1、上海科技城幕墙项目概况
　　上海科技城位于开辟中的浦东世编大年夜道东端，浦东新区当局中间广场的南侧，项目占地面积68700m2，总建筑面积约90000m2。主体建筑呈螺旋向上的态势。建筑中间是一座椭球体的玻璃建筑，椭球体长轴为66.8m，短轴为51m。地面以上球高34.3m，下沉地下7.25m。全部建筑气焰雄伟，含义深远，意味着科学手艺孕育了人类社会从初级向高级社会慢慢成长的过程。椭球体的主体布局为单层铝钛合金薄壳布局。布局材料全数选用6061-T6铝钛合金，主梁是“工”字形铝型材，其布局轻盈，空透性好。铝型材概况阳极氧化，解决了防腐锈标题问题。球体布局的外笼盖层为低发射（Low-E）中空夹胶玻璃和铝合金装潢板构成的明框幕墙，外不雅视感天然，反射率低，无较着的眩目光，充分表现建筑设计大年夜师空间的意图。球体玻璃幕墙共有2351块不等边三角形的玻璃板块构成。玻璃板块占全部球体概况积的90%以上。这类组合布局在国内尽无独一，在国际上也属罕有，在手艺上已达到国际领先程度。（见图1）

图1

　  2、别致的椭球体薄壳布局
　　对椭球体空间布局设计，人们起首想到国内相当普及和成熟的大年夜跨度双层网架或双层网壳布局系统。这类布局系统因为体积复杂年夜，自重大年夜，防锈保护费用高，空透性差。经计较其空透率达不到40%，明显不克不及知足科技城的高科技设计理念，也不克不及知足椭球体建筑的节妙手艺要求。本工程采取高科技含量大年夜的单层铝钛合金薄壳布局系统。
　　这类薄壳布局系统选用250mm至300mm高的6061-T6铝钛合金工字形梁，梁与梁连接经由过程圆盘连接板用高强度不锈钢锁紧螺栓作固接，构成一个个三角，拼成椭球体薄壳布局。其外笼盖400吨Low-E中空夹胶玻璃层（见图2）。设计软件对52种晦气工况荷载感化计较，离椭球体原点的最大年夜尽对位移不超越75mm，相邻节点之间垂直于球体概况最大年夜的位移不超越25mm。与实际变形测量基底蕴符。按比例测算，椭球体薄壳布局层比同体积的鸡蛋壳还要薄。使得布局轻盈，空透性好，艺术不雅赏性强。具有较着的社会效益和经济效益。

图2

　  3、球体节能玻璃幕墙的利用
　　因为椭球体的外概况90%为玻璃幕墙，其余为铝合金构件。若何考虑球体玻璃幕墙的节能标题问题是设计的一个关头，设计中我们起首从幕墙玻璃的节能阐发着手，同时尽可能隔断距离铝合金构件的传热路子。
　　1、玻璃品种的选用
　　按照建筑师的要求，大年夜球体在远处看的结果应是反射率低，削减眩目光；在近处看应有通体透明的感触感染。对跨世纪的重大年夜工程，我们考虑建筑师的设计意图，有连络节能环保型墙体方兴日盛的气候，经多方切磋和研究、对比，决定采取低反射（Low-E）中空夹胶玻璃作为大年夜球体的外墙装潢（见图3）。这类玻璃的最大年夜特点是将远红外热辐射发射出往，使其不克不及透过玻璃从而起到节能隔热的感化，是世界上公认的环保节能型材料。

