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1、淺析中國超高層建筑發展態勢與玻璃幕墻技術瓶頸淺析中國超高層建筑發展態勢與玻璃幕墻技術瓶頸 2016 目錄中中 國國 超超 高高 層層 建建 筑筑 的的 發發 展展 態態 勢勢玻玻 璃璃 幕幕 墻墻 是是 超超 高高 建建 筑筑 唯唯 一一 選選 擇擇玻 璃 幕 墻 的 發 展 技 術 瓶 頸中中 國國 超超 高高 層層 建建 筑筑 的的 發發 展展 態態 勢勢 什么是超高層建筑？即超高層建筑起點高度界定。有三個版本：安波利斯標準委員會（Emporis StandardsCommittee）認定：摩天大樓（Skyscraper）至少100m（330英尺）；中國國家標準民用建筑設計通則GB50352、2-2005，將建筑高度在100m以上的民用建筑稱為超高層建筑；世界高樓聯盟（World Federation of Great Towers）認為：摩天大樓（Supertall）起點高度為152m（500英尺）；高層建筑暨都市集居委員會（CTBUH）認為：300m（984英尺）以上的為摩天大樓（Supertall）。在全球范圍內，超高層建筑的發源地為美國芝加哥和紐約。分別為1885年竣工的美國芝加哥房屋保險大樓12層55m；1958年建成的紐約西格蘭姆大樓38層，157m，是世界上第一棟采用玻璃幕墻的大廈。而蓬勃發展是在美國的紐約，上世紀的30年代，如：1930年竣工的紐約川普大樓283m;3、1930年竣工的紐約克萊斯勒大樓319m；1931年竣工的紐約帝國大廈381m；超 高 層 建 筑 在 中 國 的 發 展 態 勢 截止截止20142014年年3 3月，統計資料顯示：月，統計資料顯示：1、150m以上超高層建筑為 超1000棟 2、200m以上超高層建筑為 733棟 3、400m以上超高層建筑為 71棟 4、600m以上超高層建筑為 17棟玻 璃 幕 墻 是 超 高 層 建 筑 的 唯 一 選 擇1 1、和歷史相比（以、和歷史相比（以200200米以上超高層為研究藍本）米以上超高層為研究藍本）2011年3月20日 200米以上的超高層建筑是427棟 2012年3月20日 204、0米以上的超高層建筑是547棟 2013年3月20日 200米以上的超高層建筑是604棟 2014年3月20日 200米以上的超高層建筑是733棟2 2、和世界環比（以、和世界環比（以400400米以上超高層為研究藍本）米以上超高層為研究藍本）中 國 400米以上的超高層建筑是71棟 美 國 400米以上的超高層建筑是 3棟 其他國家 400米以上的超高層建筑是33棟 中國是美國的24倍 是其他國家的2.5倍3 3、展望未來、展望未來 這個數量比還在進一步擴展這個數量比還在進一步擴展 中國將是世界超高層建筑的集中駐地 集中度將達到80%85%90%換言之十有八九在中國玻 璃 幕 墻 是 超 高5、 層 建 筑 的 唯 一 選 擇4 4、區域優勢分析（、區域優勢分析（400400米以上超高層為研究藍本）米以上超高層為研究藍本）長三角 共23棟 珠三角 共18棟 環渤海 共9棟 武漢、重慶、成都 共12棟 港澳臺 共3棟 其余分布在二、三線城市并向鎮、鄉、村發展 5、經濟投資總量分析5、經濟投資總量分析600 米以上超高層建筑，投資總量約在 120130 億人民幣/每棟；400 米以上超高層建筑，投資總量約在 7080 億人民幣/每棟；200 米以上超高層建筑投資總量約在 2030 億人民幣/每棟。經過加權計算，200 米以上超高層建筑 1000 棟 規模的投資總量約在 3萬億人民幣以上。6、600 米以上超高層建筑，投資總量約在 120130 億人民幣/每棟；400 米以上超高層建筑，投資總量約在 7080 億人民幣/每棟；200 米以上超高層建筑投資總量約在 2030 億人民幣/每棟。