帶外遮陽單元式玻璃幕墻的應(yīng)用技術(shù)

高樹鵬

(汕頭大學醫(yī)學院附屬腫瘤醫(yī)院 廣東汕頭 515031)

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帶外遮陽單元式玻璃幕墻的應(yīng)用技術(shù)

高樹鵬

(汕頭大學醫(yī)學院附屬腫瘤醫(yī)院 廣東汕頭 515031)

外遮陽作為單元式玻璃幕墻的外挑結(jié)構(gòu)，如何讓外遮陽與單元式玻璃幕墻可靠連接，是單元式玻璃幕墻設(shè)計的關(guān)鍵。深圳灣科技生態(tài)園項目單元式玻璃幕墻通過在鋁合金龍骨上設(shè)置連接卡座，采用可拆卸的夾持連接技術(shù)固定外遮陽，實現(xiàn)了外遮陽與單元式玻璃幕墻可靠連接和整體安裝。綠化生態(tài)墻采用模塊化安裝模式，方便、快捷。

外遮陽；單元式玻璃幕墻；可拆卸的夾持連接技術(shù)；綠化生態(tài)墻

0 引言

在建筑物外圍護結(jié)構(gòu)中，玻璃幕墻是熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位。夏熱冬暖地區(qū)，空調(diào)負荷主要來自太陽光的輻射。在玻璃幕墻中，玻璃是太陽光輻射得熱的主要來源。玻璃幕墻外側(cè)設(shè)置遮陽，既可豐富建筑物外立面，又可最大限度地減少太陽光的直接照射，防止夏季室外的太陽輻射熱進入室內(nèi)，減少空調(diào)建筑的空調(diào)負荷，從源頭上解決夏季室內(nèi)過熱的問題。但如何讓外遮陽與單元式玻璃幕墻可靠連接，則是其設(shè)計關(guān)鍵。本文擬就此以一工程案例進行論述。

1 工程概況

深圳灣科技生態(tài)園位于深圳市南山區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，占地面積20.3萬m2，建筑面積121.8萬m2，包括產(chǎn)業(yè)用房、辦公、公寓、酒店、商業(yè)等。其中生態(tài)園三區(qū)由10、11棟組成，包含裙房和酒店(11B)，以及3棟超高層塔樓(10A、10B、11A)，建筑總高度187.5m，地上最高43層，地下3層，如圖1所示。

圖1 生態(tài)園三區(qū)建筑效果圖

深圳灣科技生態(tài)園三區(qū)10A、10B、11A這3棟超高層塔樓采用單元式明框玻璃幕墻。單元式明框玻璃幕墻充分應(yīng)用外遮陽技術(shù)，在不同的建筑立面，單元式明框玻璃幕墻外側(cè)設(shè)計了水平穿孔鋁合金遮陽百葉、垂直玻璃肋與鋁合金格柵擋板等固定遮陽以及綠化生態(tài)墻遮陽，起到既節(jié)能又美化的建筑作用。

2 外遮陽技術(shù)在玻璃幕墻中的應(yīng)用

2.1 遮陽在建筑中應(yīng)用的意義

在玻璃幕墻建筑中，太陽光的熱輻射一方面是透過玻璃直接進入室內(nèi)并被室內(nèi)表面吸收，產(chǎn)生加熱效果；另一方面是通過熱傳導(dǎo)逐漸進入室內(nèi)，使室內(nèi)溫度產(chǎn)生變化。建筑外遮陽對于緩解太陽負荷十分有效，它通過阻斷直射的太陽光透過玻璃進入室內(nèi)，過分照射和加熱建筑圍護結(jié)構(gòu)，消除或緩解室內(nèi)高溫，減少空調(diào)的冷負荷，降低對能源的依賴。

建筑外遮陽對室內(nèi)熱環(huán)境最為積極的影響是讓適量的太陽輻射進入室內(nèi)，通過反射和吸收大部分的太陽熱能，避免太陽輻射熱直接進入室內(nèi)空間。建筑設(shè)計中，需針對建筑物的不同朝向采取適宜合理的遮陽型式，通過改善室內(nèi)環(huán)境、降低空調(diào)能耗、提高節(jié)能效果[1]。遮陽屬于被動式的節(jié)能措施，與其它措施相比，具有立竿見影的效果。

2.2 建筑外遮陽的類型

建筑外遮陽主要分為兩大類：一類是構(gòu)件遮陽，另一類是自然綠化遮陽[2]。

根據(jù)布置方式，構(gòu)件遮陽分為水平遮陽、垂直遮陽和擋板式遮陽，根據(jù)需要與造價考慮，可以做成固定的或可調(diào)的。水平遮陽一般用于建筑物的南向窗口，遮擋正午時太陽高度角較大的太陽光。在低緯度地區(qū)或夏季，由于太陽高度角大，建筑物的陰影短，水平遮陽能達到很好的遮陽效果，遮陽板伸出的長度需根據(jù)實際遮陽角度確定。垂直遮陽一般用于東西向，用于遮擋上午或下午太陽高度角較低時的太陽光。擋板式遮陽主要用于東、西向窗口，適用于遮擋太陽光高度角較低、正射窗口的陽光。構(gòu)件遮陽種類較多，必須根據(jù)建筑物的不同地理位置、朝向、用途，選擇正確的構(gòu)件遮陽形式。

