探討高層建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)要素

盧凱 張雪冬

摘 要：高層建筑是對(duì)土地利用率比較高的一種建筑形式，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的高層建筑出現(xiàn)在城市當(dāng)中，很多高層建筑都采用玻璃幕墻的形式對(duì)外墻進(jìn)行裝修。基于此，本文主要介紹了玻璃幕墻的裝飾內(nèi)容，并分析高層建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)的具體要素。

關(guān)鍵詞：高層建筑;玻璃幕墻;設(shè)計(jì)要素

我們?cè)诔鞘猩畹倪^程當(dāng)中，隨處可見用玻璃幕墻對(duì)高層建筑進(jìn)行裝飾的情況，這已經(jīng)基本上成為了現(xiàn)代城市高層建筑的主要特征。玻璃這種材料應(yīng)用在高層建筑外墻裝飾當(dāng)中，可以顯著降低室內(nèi)的溫度。但是，這種材料也會(huì)產(chǎn)生光污染，安裝過程當(dāng)中耗費(fèi)的能源比較大，因而要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、高層建筑應(yīng)用玻璃幕墻進(jìn)行裝飾裝修的優(yōu)勢(shì)

玻璃幕墻的組成結(jié)構(gòu)主要有;玻璃材料組成的面板、鋼筋材料組成的支撐結(jié)構(gòu)。由這兩種結(jié)構(gòu)組成的玻璃幕墻具有一定的位移能力，對(duì)建筑的外墻起到一定的裝飾與防護(hù)功能。在現(xiàn)代化的高層建筑項(xiàng)目當(dāng)中，建筑人員主要采用雙層玻璃的形式來(lái)對(duì)外墻進(jìn)行裝飾，一些特殊的高層建筑項(xiàng)目當(dāng)中也會(huì)采用三層中空玻璃和單層玻璃，來(lái)對(duì)外墻進(jìn)行防護(hù)。

中空玻璃是未來(lái)玻璃幕墻的主要發(fā)展方向，這種玻璃采用普通玻璃和鏡面玻璃相結(jié)合的方式，在雙層玻璃的中間部分充入干燥的空氣或者是氮?dú)?、氖氣等惰性氣體。應(yīng)用這種技術(shù)制作的雙層中空玻璃，具有良好的隔溫、隔熱、防潮、隔音性能，在地震災(zāi)害與大風(fēng)天氣面前表現(xiàn)都比較好[1]。

從建筑部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，應(yīng)用中空玻璃進(jìn)行外墻裝飾的高層建筑，整體室內(nèi)溫度可以上升40%，具有冬暖夏涼的顯著建筑優(yōu)勢(shì)，不僅可以減少建筑的能源消耗，還可以提高業(yè)主居住在這樣環(huán)境當(dāng)中的舒適程度，具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

二、高層建筑玻璃幕墻的具體設(shè)計(jì)

（一）玻璃幕墻的設(shè)計(jì)原則

1、系統(tǒng)性原則

設(shè)計(jì)人員要秉持著系統(tǒng)性原則，在進(jìn)行玻璃幕墻設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，分析好建筑幕墻的類型，以及高層建筑的實(shí)際情況，通過對(duì)立面整體效果進(jìn)行分析，來(lái)選擇應(yīng)用的具體玻璃幕墻形式。一方面，設(shè)計(jì)人員要從工程造價(jià)和節(jié)能效果角度入手，分析選擇哪一種型號(hào)、哪一種等級(jí)、哪一種顏色的玻璃幕墻。另一方面，設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)考慮建筑的整體造型、高度、施工區(qū)域、氣候條件、傳熱系數(shù)等等。通過一體化的參數(shù)分析，選擇合適的玻璃幕墻形式和品牌。

2、靈活性原則

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，要深入到施工環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行實(shí)地考察，尤其是通過數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的氣候數(shù)據(jù)，調(diào)查好施工當(dāng)?shù)囟竞拖募镜淖畹蜏嘏c最高溫，分析哪一種玻璃幕墻，可以適用于當(dāng)?shù)氐臍鉁貤l件，通過對(duì)保溫性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免在冬季和夏季出現(xiàn)極寒溫度與極熱天氣時(shí)，玻璃幕墻的隔熱性能，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。靈活的選用玻璃幕墻系統(tǒng)和玻璃幕墻材料，通過優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)，提高光的反射與吸收，提高整個(gè)建筑的整體節(jié)能效果。