經過加權計算，200 米以上超高層建筑 1000 棟 規模的投資總量約在 3萬億人民幣以上。再進行細化成本分析：再進行細化成本分析：玻璃幕墻造價約占總成本的 68%左右，則幕墻總量就是18002400 億人民幣；玻璃 造價約占玻璃幕墻的 3035%，則玻璃總量就是560760 億人民幣；各種膠和膠條的造價約占玻璃幕墻的 45%左右，則總量為90120 億人民幣；對 1000 棟以上 200 米以上7、超高層建筑經濟總量的分析，可以非常清晰地看到超高層建筑是一個巨大的產業鏈，其在整個國民經濟中的份量，以及對幕墻行業帶來的巨大利好。6 6、技術優勢分析、技術優勢分析 毫無疑問超高層建筑是一切先進建筑科學技術的高度結晶，也是建筑機械制造業水平的創新性發展，更是超高層建筑使用管理水平極大提高。經核實，400 米以上超高層建筑 71 棟，只有一棟是國人設計，武漢中心（440 米），上海華東建筑設計研究院設計。其余的 70 棟全部由境外建筑設計事務所設計，國內建筑設計院配合設計。這說明 400 米以上超高層建筑的技術設計的核心技術不在國人手里；中國高層建筑的建筑設計、結構設計、機電設計、管理設計、材料8、配制設計等方面尚處于配合設計的角色。我們完全有理由相信，中國的建筑師、結構師和機械師一定會在最短的時間段，在超高層建筑的各專業設計方面，后來居上，完成超越，而處于全球的領先地位。7 7、中國建造超高層建筑之必然、中國建造超高層建筑之必然1 1）城鎮化道路）城鎮化道路 從改革開放，中國正經歷著人類歷史上最大規模，最深刻的城鎮化進程。經過三十年的艱辛努力，中國城鎮化率已超過50%，但和發達國家的80%城鎮化率相比，還有30%的城鎮化率的提升空間。我國城鎮化率的提升，對拉動內需作用明顯：城鎮化率每提升1%，則可拉動內需10萬億人民幣，如需從50%提到80%，則拉動內需可達300萬億人民幣。因此新一代9、黨和國家領導班子把2020年前建成小康社會，實現GDP和人均收入雙翻番，實現中國夢，其最重要的抓手是城鎮化。通過城鎮化，釋放改革紅利，達到國強民富。經濟界權威專家的嚴謹計算和分析，城鎮化不僅拉動內需，也將引發投資需求，未來10年，將有40萬億元人民幣投資在城鎮化率的提升上。本文前面提到的200米以上1000棟超高層建筑的投資總量達3萬億元人民幣是有根據的，靠譜的。2013年12月，中央召開中國歷史上第一次全國城鎮化會議，會議提出了：以人為本的新型城鎮化概念；在2030年之前在全國31個省建成32個城市群（長三角、珠三角、京津冀、環勃海的所謂兩橫三縱的城市群）；本文提到的1000棟200米以上的10、超高層建筑全部在這32個城市群之中；2 2）陸家嘴的出租率）陸家嘴的出租率 上海浦東陸家嘴CBD是全世界超高層建筑最集中之地，該區域超高層建筑的出租率和出售率高達90%，個別樓盤高達98%，這表明上海陸家嘴CBD已租不到合適的高品質的房子。國際地產咨詢公司戴德梁行確認：北京中央商務區的高檔寫字樓的租金將超過上海。3 3）永久的稀缺資源永久的稀缺資源 隨著我國城鎮化率的提升，土地將成為永久的稀缺資源，超高層建筑的容積率高，節地是其最大的強項和貢獻，住建部發布的建科201226號文綠色超高層建筑評價技術細則把超高層建筑的“節地”作“四節”的首位。8、勞倫斯魔咒 1 1）解題：）解題：“勞倫斯魔咒勞11、倫斯魔咒”是否存在是否存在?安德魯勞倫斯（AndrewLawrence）德國的“德意志銀行”證券分析師（駐香港）。是世界上第一位把摩天大樓的建造納入經濟學研究范疇的經濟學家。他在1999年提出：“最高摩天大樓立項之時，是經濟過熱時期；摩天大樓建成之日，即是經濟衰退之時。安德魯勞倫斯先生把這種契合現象稱為摩天大樓指數，世人稱之“勞倫斯魔咒”或“魔天大樓魔咒”。2 2）質疑：）質疑：“勞倫斯魔咒勞倫斯魔咒”是否存在是否存在?我仔細閱讀和研究了勞倫斯先生提供所有案例：從1873年至2010年共137年之中誕生的10座當時世界的第一超高層建筑；也認真學習了在這期間爆發的十次經濟危機和衰退的成因。