1.中国拥有超高层建筑最多
近二十年来，随着中国经济实力的快速增长，城市化进程加快，基础设施投资也大幅增加。 超大、超高的建筑在各个城市拔地而起。 中国已迅速超越美国，成为世界上超高层建筑最多的国家。
2011年1月，美国新闻周刊公布了以下统计数据：
世界总人口：68.96亿； 超过200m的建筑物：634座
其中部分国家和地区的人口和超高层建筑分布情况如表1所示。
笔者根据现有数据不完全统计，截至2016年10月，已核准、设计中、在建、竣工超高层建筑数量如表2所示。
从表2可以看出，300m以上的超高层建筑中，无论高度如何，我国均占总数的一半以上。 高层建筑的快速发展直接带动了我国幕墙行业的快速发展。
2、我国是幕墙生产和使用大国。
建筑幕墙的应用始于19世纪末。 当时仅在部分建筑内使用，且规模较小。 1851年伦敦工业博览会上建造的“水晶宫”是最早的主体建筑幕墙； 到了20世纪50年代，随着建筑技术的发展，玻璃幕墙开始广泛应用于建筑围护结构，宣告了建筑幕墙时代的到来。 到达; 到了20世纪80年代，随着建筑幕墙技术的发展以及玻璃生产技术和加工技术的进步，玻璃幕墙得到了更加广泛的应用。
1981年，我国大陆第一块玻璃幕墙出现在广交会外立面； 1984年，北京长城饭店成为第一座采用玻璃幕墙的高层建筑。 30年来，随着我国国民经济持续快速发展和城镇化进程的加快，我国建筑幕墙行业实现了从无到有、从外资主导到国内企业主导、从仿引进到引进的跨越式发展。自主创新。 到21世纪初，我国已成为世界上最大的建筑幕墙生产国和使用国。
2012年以来，我国幕墙产量已达1亿平方米，占世界幕墙总产量的85%。
我国现有建筑幕墙总量超过10亿平方米，其中玻璃幕墙数量超过5亿平方米。 5亿平方米玻璃幕墙中有相当一部分用于超高层建筑。
3、玻璃是超高层建筑不可替代的墙体材料
玻璃同时具备四大特性
玻璃门窗用于建筑的历史非常悠久，甚至难以考证。 玻璃幕墙的应用始于1951年建成的纽约利华大厦，此后迅速成为高层建筑尤其是超高层建筑的首选墙体材料。
玻璃作为建筑材料，具有透明、高强、轻质、耐用四大特点。 其他墙体材料无法同时具备这些特性（表3）。
玻璃的透明度
玻璃是一种透明材料。 普通浮法玻璃的可见光透过率为80%。 超白玻璃减少了玻璃中的铁元素，使其更加晶莹透明，可见光透过率提高到85%以上。
聚碳酸酯板（PVC板）的透光率可达75%~80%。
薄膜材料（如ETFE）只能透过漫射光，不透明。
玻璃是一种高强度、轻质材料
玻璃是一种脆性材料，但具有很高的拉伸强度。 在常用的墙体材料中，其抗拉强度仅次于钢材，远高于其他材料（表4）。
玻璃面板具有较高的抗弯强度，尤其是钢化玻璃面板。 因此，玻璃幕墙的玻璃面板很薄，通常为6mm~10mm。 即使采用中空玻璃或夹层中空玻璃，且面板由2层或3层玻璃组成，单位面积重量也仅为0.3KN/㎡~0.7KN/㎡，远小于3.5KN/㎡。混凝土墙体平方米～5.0KN。 /㎡。
玻璃幕墙的重量大约相当于砖墙和混凝土墙的1/8至1/5。 玻璃幕墙重量轻，使其成为高层建筑、超高层建筑墙体材料的首选。
虽然金属板（不锈钢板、铝板）也满足轻质墙体的要求，但金属板是不透明的，不具有透明、晶莹剔透、高雅的质感。 因此，它们在超高层建筑中不受建筑师青睐，很少使用。 。
