繁复杂的立面设计,给幕墙行业的从业者带来了巨大的机遇和挑战,也为从业者提供了充足的学习实践和研究总结的机会,同时也促进了设计和施工技术的创新和发展。

  40年来,设计手段有了长足的进步,大致分为三个阶段。第一阶段,原始的手工绘图、尺规作业,经过描图晒图等工序得到可用的蓝图,绘图过程费时费力,修改不易。第二阶段,从上世纪九十年代中期开始,一些大型公司的设计人员开始使用电脑,用二维设计软件代替纸笔进行设计。结构工程师使用结构分析软件,代替计算器进行结构分析。幕墙行业进入信息时代。电脑的普及和应用,极大的提高了工作效率和设计质量。第三阶段,从2007年开始,在异形双曲面建筑幕墙设计中,用三维软件代替二维软件,用数字化信息模型代替图形,BIM在幕墙工程的全流程应用逐渐铺开,幕墙行业进入数字时代。由于市场和项目难度差异,现阶段以上三种类型的设计手段实际上都有使用。2023年,基于大模型、可进行自然语言交互的人工智能(Chat-GPT)取得技术突破,行业内有不少有识之士也在进行相关的探索和尝试,用来提高工作质量和效率。

  武汉凌云在1995年就建立了CAD中心,甩掉图板搞设计,领行业风气之先;2007年又率先建立了BIM团队,开始探索三维数字化设计手段的使用,先后在中国航海博物馆、北京银河SOHO等工程中应用。在设计过程中总结提炼,形成智力资产,目前拥有自有知识产权229项,其中发明专利28项,实用新型专利198项,软件著作权3项。

  幕墙材料的加工技术和设备也在不断更新和进步。早期使用的通用机床被专用数控机床(词条“数控机床”由行业大百科提供)、可编程的加工中心、带数字化输入接口的智能机床代替;型材板材(词条“板材”由行业大百科提供)加工能力从简单切割钻铣、二维角度加工,进化到单向弯曲、双向弯曲、双向弯曲加扭转;单元板块的组装能力也从简单的二维框格板块,进化到三维立体框格、三维扭曲立体框格;加工产能的提高和能力的进步,为日益复杂的幕墙形式和构造的实现提供了坚强的后盾。

  施工技术的机械化、电气化水平日益提高。早期多使用简单工具手工,在现场将散件拼装成构件式幕墙,劳动强度大,成品质量难以控制。现在单元式、装配式的幕墙越来越多,现场安装的机械化程度越来越高,带电动吸盘的移动式安装车、履带式层间移动吊车、安装机械臂等设备机具使用越来越广泛。对于异形曲面建筑,激光3D扫描、无人机测绘建模等技术的应用已逐渐普及。

  武汉凌云在幕墙制造和安装上重金投入,1995年斥巨资从德国引进成套幕墙加工设备,1996年又从国外引进氟碳喷涂线,成为国内唯一一个拥有铝材、铝板氟碳喷涂线的幕墙公司。此后持续投入,长期保持了设备的先进性。

  武汉凌云凌云在安装机具设备上也多有研发和创新,航空工业的背景和早年高塔装修经历,使得凌云高度重视工程质量和安全,注重安装机具和工法的发明和应用,拥有“幕墙板块安装发射车”等数十项施工类的专利和“大幅外挑倾斜幕墙无脚手架室内施工工法”(中国馆)、“复杂异形檐口铝板幕墙安装施工工法”(银河SOHO)等国家级和省级工法。

  优良的产品质量,先进的安装机具,安全高效的工法,是高质量幕墙工程的有力保障,武汉凌云施工的幕墙工程,累计获得鲁班奖等国家级奖项86个,省优及其它奖项100余项。

  6.创新与发展的成果

  中国集合了目前世界上几乎所有的幕墙构造类型、材料类型。立面外形从平面、折面,到曲面、双曲面,构造形式从构件式到单元式、点驳接式、全玻璃幕墙、索网幕墙,面材从玻璃到铝板、石材、陶板不锈钢板GRC板、UHPC板等等,几乎无所不包。

