高度100米以上的石材幕墻

趙西安

一、規范的適用范圍不等于該項技術的適用范圍

《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ 133-2001第1.0.2條規定： “本規范適用于……建筑高度不大于100m、設防烈度不大于8度的民用建筑石材幕墻工程。”

有些幕墻設計審查單位和監理部門根據這一條，否決了一些高度超過100m的石材幕墻工程。他們認為這一條規定就是不允許建造高度100m以上的石材幕墻工程。

這個理解是不正確的，因為規范的適用范圍并不完全等同于該項技術的適用范圍。JGJ 133規范第1.0.2條寫得清清楚楚的是 “本規范適用于……”，并沒有寫“石材幕墻適用于……”。這一條規定了JGJ 133規范的管理范圍、有效范圍。超出這一范圍的石材幕墻工程（高度100m以上、設防烈度為9度及以上），僅僅按照JGJ 133規范來做可能已經不夠了，其設計與施工還要另行附加相應的技術措施，進一步提高其安全可靠性。

JGJ 133規范并沒有條文規定：不得建造高度超出100m的石材幕墻。

實踐在先，規范在后，規范是成熟經驗的總結。只有在實際工程中大量應用，技術成熟的內容才能列入規范。JGJ 133規范編制于上個世紀的1996~1997年間，頒布于2001年。九十年代我國建造的石材幕墻還不多，而且大都高度不超過100m。我們又是初次編制這樣的技術規范，為穩妥起見，規定了這本規范在高度不超過100m的石材幕墻工程中應用。當時國內還沒有建造高度100m的石材幕墻的經驗，誰也說不好會有甚么技術問題，所以暫不涉及，留待以后國內有了100m以上工程，總結經驗，再補充到規范中去。

顯然 ，JGJ 133-2001并沒有禁止建造高度超過100m的石材幕墻的意思，不首先建造100m以上的工程，哪來100m以上高度工程的經驗？更談不上總結經驗，修訂規范了。

沒有規范，怎樣去建100m以上的石材幕墻呢？當時的想法是：參照國外經驗；進行試驗研究；組織專家論證；加強技術措施。有了這四條，完全可以建造國內的超高石材幕墻。實際上我們就是這樣去做了，1997~2002年國內已經建造了一批高度150m以上的石材幕墻工程。

二、早在七十年前就有高度超過300m石材幕墻

其實，超高石材幕墻并不是新鮮事物。早在七十年前，1930年美國紐約就建成洛克菲勒大廈，其花崗巖石材幕墻高度達319m （圖1）。1931年，帝國大廈的花崗巖幕墻高度達381m，至今這個石材幕墻的最大高度已經保持了70年 （圖2）。此后40年間，正值第二次世界大戰和戰后經濟恢復時期，超過300m的石材幕墻沒有再建過。

從1973年美國芝加哥石油大廈采用346m高的花崗巖幕墻開始 （圖3），到1994年建成高度超過300m的石材幕墻工程7座。除美國外，我國臺灣高雄市的東帝士大廈也在其中 （圖4~圖10）。

東帝士大廈花崗巖幕墻高度331m，經歷過1999年9.21大地震而安全無恙；高度296m的日本橫濱里程碑大廈接近300m，也經受了1995年阪神大地震的考驗（圖10）。