自然綠化遮陽一方面是通過植物遮擋陽光，減輕太陽光對建筑物外圍護表面的灼曬，減少熱量的傳輸，達到減少能耗的目的；另一方面是通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為生物能，消化一部分太陽能，通過蒸騰作用將熱量帶出體外，降低環(huán)境溫度，達到能量的良性循環(huán)利用。同時使自然與建筑融為一體，營造出立體的綠色環(huán)境和良好的景觀效果，既解決玻璃幕墻的光污染問題，又為建筑帶來了優(yōu)美的景觀和舒適的心理感受。自然綠化遮陽是在建筑與周圍環(huán)境間建立的綠化生態(tài)墻，在一定程度上防止了各種極端氣候?qū)κ覂?nèi)影響，強化各種微觀氣候調(diào)節(jié)的效果，滿足人們對舒適度的要求[3]。

2.3 外遮陽在玻璃幕墻中應(yīng)用中需考慮的問題

外遮陽的設(shè)計應(yīng)與建筑設(shè)計緊密配合，需考慮外遮陽在建筑立面的效果，并與周邊的景觀相協(xié)調(diào)。從整體的高度入手，將外遮陽與建筑立面進行一體化設(shè)計，把遮陽作為建筑系統(tǒng)中的要素，從整體性和適宜性兩個方面來把握，實現(xiàn)建筑技術(shù)、功能、美學的統(tǒng)一[4]，使遮陽不僅是玻璃幕墻建筑節(jié)能設(shè)計的必要手段，也是標準較高玻璃幕墻建筑設(shè)計的必要手段。

3 單元式玻璃幕墻的外遮陽設(shè)計

3.1 固定外遮陽的設(shè)計

生態(tài)園三區(qū)10A、10B、11A這3棟超高層塔樓單元式明框玻璃幕墻透光部位采用6mm+12A+6mm超白中空鋼化Low-E玻璃，非透光部位采用6mm單片鍍膜玻璃。超白玻璃是一種高透明玻璃，透光率可達91.5%以上，與Low-E玻璃結(jié)合使用，既有優(yōu)異的隔熱效果，又有良好的透光性，外遮陽的應(yīng)用不影響室內(nèi)的采光效果。

單元式明框玻璃幕墻將穿孔鋁合金遮陽百葉、豎直玻璃肋與鋁格柵等固定外遮陽作為單元式玻璃幕墻的外裝飾構(gòu)件，規(guī)格與單元式玻璃幕墻的規(guī)格配套。水平穿孔鋁合金遮陽百葉、垂直玻璃肋遮陽與鋁合金格柵擋板式遮陽緊固件規(guī)格、位置、螺栓數(shù)量及間隔，根據(jù)工程需要及力學計算進行布置。垂直玻璃肋遮陽中的玻璃必須采用鋼化夾層安全玻璃，并進行強度與撓度驗算。

垂直玻璃肋遮陽玻璃肋采用8mm+1.14pvb+8mm夾膠鋼化磨砂玻璃，一旦玻璃發(fā)生自爆時，能保持形態(tài)維持一段時間，讓搶修能及時更換，減少玻璃墜落傷人的可能性。水平穿孔鋁合金遮陽百葉、垂直玻璃肋遮陽、鋁格柵擋板式遮陽與單元式玻璃幕墻之間的連接采用在兩單元豎料之間的空隙處設(shè)一帶夾具的連接件。通過螺栓緊固件將連接件固定，水平穿孔鋁合金遮陽百葉、垂直玻璃肋遮陽、鋁合金格柵擋板式遮陽，通過螺栓夾緊固定，為可拆卸連接方式。連接件以螺栓固定在單元立柱側(cè)邊，垂直玻璃肋遮陽、鋁合金格柵擋板式遮陽、水平穿孔鋁合金遮陽百葉與單元式玻璃幕墻連接節(jié)點如圖2～圖7所示。