图3

    （1）热能的型式
　　天然环境中的热能主如果太阳辐射能，其能量的98%漫衍在0.3至3um波长之间。除太阳直接辐射的能量外，还存在着大年夜量的远红外线热辐射能，其能量漫衍在3至40um波长之间。在室外，这部门热能是由太阳晖映到物体上被物体接收后在辐射出来的，夏季成为来自室外的首要热源之一。在室内，这部门热能是由热气、家用电器、被阳光晖映后的家具及人体所产生的，冬季成为来自室内的首要热源。
　　需要申明的是，在凡是环境下来自室内、室外的热辐射可同时存在，只不外夏季来自室外的热辐射弘远年夜于室内的热辐射，而冬季来自室内的热辐射又弘远年夜于室外的热辐射。是以，选择玻璃时必需考虑建筑物所处的地舆环境，以便所选择的玻璃能有效地反对来自首要热源的热能。
　　晖映到玻璃上的太阳辐射能，一部门被玻璃所接收或反射，另外一部门透过玻璃成为直接透过的能量。
　　当玻璃接收太阳能后温度升高，接收的能量经由过程与空气对流及时向外辐射远红外线而散掉。是以，被接收的能量最终仍有约50%透过了物体，这可回结为对传播导情势的传递。接收率低的物体，必定反射率高（反射率+接收率=1）。 这类物体不容易接收外来的热辐射能量，其隔热机能就好。辐射率高的物体接收的热辐射多，它再次向外辐射的热量也多，相当于透过该物体的热量多。低辐射玻璃恰是限制了这一部门的传热。
对传播导所传递的热能为Q1，这此中还包含玻璃接收各波短的辐射后再放出的热量。太阳能直接辐射透过的热能为Q2，这部门热能仅指可见光、近红外辐射直接透过的能量。透过玻璃传递的总热能Q可有下式暗示：Q=U*（T内-T外）+太阳辐射系数*Sc  （式1）   
　　式中：U——玻璃的传热系数，在不异的室表里温差下，U值越低则经由过程对传播导的热能越少。玻璃的U值与玻璃的辐射率E有关，辐射率E越低U值也越低。降落U值的两种有效编制是：在玻璃概况上镀低辐射膜，或将窗玻璃合成中空玻璃布局。
　　Sc——玻璃的遮阳系数，反应玻璃对阳光的掩蔽结果。Sc高则意味着透过玻璃的太阳能多，反之则少。节制玻璃Sc的有效编制是：在玻璃概况上镀膜，或在制造玻璃的过程中加进色剂构成着色玻璃。但着色玻璃属于吸热玻璃，其接收率偏高因此U值也高，所以它是以增大年夜对传播导传热为代价来降落太阳能直接透过的。
　　太阳辐射系数——为一常数630w/m2，可理解为太阳晖映到地面的能量强度（实际强度为783w/m2，透过3mm通俗白玻璃后为630w/m2）。
　　T内-T外——玻璃两侧的温度差。
　　从上式可看出，玻璃节能性的好坏由U和Sc这两个参数就完全可以鉴定，但实际上考虑到玻璃的透光率，Sc不成能选得太低，不然室内采光极差。U和Sc是玻璃的首要参数，在产品申明书中通常为给出的。特别布局的产品如中空玻璃、夹层玻璃等需经由过程尝试测量并计较得出。
　　（2）Low-E中空玻璃良好的节能机能