至于高度300m以下的國外石材幕墻工程實在太多，這里不再一一列舉。

國外石材幕墻最大高度：

花崗巖——381m，紐約帝國大廈，1931年；346m，芝加哥石油大廈，1973年；

圖1 紐約克萊斯勒大廈，1930年，319m

圖2 紐約帝國大廈，1931年，381m

圖3 芝加哥石油大廈，1973年，346m

圖4 休斯敦商業塔樓，1982年，305m

圖5 芝加哥ATT大廈1989年，307m

圖6 洛杉磯第一洲際大廈1990年，310m

圖7 芝加哥慎遠大廈1990年，304m

圖8 亞特蘭大民族銀行1993年，312m

圖9 高雄東帝士大廈，1994年，331m

圖10 橫濱里程碑大廈，1993年，296m

圖11 深圳新時代廣場，1996~1997年，175m

圖12 廣州合銀大廈，1999~2001年，195m

大理石——290m，多倫多加拿大廣場1號，1975年；259m，紐約洛克菲勒大廈，1933年；

石灰巖——290m，紐約國際大廈，1932年；282m，紐約華爾街40號，1930年；

砂 巖——236m，明尼阿波利斯西北大廈，1988年；227m，悉尼菲利普總督大廈，1993年。

三、國內高度超過100m的石材幕墻1997年建成

就在JGJ 133規范編制期間，筆者參與設計施工的深圳蛇口新時代廣場于1997年建成，這是當時國內最高的花崗巖幕墻，高度達175m，石板厚度30mm，通槽鋁掛板連接。施工過程中遭遇14級強臺風襲擊而安全無恙。表明建造超高石材幕墻是完全可能的 （圖11）。接著1999年筆者參與了高度為195m的廣州合銀大廈花崗巖幕墻工程，為國內石材幕墻新高度。該幕墻采用短槽連接，方鋼管立柱，角鋼橫梁，裝飾柱外挑達1m（圖12）。這兩座建筑是國內最早的超高石材幕墻工程。

四、2000年后超高石材幕墻各地興建

2000年以后，我國經濟騰飛，金融機構迅速發展，要求新建高層辦公樓。石材具有穩重、長遠、耐久、可靠的性能，從來都是銀行建筑的首選外裝材料，于是超高石材幕墻需求猛增。尤其是上海、廣東、福建等金融業發達地區，新建了不少150m以上的石材幕墻工程 （圖13~圖18）。由于高度超出了JGJ 133-2001的適用范圍，這些工程都進行了專家論證，并采取了加強措施。

2008年建成的北京銀泰中心由一座249m和兩座189m花崗巖幕墻建筑組成，石板厚度38mm，采用背栓連接。它是目前北京已經建成的8度設防的最高石材幕墻 （圖18），位居石材幕墻全國第三高度。

2007年，廣州的廣東發展銀行采用四川綠砂巖建成第一座非花崗巖超高石材幕墻 （圖17），但所用的砂巖抗彎強度高達18N/mm2，這是極其少見的。連接采用背栓。

2008年天津地鐵大廈用抗彎強度僅為6N/mm2的伊朗黃洞石建成175m高的洞石幕墻。筆者參與了這個工程，為確保幕墻安全，石材面板厚度取40mm，背槽連接，石板背面貼玻璃纖維布，板縫用耐候膠嵌縫 （圖20）。這是目前國內最高的洞石幕墻，從已知的資料看，國外也沒有拿洞石蓋這么高的幕墻，我們認為今后超高幕墻還是少用這么低強度的石材為好。

五、2010年超高石材幕墻大量出現

2010年超高石材幕墻大量興建，而且多數都超過200m的高度 （圖21~圖32）。目前國內最高石材幕墻工程是廣州廣晟大廈 （圖21），建筑高度313m，花崗巖幕墻高度280m，背栓連接。

第二高的石材幕墻工程是廣州銀行大廈 （圖22），黑色花崗巖石材幕墻高260.9m，27層以下短槽連接，27~58層背栓連接，注膠。采用鍍鋅鋼型材，橫梁與立柱焊接 （圖23）。

青島財富中心 （圖26）的石灰巖幕墻高達241m，是目前內地最高的非花崗巖幕墻工程。采用的德國石灰巖抗彎強度極高，達11N/mm2，石板厚度為35mm，背栓連接。