3、綜合性原則

設(shè)計(jì)人員既要考慮玻璃幕墻的節(jié)能效果，也要考慮玻璃幕墻材料的具體成本，從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，對(duì)玻璃幕墻的設(shè)計(jì)的整體性價(jià)比進(jìn)行分析。避免片面追求節(jié)能環(huán)保效果，而導(dǎo)致玻璃幕墻的施工結(jié)算超預(yù)算。綜合考慮建筑項(xiàng)目的新風(fēng)系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、外墻保溫材料、地?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)整體上的優(yōu)化配合。選擇可以與這些系統(tǒng)優(yōu)化配合的玻璃外墻材料，提高整個(gè)建筑的綜合環(huán)保性能。

（二）高層建筑玻璃外墻的材料元素

1、新型玻璃材料的選擇

隨著我國(guó)制造業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，新型的環(huán)保玻璃材料正在研發(fā)當(dāng)中，目前，應(yīng)用最為廣泛的新型玻璃有Low-E環(huán)保玻璃、三層中空隔熱玻璃、光變色物理反應(yīng)玻璃等。這些型號(hào)的玻璃在抗輻射性能上、保溫性能上具有良好的表現(xiàn)，例如，光變色玻璃可以在太陽(yáng)光照射的情況下，隨著紫外線的強(qiáng)度變化而變化。更好的在高溫天氣反射太陽(yáng)光，抵擋光透過的效率。在室外溫度超過27℃時(shí)，玻璃的顏色會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿榘咨．?dāng)室外的溫度降低到25℃以下時(shí)，又會(huì)變回到透明狀態(tài)。設(shè)計(jì)人員要充分考慮到新型材料因素，對(duì)高層建筑的外墻裝修進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2、玻璃材料與配件透氣性檢測(cè)

設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)分析玻璃幕墻的透氣性，依據(jù)我國(guó)《玻璃幕墻透氣性等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中的相關(guān)參數(shù)，選擇適用于目前建筑工程項(xiàng)目的玻璃材料。在一些大型的高層建筑項(xiàng)目當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)對(duì)玻璃材料配件進(jìn)行測(cè)試，如果玻璃幕墻的面積超過3000平米，或者玻璃幕墻的面積比較大，超過建筑外墻結(jié)構(gòu)面積的1/2以上。設(shè)計(jì)人員就要采用分層檢測(cè)的辦法，對(duì)玻璃幕墻材料和配件的氣密性，進(jìn)行兩次以上的氣密性檢驗(yàn)，取得平均數(shù)，進(jìn)行材料對(duì)比與優(yōu)化分析。

（三）安全設(shè)計(jì)要素

1、避雷設(shè)計(jì)

玻璃幕墻的支撐結(jié)構(gòu)屬于鋼筋材料，設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)考慮對(duì)玻璃幕墻進(jìn)行避雷設(shè)計(jì)。第一，設(shè)計(jì)人員可以采用與高層建筑主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的防雷方式，在支撐龍骨結(jié)構(gòu)的橫向部分與豎向部分上加裝防雷線。第二，要及時(shí)通過接地處理，將導(dǎo)入到玻璃幕墻當(dāng)中的電荷流入地下，避免玻璃幕墻和建筑主體遭受到雷擊威脅。第三，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)玻璃幕墻的金屬框架，進(jìn)行單獨(dú)的避雷設(shè)計(jì)，做好金屬框架的電荷接地處理[2]。

2、防火設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)一個(gè)中空結(jié)構(gòu)，加裝防煙、防火材料，避免玻璃在烈火中出現(xiàn)融化、軟化的現(xiàn)象。通過周邊防火分隔構(gòu)件，提高整個(gè)玻璃幕墻的抗高溫性能。運(yùn)用1.5mm厚的鍍鋅鋼板和100mm厚的防火巖棉，在玻璃幕墻安裝過程當(dāng)中的縫隙中進(jìn)行填塞，并加注防火密封膠。控制好玻璃幕墻安裝過程當(dāng)中的縫隙差距。一般來(lái)說，靠近防火墻部分的玻璃幕墻，最近邊緣水平應(yīng)大于兩米，采用的玻璃型號(hào)要達(dá)到一級(jí)防火玻璃材料的強(qiáng)度。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，設(shè)計(jì)人員要參考數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的歷史信息，對(duì)高層建筑項(xiàng)目的玻璃外墻設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化把握。從本文的分析可知，設(shè)計(jì)人員要通過全面設(shè)計(jì)，進(jìn)行玻璃材料的參數(shù)控制。因而，我們要加強(qiáng)對(duì)于玻璃幕墻設(shè)計(jì)的理論研究，提高設(shè)計(jì)的實(shí)際水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]焦東.單元式玻璃幕墻的設(shè)計(jì)及其安裝方法[J].建材與裝飾，2017（19）：84-85.

[2]胡慧芬.建筑物玻璃幕墻產(chǎn)生光污染問題的原因與對(duì)策分析[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2017（03）：60-62.