没有玻璃幕墙，就没有500m以上的超高层建筑。
由于石材幕墙重量重、强度低，400m以上的建筑很少采用。 同样，对于400m以上的超高层建筑，出于建筑艺术的功能要求，建筑师也不会选择使用金属板材。 500m以上几乎全部是玻璃幕墙。 可以说，没有玻璃幕墙，就没有500m以上的超高层建筑。
采用玻璃幕墙时，外墙重量约为建筑总重的1/100。 这为建筑高度的向上延伸创造了必要的条件。 例如，上海环球金融中心高495m，建筑总重量约80万吨。 玻璃幕墙重量为5000吨，仅占建筑总重量的1/160。 如果换成传统材料制成的外墙，墙体的重量将增加到8倍，梁、柱、基础结构也会增加。 建筑总重量将增加10万吨以上。 不仅施工成本增加，基础、桩基的设计和施工也带来了更多的困难。
上海中心大厦总重量76万吨，玻璃幕墙重量为总重量的1/100。
世界上已建成的最高建筑是迪拜的哈利法塔，高828m； 在建最高建筑是王国塔，1007m； 中国建造的最高建筑是上海中心，632m； 全国在建最高建筑为武汉绿地，636m；在建最高建筑为书福二手钢结构，729m。 这些最高的建筑无一例外都采用了玻璃幕墙。
4、超白玻璃的应用
4.1使用超白玻璃是减少自爆的有效途径
钢化玻璃有自爆的可能性。 超高层建筑玻璃自爆会带来很大的风险。 而且大楼很高，自爆后更换玻璃难度极大。 因此，必须采取有效措施降低超高层建筑使用钢化玻璃的自爆率。
减少自爆发生的方法包括：
(1)使用半钢化玻璃。 半钢化玻璃的表面应力比钢化玻璃低，基本不会自爆；
(2)采用钢化超白玻璃。 超白玻璃杂质少，很少发生自爆。
降低自爆概率并符合现行法规的最有效方法是使用钢化超白玻璃
超白玻璃，即低铁玻璃。 为了达到超白颜色并减少绿色，必须采用铁还原工艺。 在铁下跌的同时，镍也在下跌。 这样广州塔 钢结构，硫化镍的杂质也大大减少。 回火后自爆率大大降低。 超白玻璃钢化后的自爆率可降低至万分之一，甚至更低。
玻璃爆炸后更换成本太高。 虽然超白玻璃比普通玻璃贵（约30%至50%）广州塔 钢结构，但应用于幕墙时，也仅贵每平方米百元左右。 最好不要把玻璃打碎，这比什么都好。
一旦玻璃破裂，虽然玻璃只值几百、几千元，但在几百米的高空更换玻璃可能要花费几十万元。 尤其是现在大量的海外项目正在建设，想要更换一块千里之外的玻璃确实很难。
4.2钢化超白玻璃在高层建筑中的应用
世界第一高楼——迪拜哈利法塔，高度828m，采用夹层中空超白玻璃，10万平方米玻璃幕墙的超白玻璃由中国供应（图1）。
目前，国外许多高层建筑的超白玻璃均由中国供应（图2）。
5、离子夹层夹层玻璃
5. 1 常规PVB夹层玻璃
目前，玻璃幕墙夹层玻璃广泛使用的中间膜是聚乙烯醇缩丁醛，简称PVB。 PVB已使用多年，为幕墙行业所普遍熟悉。 不过，这种复合膜最初是为汽车玻璃开发的，而不是为建筑幕墙开发的。 因此，它有弹性，比较软，剪切模量小。 受力后两片玻璃之间会出现显着的相对差异。 打滑、承载力小、弯曲变形大。 PVB夹层玻璃可用于一般玻璃幕墙，但不适用于性能要求较高的玻璃幕墙。
同时，PVB夹层玻璃的外露边缘容易受潮、脱胶，PVB膜夹层玻璃使用时间长后容易泛黄、变色。 这些都是应该注意的。
5.2 离子中间膜的特性