我負責12、任認為：除了時間點的勉強契合或機緣巧合外，沒有確鑿事實證據，沒有嚴格的理論計算驗證，沒有嚴密邏輯關系的推斷，是“三無指數”，沒有定性定量的分析，有的是強牽附會，本末顛倒，因果倒置，是一種談資類的演義。我以最近三次經濟危機的成因為例來說明：97亞洲金融危機，是因為吉隆坡雙子塔在 97年落成；2000年美國經濟衰退，是因為臺北101大 廈在99年竣工；2009年美國金融危機是因為2010年迪拜塔的交付使用。3）貢獻貢獻 對于對于“勞倫斯魔咒勞倫斯魔咒”的討論，值得強調一提的是的討論，值得強調一提的是:在上世紀三十年代，美國經濟大蕭條、股市大崩潰之時，在上世紀三十年代，美國經濟大蕭條、股市大崩潰之時13、，也是世界上最嚴重的一次經濟危機，恰恰是由于逆勢建造也是世界上最嚴重的一次經濟危機，恰恰是由于逆勢建造一大批摩天大樓拉動一大批摩天大樓拉動“內需內需”。這再一次證明，摩天大樓的建造，對一個地區經濟乃至這再一次證明，摩天大樓的建造，對一個地區經濟乃至世界經濟的提升是明顯的，是正面的，是正能量，正資產。世界經濟的提升是明顯的，是正面的，是正能量，正資產。所以應把所以應把“摩天大樓魔咒摩天大樓魔咒”改為改為“摩天大樓貢獻指數摩天大樓貢獻指數”。4）學術研究 以下這段文字摘自同濟大學復雜工程管理研究院主編的中國摩天大樓建設與發展研究報告：“嚴謹的學術研究結果并沒有支持勞倫斯指數的結論”。2011年，美14、國羅格斯大學（Rutgers University）研究人員對勞倫斯魔咒進行學術驗證。研究從兩方面展開：一是世界最高建筑規劃和竣工時間與美國經濟發展的頂峰和低谷之間的定量關系，結果并沒有發現魔天大樓高度紀錄的打破時間與經濟周期之間存在關聯；二是利用時間序列統計回歸方法，以美國、加拿大、中國和中國香港為對象，研究每年完成的最高建筑與人均國民生產總值（GDP）之間的因果關系，發現兩個序列是協整（Co-integrated）的，它的最終走向重合，也就是說這些國家每年完成的最高建筑的投資總資沒有脫離潛在的國家收入。最后研究者發現魔天大樓的高度并不能預測GDP的變化，但GDP卻可以預測高度的變化。因此，15、該研究認為：“魔天大樓的極端高度是由經濟增長推動的，但魔天大樓的高度并不能作為經濟衰退的征兆，建一棟世界上最高的高樓不能直接導致經濟危機。”9 9、超高層建筑的發展問題、超高層建筑的發展問題 1 1）問題的存在）問題的存在 環境問題城市天際輪廓線環境容認度安全問題“煙簾效應”，消防安全地基下沉基礎承載力清洗及維護維修問題節能問題每年每平方建筑面積的耗電量綠色問題降耗減排及舒適度問題風環境穿堂風，鞭捎效應干擾效應，風振系數等小氣侯問題熱島效應光環境問題有害光反射問題，所謂的“光污染”問題玻 璃 幕 墻 是 超 高 層 建 筑 的 唯 一 選 擇2 2）解決的思路）解決的思路 超高層建筑發展中出現16、的問題，只能在發展超高層建筑的事業中用科技創新的方法來解決問題。比如：用專用直升機（或無人直升機）解決超高層建筑的消防問題；用電動（或太陽能）擦窗機器蜘蛛人來解決超高層建筑的清洗問題（美國、德國及上海交大都有研發）；用垂直綠化來解決垂直城市（超高層建筑）的綠化和綠色問題（現在意大利已有成功的工程實例）。通過高科技的規劃設計、建筑形態和構造設計、材料配置設計來解決風環境及光環境的問題；可把“害”變為“利”，把“廢”變為“寶”。例如風力發電,光優光熱建筑一體化等等。玻 璃 幕 墻 是 超 高 層 建 筑 的 唯 一 選 擇我們來瀏覽一下全世界我們來瀏覽一下全世界400400米米以上超高層建筑的典型17、案例以上超高層建筑的典型案例 蘇州中南中心蘇州中南中心 723 723米米南南 玻璃幕墻玻璃幕墻結論超高層建筑，特別是超高層建筑，特別是400400米以米以上超限高層建筑的外圍護結上超限高層建筑的外圍護結構均系用玻璃幕墻，無一例構均系用玻璃幕墻，無一例外。