玻璃幕墻的優缺點
當然，玻璃幕墻也存在著壹些局限性，例如光汙染、能耗較大等問題。但這些問題隨著新材料、新技術的不斷出現，正逐步納入到建築造型、建築材料、建築節能的綜合研究體系中，作為壹個整體的設計問題加以深入的探討。
玻璃幕墻的光汙染問題及對策
玻璃幕墻是壹種美觀新穎的建築墻體裝飾方法，是現代主義高層建築時代的顯著特征。
玻璃幕墻大約於上世紀80年代傳入我國，深圳、廣州、北京、上海等大中城市，大面積采用玻璃幕墻的建築隨處可見，然而由此造成的光汙染卻是人們始料不及的。玻璃幕墻的光汙染，是指高層建築的幕墻上采用了塗膜玻璃或鍍膜玻璃，當直射日光和天空光照射到玻璃表面時由於玻璃的鏡面反射（即正反射）而產生的反射炫光。
光汙染的危害性
同任何技術的發展和使用都會帶來正反兩方面的影響壹樣，玻璃幕墻在帶給人們高科技、高品位享受的同時，也帶來壹些新的問題，其中最引人關註的是光汙染問題和其它負面效應。許多地方人們隨心所欲地選用，不顧場合地濫用，對人、城市環境和天文觀察造成了嚴重的危害，成為建築光學界亟待研究解決的重要課題。
首先，光汙染是制造意外交通事故的兇手。矗立在交通繁忙道路旁或十字路口上的壹幢幢玻璃幕墻大廈，就像壹大塊幾十米寬、近百米高的巨大鏡子，在太陽光下熠熠閃光，並對地面車輛和紅綠燈進行反射（甚至是多次反射）。反射光進入高速行駛的汽車內，會造成人的突發性暫時失明和視力錯覺，在瞬間會刺激司機的視線，或使他感到頭暈目眩，給行人和司機造成嚴重危害。據北京的壹些司機反映，下午4點左右從西往東開車時，強烈的反光刺得眼睛都睜不開了，若不警惕，這種光汙染可能造成交通事故，威脅人們的生命安全。其次，光汙染也給附近的居民生活帶來了麻煩，尤其是那些建在居民小區附近的玻璃幕墻，會對周圍的建築形成反光。據光學專家研究，鏡面建築物玻璃的反射光比陽光照射更強烈，其反射率高達82％～90％。夏日陽光被反射到居室中，使室溫平均升高4～6℃，空調開支大幅增長，影響人們的正常居住使用。更有甚者，長時間在白色光亮汙染環境下工作和生活的人，容易導致視力下降，產生頭暈目眩、失眠、心悸、食欲下降及情緒低落等類似神經衰弱的癥狀，使人的正常生理及心理發生變化，長期下去會誘發某些疾病。國家環保局每年都接到全國各地對光汙染的多起投訴，並對此予以高度重視。
此外，玻璃幕墻很容易被汙染，尤其在大氣含塵量較多、空氣汙染嚴重、幹旱少雨的北方地區，玻璃幕墻更易蒙塵納垢，這對城市景觀而言，非但不能增“光”，反而丟“臉”。又由於壹些玻璃幕墻所用材質低劣，施工質量不高，出現色澤不均勻，波紋各異，導致玻璃幕墻如同哈哈鏡壹般。在陽光下，每塊玻璃不是顯現均衡壹致的光影，而是四處漫射。顯然，這樣的建築物，難以使人聯想到明快、豪華，只能使人感到光怪陸離和滑稽可笑，城市形象也因此大打折扣。
光汙染雖然危害很大，但只要采取適當措施還是可以預防的。我們要從城市規劃、環境設計、建築材料等方面綜合解決這個問題。
加強規劃控制管理
