建筑玻璃幕墻設計與施工質量控制研究

文/吳旻琦 上海日清建筑設計有限公司 上海 200080

建筑玻璃幕墻的設計完全滿足了人們對建筑美觀性的追求。但作為高層建筑的外部保護層，玻璃幕墻除了要求設計美觀以外，更重要的一點是要堅實牢固，起到真正的防護作用。但玻璃幕墻總歸是玻璃材質，很容易破碎，所以這要求玻璃幕墻在施工的過程中要選擇最優(yōu)的原材料以及最優(yōu)的設計方案，以此來保證高層建筑玻璃幕墻的質量。

1、建筑玻璃幕墻設計特征與應用

建筑玻璃幕墻主要包括隱框玻璃幕墻、半隱框玻璃幕墻以及明框玻璃幕墻。相較于隱框、半隱框玻璃幕墻，明框玻璃幕墻使用效果較差。因此，通常在規(guī)模較小工程項目上使用明框玻璃幕墻，針對大規(guī)模或對建筑外環(huán)美化程度要求較高工程項目主要使用隱框、半隱框玻璃幕墻。建筑玻璃幕墻受力主體采用鋁合金結構與鋼結構，針對建筑幕墻空間受力主體結構復雜，在進行玻璃幕墻設計階段，重點考慮幕墻作用、負荷、幕墻結構承重力以及結構變形等情況。在安裝后進行質量檢測，預測幕墻性能薄弱環(huán)節(jié)對幕墻整體結構影響。

2、建筑玻璃幕墻的設計

2.1 建筑玻璃幕墻的材料選取

本節(jié)以室外用的隱框玻璃幕墻為例，詳述玻璃幕墻的材料選取。隱框玻璃幕墻所采用的主要材料包括：鋼材、鋁型材、埋件、連接件、硅酮結構膠、玻璃等，承重壓力、強度、耐久性、抗腐蝕性等參數(shù)指標都應該符合國家材料標準設計。同時運用這些材料所設計的玻璃幕墻也應該能夠通過正常功能極限狀態(tài)和安全使用極限狀態(tài)下的質量檢測，實現(xiàn)氣密性和水密性良好，無變形等效果。

2.2 建筑玻璃幕墻的安全可靠性設計

針對建筑玻璃幕墻的安全可靠性設計，首先應對玻璃幕墻的水密性、氣密性、風壓變形性、平面變形性四大性進行數(shù)值型規(guī)定，對相關結構承受力等進行驗算，尤其是極限變形，要著重規(guī)定數(shù)值。其次，要設計建筑玻璃幕墻的防雷接地系統(tǒng)。一般是把土地建筑的防雷鋼筋和預埋件進行焊接，將避雷均壓環(huán)壓成環(huán)形，在通過鋼筋傳接到大地，并和建筑外的接地系統(tǒng)連接，以此確保高層建筑玻璃幕墻的安全可靠性。

2.3 建筑玻璃幕墻的防火設計

針對玻璃幕墻和樓板之間的空隙、玻璃幕墻和其他防火隔離構件間的空隙等部位應進行防火封堵設計。封堵的填充料要選用不可燃的材料，并對保護層上的防火涂層進行處理。對于未設置窗檻墻的建筑玻璃幕墻，要在每一個樓層的外沿部分設置相應的高度，大約要大于0.8米的防火玻璃幕墻。其耐火極限要大于1h，并單獨設立。玻璃幕墻和樓層間測空隙要用厚度不小于1.5毫米的鋼板來承托，并注意鋼板要鍍鋅。

2.4 玻璃幕墻的玻璃選擇

玻璃幕墻要使用安全玻璃，要結合建設單位的要求，選擇玻璃的品種、顏色和規(guī)格要符合設計及規(guī)范要求，除此之外，還要重點分析對露點性、光學性的要求，達到實用美觀的效果。通常情況下，玻璃厚度控制在6.0mm以內，全玻璃幕墻肋玻璃厚度要大于12mm。如果選用的是中空玻璃，必須進行雙道密封，如果是明框幕的中空玻璃，要使用丁基密封膠、聚硫密封膠進行密封。除此之外，很多工程都選用鋼化玻璃，它和普通厚度的玻璃進行對比分析，其彎曲能力、抗沖擊的能力要高出4～6倍，當溫度變化較大后，其有很強的適應能力，一旦受到外力破損之后，也不會出現(xiàn)尖銳的顆粒，有效保證周圍人們的安全，但是，由于鋼化玻璃有自爆的特點，一般只用于首層。除此之外，中空玻璃的隔熱性能、隔音性能都比較突出。