外。由于玻璃幕墻的質輕，是外圍護結構之中由于玻璃幕墻的質輕，是外圍護結構之中 僅占超高層建筑總重量僅占超高層建筑總重量 1/160 1/1601/1001/100 所以，超高層建筑必須采用玻璃幕墻所以，超高層建筑必須采用玻璃幕墻 是玻璃幕墻成就了超高層建筑是玻璃幕墻成就了超高層建筑 玻璃幕墻對于超高層建筑來講，具有不可玻璃幕墻對于超高層建筑來18、講，具有不可替代性、不可或缺性替代性、不可或缺性玻 璃 幕 墻 發 展 中 的 技 術 瓶 頸 技術瓶頸（熱門話題）之一：技術瓶頸（熱門話題）之一：玻璃幕墻不節能玻璃幕墻不節能 我們國家建筑能耗占國民經濟總能耗的35%，并隨著生活水準的提高，所占比重還在增加。在所有建筑能耗中，外圍護結構能耗占到40%，即冬天的保暖，夏天的制冷，對建筑能耗的增加都有“貢獻”。由于玻璃幕墻量輕、皮薄，熱容量小，傳熱系數高，確實不節能。超高層建筑總能耗的50左右由玻璃幕墻來“買單”建筑節能專家告訴我們：建筑被動節能的效率遠高于主動節能；建筑被動節能的成本遠低于主動節能；提高玻璃幕墻面板的節能配置是最有效最低成本之途19、徑。玻璃幕墻的節能性能可達更好幕墻玻璃單玻 5.8-6.0w/k中空玻璃 2.5-2.7w/k雙銀Low-E、充氬氣、暖邊技術的中空玻璃 1.5-1.7w/k三銀Low-E 1.3-1.4w/k雙中空(三玻兩腔)1.2-1.3w/k真空玻璃 1.1-1.2w/k 配置U值Sc一年耗電量 （10000m2玻璃窗）總耗電量（度）一年耗電量金額（元）冬季耗電夏季耗電6mm clear5.730.952075693 7173833 92495259604612 6+12A+62.820.831021545 5928255 69498007230053 6UC1+12A+6UC1.660.686013320、5 4755915 53572505577936 6UC2+12A+6UC1.610.48583223 3425153 40083754170163 6UC3+12A+6UC1.570.32568733 2360543 29292753043945 6UC+1.52+6UC1+12A+6UC+1.52PVB+6UC1.630.62590468 4354358 49448255147636 6UC+1.52+6UC2+12A+6UC+1.52PVB+6UC1.580.46572355 3288195 38605504016105 6UC+1.52+6UC3+12A+6UC+1.52PVB+6UC21、1.540.31557865 2289735 28476002958948 6UC+1.52PVB+8UC5.440.911970640 6864210 88348509174317 注：注：1:1:單銀高透；單銀高透；2 2：雙銀高透；：雙銀高透；3 3：三銀高透：三銀高透 當前一些超高層的大堂的玻璃節能最為不當前一些超高層的大堂的玻璃節能最為不利，由于材料的限制，只用單片和夾膠玻璃，利，由于材料的限制，只用單片和夾膠玻璃，節能效果非常差。節能效果非常差。國內有一家企業生產了超大板離線可鋼國內有一家企業生產了超大板離線可鋼LOW-ELOW-E，包括單銀、雙銀和三銀的產品，使得超，包括單銀、雙22、銀和三銀的產品，使得超高層大堂采用節能的超白中空三銀高層大堂采用節能的超白中空三銀lOW-ElOW-E成為可成為可能。能。超白超大尺寸可熱處理離線low-E給設計師最大的發揮空間節能節能舒適舒適和諧和諧金晶超白超大尺寸可熱處理離線low-E提高舒適性舒適舒適和諧和諧有良好采光，滿足人的舒適有良好采光，滿足人的舒適感感與周圍環境有很好的融合性與周圍環境有很好的融合性更高可見光透過率更高可見光透過率單銀可達單銀可達83%三銀可達三銀可達71%更中性的顏色更中性的顏色更平整的外觀更平整的外觀更好的隔音性更好的隔音性（可夾膠可中空）（可夾膠可中空）超白超大尺寸可熱處理離線low-E超白三銀產品提供更好23、的節能效果節能節能1.