城市建築群的布局欠妥，特別是玻璃幕墻過於集中，反映了城市規劃缺乏管理。城市規劃管理部門要從宏觀上對使用玻璃幕墻進行控制，要從環境、氣候、功能和規劃要求出發，實施總量控制和管理。具體來說，在制訂城市主要幹道規劃時，首先應當制訂臨街的光環境規劃，限制玻璃幕墻的廣泛分布和過於集中，尤其註意避免在並列和相對的建築物上全部采用玻璃幕墻。在周圍環境開闊而且景觀優美的地段，對於商業、貿易、旅遊、娛樂建築可以全部建造玻璃幕墻，但也要考慮適當的建築間距，並且要控制這壹地段玻璃幕墻分布的總量。絕大多數的大型建築物包括賓館、酒店、餐廳、文娛場所等可以采用局部玻璃幕墻。例如在建築底層采用不反射光的石材墻或鋁塑墻。上海市建設委員會關於建設工程中使用玻璃幕墻有如下規定：建築物使用玻璃幕墻面積不得超過外墻建築面積的40％（其中包括窗玻璃）。這壹規定不僅考慮了城市功能、環境和經濟效益等因素，而且還可相應地減少光汙染。對於住宅、公寓、宿舍、醫院等建築，根據它們的功能要求和節能政策，不宜采用玻璃幕墻。至於辦公建築，由於采用了大面積玻璃窗，已經能夠滿足室內光環境的要求，建議不再采用玻璃幕墻。
“光汙染”是在以下特定條件下產生的：（1）使用了大面積高反射率鍍膜玻璃；（2）在特定方向和特定時間下產生，如玻璃幕墻朝向太陽照射的方向，或與人構成特定的角度。由於太陽與地球相對位置總在不斷變化，因此，產生特定角度也是有特定時限的；（3）光汙染的程度與玻璃幕墻的方向、位置及高度有密切關系。因為人的視角在2m高左右±15°夾角之內影響最大，光反射的強度隨反射物到人眼距離的平方成反比。所以，日光反射光的產生方向取決於玻璃面對太陽位置的幾何位置，因此要調整玻璃位置，使光反射向天空，而不射到街道上和人行道上。即使使用玻璃幕墻，也應該註意幕墻的朝向和方位，根據太陽光線的照射，可以推算出：在南偏東35度、西偏北20度的區間範圍內為不宜使用玻璃幕墻的方位。否則，炫光反射焦點區域對其它建築物和行人造成不利的影響。例如，北京在建造京廣中心時，除選用反射率低的鍍膜玻璃外，還調整原設計方案，將圓弧轉向三環路，從而最大限度地減少了光反射，取得了很好的效果。說明全面規劃和精心設計，是可以防止玻璃幕墻產生光汙染後遺癥的。另外，在設計玻璃幕墻時，旁邊應盡可能安排林陰道和綠地，使反射光被樹木吸收，以改善和調節光照環境。
近年來，各國政府和有關學術團體對光汙染問題十分重視，先後公布了壹系列技術文件、標準和法令，控制光汙染。我國對幕墻建築的問題也給予了高度重視，建設部於1996年頒布了幕墻工程技術規範，1997年又頒布了《加強建築幕墻工程管理的暫行規定》，使控制幕墻工程質量有了法規依據。各地根據自己的實際情況，也采取了壹些相應的可行措施，如廣州市的幕墻玻璃安裝將執行新的標準。
優化幕墻構造技術
盡管玻璃幕墻建築可能會帶來光汙染等危害，但並不是說玻璃幕墻就不要做了，而是該怎樣做好的問題。許多產生光汙染的玻璃幕墻是由不科學的設計施工造成的。目前，有關幕墻的工程技術規範已經發行，設計、施工皆有法可依。鑒於光汙染主要集中在壹些高樓林立、經濟發達的繁華都市，所以，可由這些光汙染矛盾較為突出的大城市先行開展這方面的研究工作，要研究攻克幕墻的有關技術難題。
自玻璃幕墻誕生之後，高科技的發展已經將幕墻的材質從單壹的玻璃發展到鋼板、鋁板、合金板、大理石板、搪瓷燒結板等等，通過合理設計，將玻璃幕墻和鋼、鋁、合金等材質的幕墻組合在壹起，不但可使高層建築物更加美觀，而且可更有效地減少幕墻反光而導致的光汙染，還能進壹步減輕高層建築物的自重，充分發揮幕墻建材的優點。
玻璃幕墻反射光的影響程度，取決於定向反射光的強度。我們可以采用全透明或半透明的玻璃來減弱反射光的強度，但是這樣壹來，大部分光線的熱量都直接射入室內，勢必造成室內溫度升高，因此，必須采用適當的構造措施來解決這壹問題。目前，可以采用的構造形式有兩種：