现在，能够满足建筑幕墙夹层玻璃上述性能要求的夹层膜-离子中间膜已经研发并批量生产。 商品名称为SGP。 这种层压薄膜具有许多优异的性能。
SGP的剪切模量是PVB的50倍以上，撕裂强度是PVB的5倍。 SGP贴合后，当玻璃受力时，两片玻璃之间的胶层基本不会滑移。 两块玻璃就像一块厚度相同的玻璃。 这样，其承载能力是同等厚度PVB夹层玻璃承载能力的2倍； 同时，在相同载荷、等厚度下，SGP夹层玻璃的弯曲挠度仅为PVB夹层玻璃的1/4。
随着承载能力的增加和挠度的减小，玻璃的厚度也会相应减小。 可以减少玻璃用量约40%，这也减轻了幕墙的重量。
SGP夹层夹层玻璃具有良好的完整性。 SGP复合膜的撕裂强度是PVB复合膜的5倍。 即使玻璃破碎，SGP膜也能将破碎的玻璃粘合起来，形成损坏后的临时结构。 其弯曲变形小，能承受一定的载荷而不发生整件掉落。 这大大提高了玻璃的安全性（图4）。
5.3 SGP夹层玻璃在超高层建筑中的应用
超高层建筑必须承受大风、地震力和温度变化的影响。 它们要求玻璃面板具有较高的承载能力和刚度，并具有一定的残余承载能力，以防止在损坏时掉落。 SGP夹层夹层玻璃可以很好地满足这些要求。
上海中心大厦是目前在建的最高建筑，共123层，高632m。 共使用SGP夹层玻璃15万平方米。 上海中心采用双层通风幕墙，外幕墙采用单层夹层玻璃，配置为12mm超白+1.52SGP+12mm超白（图5）。
广州塔是我国建造的最高建筑，高600m。 5.6万平方米玻璃幕墙全部采用SGP双层夹胶中空玻璃，配置为（8mm+1.52 SGP+8mm）+12A+（8mm+1.52 SGP+8mm）。 三角玻璃板最大尺寸为1.5mX3.5m（图6）。
深圳京基大厦是深圳目前建成的最高建筑，高441m。 顶部是一个很大的共享空间。 整个超高拱形大厅均采用SGP夹层超白玻璃覆盖（图7），通透度非常高。
目前国内高层建筑玻璃幕墙配置最高端的是广州利通广场大厦。 其高度为303m，6.3万平方米的玻璃幕墙呈锯齿状，造型独特（图6）。 玻璃面板为超白半钢化玻璃，SGP夹胶膜，成分为（8mm+1.52 SGP+8mm）+12A+8mm。 采用如此高端的配置主要考虑的是：承载能力高、安全； 透明度和白度； 锯齿形玻璃不需要封边。
6、超高层摩天大楼玻璃幕墙
6.1 迪拜哈利法塔
哈利法塔高828m，是目前世界上最高的建筑幕墙。 建筑幕墙总面积13.5万平方米，其中塔楼部分12万平方米。 塔楼幕墙采用玻璃10.5万平方米，不锈钢板1.5万平方米。 采用单元式开架幕墙，共有单元板23566块（图9～图15）。 该项目在中国建设，玻璃、铝型材、五金件、密封胶等均采用中国产品。
采用中空玻璃，16毫米空气层，两片超白玻璃。 外片镀有银灰色反光膜； 内件镀有Low-E薄膜。 两种薄膜均面向空气层，可见光透过率为20%，综合热透过率为16%。
单元板主要有21种类型，尺寸从1.3m*3.2m到2.25m*8m不等。
6.2 深圳平安金融中心
深圳平安金融中心高度600m，玻璃幕墙高度590m（图16、图17）。 框架清晰，单位风格。 该玻璃为超白、Low-E、中空玻璃，外层玻璃为层压玻璃，内层玻璃为钢化玻璃（图18）。
6.3 上海中心大厦