最好的光熱比：LSG（透射率/陽光獲得因子）=2.37-同樣配置比單銀產品性能提升70%以上-同樣配置比雙銀產品性能提升35%以上-同樣配置比其它三銀產品性能提升10%以上意味著同樣低的遮陽效果下，有更高可見光透過率！在同樣的高透過率下，有更低的遮陽效果！更舒適！更節能！更舒適！更節能！超白超大尺寸可熱處理離線low-E超白三銀產品提供更好的節能效果節能節能2.最佳的Sc/U值和透射比(Tvis)平衡：高可見光透過率（71%），低遮陽（0.34）和低U值（如果充100%氬氣，U值可達到夏季1.1；冬季1.2）適合中國大部分地區氣候特點，在高可見光透過率的情況下達到最佳的節24、能效果。3.更佳的室內舒適性：玻璃內表面溫度與室溫接近，人體更舒適。技術瓶頸（熱門話題）之二：技術瓶頸（熱門話題）之二：鋼化玻璃的自爆 成因：硫化鎳相位從相相變化，膨脹帶來了玻璃的 自爆，因此硫化鎳是自爆的元兇。影響：鋼化玻璃的自爆社會負面影響巨大。目前還沒有科學的辦法預告哪塊鋼化玻璃 何時何處會自爆。鋼化玻璃的自爆社會影響巨大上海人民政府下達上海人民政府下達7777、7878號市長令號市長令2011.5.188.52011.5.188.5上海下了十幾場上海下了十幾場“玻璃雨玻璃雨”一個目的、兩個禁止、三個限制、四個管理一個目的、兩個禁止、三個限制、四個管理超白玻璃應用于玻璃幕墻的時代機遇到了25、超白玻璃應用于玻璃幕墻的時代機遇到了 解決自爆的途徑：解決自爆的途徑：1.不采用鋼化玻璃，采用半鋼化熱增強或浮法玻璃 （但強度和熱強度低）2.采用熱浸處理的鋼化玻璃（但世界上沒有任何設備可檢驗經熱浸處理鋼化玻璃，而且熱浸處理加工周期長。）3.采用超白低鐵鋼化玻璃（2005年金晶第一片超白鋼化玻璃下線，尚未發生自爆的工程案例。）超白玻璃超白玻璃解決玻璃自爆世界性難題解決玻璃自爆世界性難題美觀效果的徹底改善美觀效果的徹底改善提升建筑內外舒適性提升建筑內外舒適性上上 海海 中中 心心 127127層層 632 632米米超白玻璃超白玻璃世博軸陽光谷世博軸陽光谷蘋果上海旗艦店蘋果上海旗艦店 金晶生產世26、界最厚的超白玻璃金晶生產世界最厚的超白玻璃25mm25mm22mm22mm金晶生產世界最大的超白玻璃金晶生產世界最大的超白玻璃18M節能“鐵”“鎳”共生、磁力選礦、去鐵鎳、成超白、無“自爆”“有害光反射”的弱化“光學影像畸變”的規避相對性價比最高 價格明顯低于夾膠玻璃非專業人士一目了然最清純 達到晶瑩剔透超白玻璃是玻璃幕墻面板最佳選擇價格“鬼影”“光污染”無自爆“無假”清純在相同節能鍍層配置下，超白玻璃更節能強度高，自重輕，相對比強度大自重輕 技術瓶頸（熱門話題）之三：技術瓶頸（熱門話題）之三：隱框玻璃幕墻隱框玻璃幕墻 挺拔、瑰麗、秀美受到建筑師青睞，汶川及玉樹地震中的隱框幕。杭州青春大街，“27、青春少女斷雙腿”2011.7.23 新修訂的國家行業標準JGJ102玻璃幕墻工程技術規范 （報批稿）4.5.2規定：a、外傾或倒掛玻璃幕不應采用；b、建筑高度大于100m時，不宜采用；c、采用除結構膠以外的防面板脫落構造措施。江蘇省住建廳蘇建函科【2012】386號“關于加強我省建筑幕墻 管理的通知”第二條，“嚴禁采用全隱框玻璃幕墻設計”。廣州國際金融中心104層、440.2米 隱框玻璃幕墻 南京金融城隱框玻璃幕墻 4.5 4.5 安全規定安全規定4.5.1建筑高度大于100m時，不宜采用隱框玻璃幕墻，否則應在面板和支承結構之間采取除硅酮結構膠以外的防面板脫落的構造措施。外傾或倒掛的玻璃幕墻不應采用隱框玻璃幕墻。解決隱框玻璃安全的途徑：解決隱框玻璃安全的途徑：1.明框結構，隱框效果a斜面技術/b階梯大小片技術/c中空玻璃層間的安全夾。2.用好膠國產一線品牌優質膠品質遠好與國外的水貨膠。3.膠要用對地方感謝聆聽！