圖2 垂直玻璃肋遮陽與單元式玻璃幕墻連接橫剖節(jié)點

圖3 垂直玻璃肋遮陽與單元式玻璃幕墻連接豎剖節(jié)點

圖4 鋁合金格柵與單元式玻璃幕墻連接橫剖節(jié)點

圖5 鋁合金格柵與單元式玻璃幕墻連接豎剖節(jié)點

圖6 遮陽百葉與單元式玻璃幕墻連接橫剖節(jié)點

圖7 遮陽百葉與單元式玻璃幕墻連接豎剖節(jié)點

遮陽構(gòu)件與單元式玻璃幕墻板塊的連接件位于兩單元豎料之間的空隙處，螺栓緊固件是隱藏的。遮陽構(gòu)件和單元式玻璃幕墻板塊在加工廠組裝好，分別運輸?shù)浆F(xiàn)場后，通過螺栓固定拼裝[5]，如圖8～圖10所示。由于遮陽構(gòu)件采用外連接方式，更換、維修都相當方便。

圖8 垂直玻璃肋遮陽與單元式玻璃幕墻裝配

圖9 鋁合金格柵擋板式遮陽與單元式玻璃幕墻裝配

圖10 穿孔鋁合金遮陽百葉與單元式玻璃幕墻連接

水平穿孔鋁合金遮陽百葉、垂直玻璃肋遮陽、鋁合金格柵擋板式遮陽和單元式玻璃幕墻板塊作為一個單元整體進行安裝，大大節(jié)約了運輸與施工安裝成本，充分發(fā)揮單元式幕墻的技術(shù)優(yōu)勢。

3.2 垂直綠化遮陽的設(shè)計

深圳灣科技生態(tài)園項目引入綠色生態(tài)技術(shù)，在建筑物墻面上利用立體空間進行綠化種植形成綠化生態(tài)墻。綠化生態(tài)墻位于單元式玻璃幕墻外側(cè)，其支撐結(jié)構(gòu)穿過單元式玻璃幕墻通過預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)連接，綠化生態(tài)墻與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點如圖11所示。

圖11 綠化生態(tài)墻與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點

綠化生態(tài)墻上綠化模塊事先預(yù)制，在建筑物的外墻面鋼架上按一定的間距設(shè)置連接角鋼，與綠化模塊花槽連接固定，通過吊掛與螺栓等方法固定在鋼架上面，施工速度快，拆卸方便，景觀效果好，藝術(shù)感強。

4 結(jié)語

發(fā)展綠色建筑，是建筑發(fā)展的大趨勢，節(jié)能是綠色建筑的標志，遮陽作為一種被動式、可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能技術(shù)，不存在能耗問題，必將在未來建筑廣泛應(yīng)用。單元式幕墻在建筑幕墻類別中，工業(yè)化程度最高，是目前裝配式建筑的發(fā)展方向。深圳灣科技生態(tài)園項目單元式玻璃幕墻充分發(fā)揮單元式幕墻的技術(shù)優(yōu)勢，通過在鋁合金龍骨上設(shè)置連接卡座，采用可拆卸的夾持連接技術(shù)固定外遮陽，將單元式幕墻與外遮陽完美結(jié)合。綠化生態(tài)墻采用模塊化的安裝模式，安裝工藝方便、快捷。深圳灣科技生態(tài)園項目單元式玻璃幕墻既具有保溫、隔熱節(jié)能效果，又滿足建筑美觀與采光要求，符合目前行業(yè)的發(fā)展方向，對同類項目具有較高的參考價值。

[1] 涂戰(zhàn)紅，袁玉慧，羅勇，等.遮陽技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用及探討[J].建設(shè)科技，2015 (01)：59-61.

[2] 杜成仁.夏熱冬暖地區(qū)建筑外遮陽節(jié)能技術(shù)探討[J].制冷與空調(diào)，2013，27(04)：372-374.

[3] 高樹鵬.天津泰達廣場A、B區(qū)及中央廣場綠色建筑幕墻的設(shè)計[J].廣東土木與建筑，2013，20(04)：12-14.

[4] 馮凌英.建筑立面一體化設(shè)計中遮陽構(gòu)件的運用研究[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2011 (05)：85-86.

[5] 高樹鵬.帶裝飾玻璃肋曲面單元式玻璃幕墻應(yīng)用技術(shù)[J].廣東土木與建筑，2014，21(09)：27-29，13.

Application technology of external shading unit glass curtain wall

GAOShupeng

(Cancer Hospital of Shantou University Medical College，Shantou 515031)

External shading as the unit glass curtain wall outside the structure, how to achieve the construction of the external shading and the unit glass curtain wall reliable connection, is the key element of the unit glass curtain wall design. unit glass curtain wall of Shenzhen bay science and technology park project adopts the removable clamping connection technology to fix external shading and to realize the reliable connection and integral installation of external shading and unitary glass curtain wall by setting up the connecting cassette on aluminum keel .Greening ecological wall adopts the modular installation mode, convenient and quick.

External shading; Unit glass curtain wall; Detachable clamp connection technology; Green ecological wall

高樹鵬(1970.7- )，男，高級工程師。

E-mail:gaoshupeng103@126.com

2017-04-02

TU

A

1004-6135(2017)08-0030-04