    注：白玻指通俗透明玻璃；6C暗示6mm的透明玻璃；CTS140是热反射玻璃型号；CEB12是Low-E玻璃型号；U是美国ASHERA尺度前提下的传热系数。
　　单片热反射镀膜玻璃是在玻璃的概况镀上介质、金属或金属氧化物膜，在使玻璃闪现不合色采的同时，还具有了新的光、热机能。它的首要感化就是降落玻璃的遮阳系数Sc，限制太阳辐射的直接经由过程。因为所镀的膜仍是一般工程材料，故对改良U值没有大年夜的供献。
　　热反射玻璃在有效降落Sc的同时，也大年夜大年夜降落了玻璃的透光铝，从而影响到室内的采光。若要进步透光率就不克不及不损掉隔热性，这是个矛盾的选择，而这一矛盾是热反射镀膜玻璃所没法解决的。
　　将热反射镀膜玻璃合成中空玻璃后，可集两种长处与一身，即不单对太阳直接辐射有所节制，同时也限制了对传播导传热。这类玻璃布局是一种比较抱负的搭配，但这类玻璃U值的降落是经由过程中空玻璃布局实现的，因此也是有限的。
　　Low-E玻璃的概况辐射率低、反射率高，这意味着它同室表里空气接触后吸热少，升温低，再放出的热量少，即隔热机能好。仅单片Low-E玻璃的U值就低于热反射玻璃，合成Low-E中空玻璃后，这一优势加倍凸起，是以这是最抱负的玻璃布局搭配。
　　Low-E玻璃的另外一特点是透光率偏高（33%-72%），而遮阳系数Sc选择范围大年夜（0.25-0.68）。与热反射玻璃比拟，在一样的透光率下，Low-E玻璃具有更低的Sc，这解决了热反射玻璃所碰着的矛盾，即在包管室内高透光的前提下不损掉隔热性。
　　冬季Low-E玻璃可有效地禁止室内热气和人体发出的热辐射泄向室外；夏季则可有效地反对室外道路及建筑物发出的热辐射进进室内。Low-E玻璃这类反对热辐射透过的感化与季候无关。
　　在以下前提下对几种玻璃的传热量按（式1）进行计较，计较成果列进表2中：夏季白日室外35摄氏度，室内20摄氏度；冬季夜晚室外零下10度，室内温度15度。

    从表中数据可以看出，在夏季白日，采取Low-E中空玻璃比采取一样透光率的热反射中空玻璃，可使透过每平方米玻璃进进室内的热能削减102w。而在冬季则可使透过每平方米玻璃泄出室内的热能少23w，节能效力高达30%以上。可见Low-E玻璃良好的节能机能。
　　（3）Low-E中空玻璃在科技城大年夜球体上的具体应用
　　颠末以上对各类玻璃节能特点的阐发，连络科技城大年夜球体的具体环境，我们决定采取8CES11+12A+8C+1.14+8C的中空夹胶玻璃作为复盖层，见图2。此中外层玻璃采取Low-E玻璃，Low-E膜面在内，以便第一时候盖住来自室外的热量，如许既能起到节能感化，又使外立面的结果不合与一般白片玻璃，而具有镀膜玻璃的质感，但同时因为透光率高，反射率低，削减了“眩目光”，削减了“光污染”，外不雅视感天然。
　　别的从安然角度考虑，在室内标的目标，我们采取夹胶玻璃，包管了室内玻璃破裂时的安然。从隔声考虑，我们采取12mm厚的中空层，可削减噪音30dB摆布，又能有效避免结露水，保持视野清晰。
　　2、铝合金构架上的节能办法

图4

    大年夜球体主体布局是由“工”字形截面的铝合金杆件构成的单层薄壳布局，外表每块玻璃板块经由过程三块铝合金圆盘板，由直径7毫米不锈钢螺钉固定并构成全部球体幕墙外墙，见图4。
　　当然全部球体的尽大年夜部门面积为玻璃所复盖，但仍有一小部门是铝合金，且长年透露在室外。为了大年夜球体的节能结果达到最抱负状况，我们在“工”字形梁与铝合金玻璃压板之间采取PVC塑料作为隔热冷桥装配，有效地隔断距离外界热能经由过程铝合金杆件向球体内的传导。据测算，其传热系数可降落1 w/m2?C摆布，节能25%以上。空气隔声量可达到20dB以上。颠末APEC会议期间的实际利用，证实球体玻璃幕墙节能结果完全达到设计要求。
　　3、建筑幕墙节妙手艺的展看
　　当代的建筑已离不揭幕墙系列的外装潢，而幕墙系列也逐步在向智能型、节能型和环保型标的目标开辟成长，为我们的建筑群体穿上愈来愈高级、别致的外套。经由过程对科技城球体幕墙节妙手艺的设计，使我们深感高在幕墙方面的节妙手艺大年夜有成长、立异的前景，在材料的选用、布局的改进、组合的优化、手艺的进步上大年夜有潜力。