3、玻璃幕墻的施工質量控制

3.1 測量放線控制

測量放線工作作為整個玻璃幕墻施工的關鍵起始部分，后續(xù)的安裝施工環(huán)節(jié)都是以該工序作為施工參考，因此必須要保證測量放線工作的精準性。在對該政協(xié)綜合大樓的外立面進行測量的工作中，要將測量的實際結果信息跟設計中的要求進行全面的比較，當發(fā)現(xiàn)一些尺寸存在偏差的情況時，要及時予以校正，這樣一來，就可以在很大程度上避免在玻璃幕墻的安裝施工過程中出現(xiàn)閉合不嚴密的情況。同時，通過激光經緯儀對整個建筑的相關區(qū)域以及各樓層的垂直方向以及水平方面的控制線進行標定，在這個過程中，需要嚴格保證控制線的閉合性，從而確保整個測量工作的精準性。

3.2 玻璃幕墻骨架的安裝控制

首先，要開展立柱的固定工作，同時，要確保立柱跟主題埋件二者之間進行連接，在這個基礎之上，通過合理的調整垂直控制線來控制好立柱的垂直度，保證垂直度能夠處于合理的狀況之下，在工程的實際操作中，通常使用經緯儀來對垂直度進行檢測。出于對該政協(xié)綜合大樓工程的全面考慮，將本工程立柱的高度設定為一層樓高，同時利用套管來保證套頭之間的關聯(lián)。另外由于該建筑對方或要求較高，考慮到高溫的膨脹特性，在接頭處留有2厘米左右的空隙;其次，對橫梁的安裝過程來說，要通過先上后下的順序來進行，通過螺栓作為橫梁跟立柱之間的橋梁，保證兩者之間能夠有效地連接起來。根據(jù)相關施工的要求和規(guī)定，要講相鄰兩根橫梁的水平偏差控制在1毫米以內，而同一層建筑的橫梁水平偏差就必須要相應的控制在5毫米之內，同層建筑的橫梁跟立柱的外表面之間的偏差也必須嚴格控制在1毫米之內。

3.3 玻璃幕墻預埋件、連接件以構件制作安裝

玻璃幕墻施工過程中如果無法運用預埋件展開連接，需要選擇其它措施進行更換，并且制定節(jié)點強度性能試驗，對承載力和負荷量進行檢測。預埋件、連接件安裝一定確保其穩(wěn)固性和位置準確性，焊接縫隙工作要按照施工規(guī)劃進行并增加防腐處理。玻璃幕墻連接件必須具備三維調節(jié)的余量，將可調節(jié)范圍控制在將可調節(jié)范圍控制在40mm，受力部分鉚釘和螺栓要大于兩個，并且制定防松、防脫落措施。

3.4 玻璃的安裝控制

要保證整體建筑物外觀的欣賞性以及質量的優(yōu)良性，玻璃的安裝過程必須要嚴格控制好垂直度以及平整度兩個方面。也就是說，各玻璃之間的拼接要保證一致性的同時，平整度的偏差也要控制在一定的范圍內，使整個幕墻呈現(xiàn)出平整的效果。在安裝過程中，要按照玻璃安裝的相關規(guī)定，在內膠條安裝到下框之后再開始玻璃的安裝工作，等到玻璃按照垂直度和平整度的要求安裝完成之后，就需要嵌入外膠條，最后，為了保證幕墻的封閉性和穩(wěn)定性，必須要使用硅酮密封膠對玻璃墻的接縫處進行密封處理。

3.5 玻璃的嵌縫處理

對于相鄰玻璃之間的縫隙要及時清理，保持干燥。為了防止玻璃污染，在兩側玻璃上粘貼紙基膠帶。密封膠的施工厚度應大于3.5mm，控制在4.5mm以內，縫隙較深時，要填塞聚乙烯發(fā)泡墊棒，完成注膠后，檢查膠縫外觀質量達到橫平豎直、深淺一致、寬窄均勻、光滑順直后，將保護膠紙撕掉，后期進行養(yǎng)護。

4、玻璃幕墻的施工管理

4.1 建立和完善安全生產管理體系

在施工前，項目組就建立和完善以項目經理和項目副經理牽頭，技術負責人、質檢員、施工員、安全員、材料員共同參與的安全生產管理體系，并結合各自負責的領域將安全生產責任落實到具體每一個人，每一處施工環(huán)節(jié)，全面提高施工現(xiàn)場的安全管理。

4.2 強化安全生產責任意識，做好安全防護工作

該建筑涉及面廣泛，樓層高度較高，這給施工人員的安全施工造成一定的威脅，因此，要對參與施工的所有員工進行安全施工培訓，組織施工人員進行安全施工的操作規(guī)則的學習，從而提高施工人員的安全生產責任意識，此外，要結合該工程的具體情況，對一些容易出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)和區(qū)域要做好警示標志并通知到所有的施工人員，做好相關的防護欄設置、安全網(wǎng)的設置工作。

結語：

總而言之，重視對玻璃幕墻設計和施工質量監(jiān)督管理，是延長建筑工程使用壽命主要手段。制定玻璃幕墻建材、構建以及密封措施等方面控制制度，確保幕墻安裝工作順利展開，最大程度上降低建筑幕墻變形、斷裂、誤差等問題。