  7.趋势展望

  1.国内幕墙市场的地域分布趋向均衡化

  随着我国的经济发展进入新常态,一线城市幕墙市场增长放缓,但新增项目中的“高”、“精”项目占比增加。新增建筑的幕墙设计将更加个性化,强调差异化、标志性,与环境的和谐统一,在幕墙立面造型、选材、性能、品质等方面的要求越来越高。二线及以下城市、区域中心城市、新兴特色城市的市场,将受益于国家“均衡发展”的政策导向继续增长。

  2.对幕墙的环保、节能要求越来越高

  在绿色、低碳的总体要求下,对幕墙的选材、设计、建造、使用、运维都将提出更严格的要求。在选材环节的材料可回收性、废弃物的再利用,设计环节的能耗指标设定(低能耗、近零能耗、选择性透光传热性能、储热、发电等)和构造设计,运维环节的智能控制等等,将受到更多关注。

  3.数字化技术应用更加深入

  以幕墙的数字化信息模型为基础,数字化技术在幕墙的全生命周期的应用将在全行业内普及。目前,BIM技术在幕墙设计和施工放线阶段使用较多,加工和施工管理阶段也有一些应用,运维阶段的应用正在探索中。不同阶段所用的软件平台各有特点,信息交换不畅,还有较大的提升空间。人工智能技术在本行业将大有可为,释放更多生产力。

  4.智能化、自动化技术与设备在加工和施工环节的应用更加广泛

  个性化的建筑设计,导致异形、双曲面的建筑幕墙的增加,单件、小批量的零部件数量增加,生产组织的难度加大,智能化、自动化的加工和组装设备的广泛应用,是突破生产瓶颈的有效途径。

  5.既有幕墙的升级改造将形成规模

  大量早期建设的幕墙,由于建设时标准低、用材差,已经不符合现行的安全和节能要求,有必要进行安全性和可靠性检查,并进行安全性和节能性的升级改造。

  8.结语

  遍布全国各地的各种造型、各种材质的幕墙,与环境交相辉映,见证着中国改革开放以来的繁荣和发展,幕墙技术不断创新与发展的40年,也凝聚着幕墙行业从业者的心血和汗水。

  武汉凌云公司作为中国幕墙发展史的亲历者和创造者,艰苦创业,直面困难和波折,有幸在这个伟大的时代发展和壮大,愿意继续与友商和业内同仁一起,直面新常态,砥砺奋进,把坚持高质量发展作为新时代的硬道理,推动高水平科技自立自强,推进建筑新型工业化,为建设幕墙制造强国、质量强国而奋斗。

作者:童颜

作者单位:武汉凌云建筑装饰工程有限公司

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  • 金钢玻璃技术上已进入国际一流水平,支持。
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  • 说到胶关键还是要看品质,价格,价格优惠,质量又不错,南玻是国内玻璃行业的老大哥吧,之江,中原,白云,都有用,但不是他主要用的,主要用的胶是广州耐奇的胶,四大工厂都在用,东莞达百分之六十,吴江达百分之四十。
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  • 幕墙材料结束小作坊生产模式,有利于幕墙整体质量提高,这是今后市场的强烈需求,华成投资定位较正确,浙江企业就有眼光!
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  • 我是做幕墙工程的,用过安泰的胶,质量很好,关键是售后服务特别好,很负责。
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  • 四川雅安芦山县发生7.0级地震
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  • (国家相关部门将对国家标准内的横向高温抗拉强度这项核心质量评比数据的要求从原来的45kpa提升到50kpa。对此金科利先行作出了对产品的严格要求。现在金科利牌隔热条的高温抗拉强度的生产标准要求在50kpa以上,高于国家现有标准的45kpa。)评论以上内容:横向高温抗拉强度的单位应该是MPa,如果是KPa就太低了,另外数值从45提高到50或者55还没有定论,看这次隔热条国标修订实际测试的数据分析才会确定。
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