上海中心大厦共127层，高632m。 它的形状像一条盘旋的中国龙。 玻璃幕墙由内幕墙和外幕墙组成（图19~图21）。
内幕墙与外幕墙之间形成12至15层的内庭院。 根据消防要求，内幕墙必须为防火幕墙。 内幕墙直接支撑在楼板结构上，外幕墙每12至15层分组，通过水平钢管和垂直吊架从上端悬挑楼板结构上悬挂（图22、图23）。
外幕墙采用超白半钢化SGP夹层玻璃。 12mm超白+1.52mmSGP+12mm超白。 由于外幕墙呈螺旋形且为复杂的双曲面，平面板单元以交错的之字形安装以贴合曲面（图24和图25）。
内幕墙为防火幕墙，采用（8mm超白+0.89mm SGP+8mm超白）+12A+8mm铯钾防火玻璃。 支撑结构全部采用冷弯薄壁型钢，梁壁厚3mm，柱壁厚4mm。 钢结构采用铝型材包裹（图27~图29）。
6.4 武汉国际金融中心（绿地中心）
武汉国际金融中心，又名武汉绿地中心，高度636m，共125层。 平面呈圆角三叉戟状，垂直方向逐渐变细，形成平滑的曲线（图30）。 立面上设有喇叭形开口，以减少主体结构和幕墙的风力（图31）。
采用12mm半钢化玻璃，中空，Low-E，外夹层，内单片。
6.5 广州塔
广州塔高度600m，玻璃幕墙高度460m（图32、图33）。 开框玻璃幕墙采用三角形单元板，尺寸为1500mm X 3500mm。 双层半钢化中空玻璃，（8mm+1.52mmSGP+8mm）+12mmA+（8mm+1.52mmSGP+8mm）（图34~图37）。
6.6 广州东塔（周大福中心）
广州东塔高540m，玻璃幕墙，垂直陶瓷板装饰条（图38）。 单元块。 玻璃为超白，夹层为中空（图39~图44）。
6.7 天津高银117
天津高银117高592m，共117层。 32层、63层、94层、115层至116层为高层大堂，顶部为菱形玻璃屋顶（图45）。
幕墙总面积14.7万平方米，分为2万个单元段。 标准层单位为4.3m 玻璃配置为外层玻璃PVB夹膜，超白Low-E半钢化； 12mm空心； 内层玻璃钢化。
大幕墙：(8mm+1.52PVB+8mm)+12A+8mm
高空大堂：(8mm+1.52PVB+8mm)+12A+12mm/10mm
菱形幕墙：（10mm+1.52PVB+10mm）+12A+10mm（上下颠倒）
10mm+12A+(10mm+1.52PVB+10mm)(正极)
典型示例和节点如图 46 所示。
6.8 中国尊
中国铁塔位于北京。 它是世界最高的建筑，抗震8度，地上108层，高度528m（图48）。 明框幕墙，玻璃配置为超白双银，钢化，外层玻璃为SGP夹胶，中空。
6.9 天津周大福
天津周大福高530m，看上去像一枚站在发射台上的火箭（图49）。 采用超白钢化夹层中空玻璃、明框幕墙。
七、结论
对于高度超过500m的超高层摩天大楼，外部维护结构的选择是采用玻璃幕墙。
超高玻璃幕墙的基本选择有：明架式、单元式、双层夹层中空或外夹层内钢化。夹层玻璃
可以考虑半回火钢。 优先选用超白玻璃，钢化玻璃宜采用超白玻璃。
对于高度超过500米的超高层摩天大楼的夹层玻璃，应考虑采用离子型薄膜SGP作为中间膜。 提高玻璃幕墙的安全性。
专家介绍
赵西安
铝门窗幕墙委员会专家组
工作单位：中国建筑科学研究院
技术职称：研究员
专业：建筑结构、建筑幕墙
专长：建筑结构、建筑幕墙