除了不斷走高以外，石材幕墻工程的外形也復雜變化。圖29為廣西北海的北部灣一號，酒店和公寓的外形代表廣西的桂林山水，高低起伏，帶有溶洞。用石材幕墻顯示山的質感。

目前國內非花崗巖幕墻已建最大高度為：

石灰巖——241m，青島財富中心；

砂 巖——150m，廣州廣東發展大廈；

洞 石——175m，天津地鐵大廈；165m，北京新保利大廈，8度設防。

圖13 浦東交通銀行，2002年，石材165m

圖14 浦東發展銀行，2004年，155m

圖15 浦東中國銀行，2004年，石材165m

圖16 廈門建設銀行，2006年，175m

圖17 廣東發展銀行，綠砂巖，2007年，150m

圖18 北京銀泰中心，2008年，249m+2X189m

圖19 北京新保利大廈，黃洞石，2007年，165m

圖20 天津地鐵大廈，黃洞石，2008年，175m

圖21 廣州廣晟大廈2010年，280m

圖22 廣州銀行大廈2011年，260m

圖23 廣州銀行橫梁與立柱焊接

圖24 合肥安徽國際金融中心，2010年，240m

圖25 廣州高德中心，2010年， 184m

圖26 青島財富中心，2010年， 241m

圖27 廣東中山國際金融中心，2010年，201m

圖28 天津于家堡14號，2010年，142m

圖29 北海，北部灣一號，花崗巖幕墻，2011年，酒店200m，公寓120m

圖30 大連世界金融中心，2010年，213m

六、超高石材幕墻應用的技術措施

十多年來，我們通過大量的工程實踐已經積累了超高石材幕墻豐富的設計施工經驗。可以說，現在超高石材幕墻的設計施工技術已經相當成熟。因此 JGJ 133規范的修訂中，第1.0.2條已修改為 “本規范適用于……設防烈度為6、7、8度的民用建筑石材幕墻工程”，JGJ 133規范將適用于全部高度。修訂本正式頒布后，將不會再有 “超高石材幕墻”這個說法了。

但是，目前應用超高石材幕墻還需要有相應的技術措施。

1．應對高度超過100m的工程采用石材幕墻進行專家論證，對其設計方案進行可行性分析，對其加強措施作出結論性意見。

2．確保石材的質量：

（1）認真考察石材原礦，確保石材有足夠儲量，有挑選的余地。石材各項物理力學指標經檢驗合格。

（2）花崗巖抗彎強度平均值不小于12N/mm2，最小值不小于10N/mm2；其他石材抗彎強度平均值不小于6N/mm2，最小值不小于5N/mm2。

（3）花崗巖吸水率不大于0.6%；其他石材經防水處理后，吸水率不大于1.0%。

（4）石材面板不得有裂縫、軟弱礦脈；洞石不得有密集孔洞、大洞，不得有穿透孔洞。

3.加強進場石材檢驗，每批進場石材均須做抗彎強度檢驗；每塊石板均須進行外觀檢查。

4.石板最小厚度，花崗巖為30mm，其他石材為40mm。

5.花崗巖石板150m以下宜采用背栓連接，150m以上應采用背栓連接；其他石板應采用背栓連接。背栓不銹鋼材質不應低于A4（S316）。不推薦采用尼龍材料和不銹鋼混用的背栓。

七、安全措施

1.采用注膠式板縫時花崗巖石板背部宜加貼玻璃纖維布等材料以防石板破碎墜落；其他種類石板背部應加貼這些材料。采用膠條嵌縫和開放式板縫時，所有石板背面均應加貼玻璃纖維布。

2.附著于主板上的小塊石板應設金屬件與主板連接，宜采用角碼背栓連接。

3.造型線條、窗口上方的倒掛石板宜采用鋁蜂窩復合石板。采用實心石板時應采用背栓連接。

4.宜采用注膠板縫。

5.石材幕墻下方2m~3m范圍內宜設置綠化、水池等隔離帶，不宜設置停車位和可能吸引行人停留的商業設施。出入口應設雨蓬。

八、小結

1．JGJ 133-2001是十五年前編制的，反映了當時我國石材幕墻大都不高于100m的客觀現實。現在情況已經大大改變了。

2．早在1997年我國已建造175m高的石材幕墻工程，此后超高石材幕墻在各地興建，十多年的工程實踐積累了豐富的經驗。超高石材幕墻設計和施工技術已經成熟，不存在技術上的難題。

3.修訂后的JGJ 133規范將不再限定規范在高度上的適用范圍。

4.目前建造超高石材幕墻，應召開專家論證會確認其設計與施工方案的可行性。并采取技術上的加強措施和確保使用安全的措施。

圖31 天津天辰大廈，2010年，182m

圖32 天津于家堡18號，2010年，126m