（1）雙層玻璃通風構造。這種構造在不同的季節有不同的作用。夏季，放下半透明卷簾，開啟排風管道和通風口，通過卷簾反射後能除去大部分輻射熱；冬季，封閉通風口，關掉排風機，雙層玻璃又可起到保溫的作用，防止室內熱量散失，這種構造的缺點是投資費用較大。
（2）紅外吸熱構造。這種構造通過介質膜鍍層的透紅外線特性，利用吸熱水管能夠將陽光中的熱能用來將水燒熱，無論夏季和冬季都能有效地使用。
開發新型玻璃材料
玻璃幕墻作為建築圍護結構是由金屬框和玻璃組成的。因此，要根據玻璃的壹些參數慎重地選擇玻璃幕墻所使用的玻璃類型，選用具有減少炫光性能的玻璃。這些參數包括建造地點的光氣候參數，對可見光的透射數、反射系數，對日光的透射系數、反射系數和吸收系數、熱透射系數、熱膨脹系數，以及厚度、最大尺寸、重量、抗風力等。眾所周知，玻璃對於光具有透射、吸收和反射特性。玻璃幕墻就根據這些特性采用了不同類型的玻璃。用於玻璃幕墻的玻璃壹般有透明玻璃、著色玻璃、吸熱玻璃、塗膜玻璃、鍍膜玻璃、夾層玻璃和光化學玻璃等。
通過新型玻璃材料的研究、開發和使用，或對現有玻璃加以處理能夠減少定向反射光，同時又不增加室內的熱效應，這是壹種最為簡捷有效的解決光反射問題的方法。這類材料有：（1）吸熱玻璃又是已開發使用的壹種玻璃材料，它的定向反射光較弱。（2）回反射玻璃是新型玻璃材料，它將太陽光順著原來的方向反射回去，從而消除射向四周的反射光，避免了室內熱效應，因此，在未來的幕墻之中將會得到廣泛的應用。（3）貼漫反射膜玻璃是對現有無色透明玻璃加白色的膜處理後采用的最佳幕墻玻璃，可以保證室內采光不受影響，最多可以反射80％以上的太陽光，其中定向反射部分不到1％，因而令人覺察不到。有時，為了增加室內的天然采光，可以采用部分貼膜。
研究如何合理、科學地利用玻璃幕墻和開發低反射率的玻璃幕墻以改善光汙染，成為當前國內外關心的熱門話題。近年來各地興建了不少玻璃幕墻建築，其中不乏優秀實例，其光學性能也符合設計要求，如選用LOW－E型低輻射玻璃、微晶玻璃、茶色玻璃（反射率11％）、寶石藍色玻璃（反射率12％）等反射率低的鍍膜玻璃安裝幕墻，值得推廣。上海大劇院選用了壹種新穎的白色毛玻璃，玻璃上面有細密的白色圓點，形成壹種朦隴的半透明質感，非常吻合大劇院的文化品位和高雅格調。國外流行壹種全封閉帷幕墻。這種幕墻主要由金、銀色復合鋁板和雙層夾膠鍍膜玻璃組成。安裝到高樓外墻上以後，金、銀色復合鋁板和雙層夾膠鍍膜玻璃的面積各占1/2，其窗洞透明部分為雙層夾膠鍍膜玻璃，實心墻壁部分為金銀色復合鋁板。通常，雙層夾膠鍍膜玻璃由兩塊玻璃夾著特殊膠，內側塗以高反射膜，不僅隔熱、保溫性好，膜層不易劃破、脫落，而且受撞擊也不會破碎，從高空墜落傷人。由於這種全封閉帷幕墻具有許多優點（特別是有效地控制了光汙染），所以在豪華高層建築中，已逐步推廣應用。
結束語
近些年來，人們不斷加強環境意識，在實踐方面不僅竭力保護環境，而且努力創造良好的環境。我們要用可持續發展的觀念去研究玻璃幕墻的未來，決不能因以前個別建築幕墻設計、施工中曾存在著不安全因素或光汙染而因噎廢食。鑒於幕墻玻璃選材不當和建築設計規劃的滯後是造成光汙染和熱反射的主要原因，從整體環境進行科學合理的規劃、設計和施工，針對具體的建築功能等因素，揚長避短，努力克服玻璃幕墻帶來的弊病。對於建築物玻璃幕墻光汙染這壹都市新汙染源，社會各方應同心協力，強調綜合整治，不斷推陳出新，使玻璃幕墻建築得以持續健康地發展，以營造出優美的城市建築環境。