建筑玻璃幕墻的類型特點及設(shè)計要點分析

朱東輝

（同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團）有限公司，上海楊浦 200092）

0 引言

建筑行業(yè)快速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)磚砌圍護結(jié)構(gòu)不復(fù)存在，取而代之的是玻璃幕墻。和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比較而言，玻璃幕墻具備了更加明顯的優(yōu)勢。為了更好的保障建筑玻璃幕墻施工效果，必須要認(rèn)真做好玻璃幕墻設(shè)計控制工作，確保設(shè)計方案的安全性、可行性、經(jīng)濟性。

1 建筑比例幕墻的類型特點概述

1.1 單元式玻璃幕墻

單元式玻璃幕墻指的是按照單元的形式來組織玻璃幕墻面板及金屬框架的生產(chǎn)和組裝施工的玻璃幕墻類型。該類型玻璃幕墻單元板塊在工廠內(nèi)完成加工及組裝，構(gòu)件精度較高；采用“等壓原理”構(gòu)造防水，防水性能較好；同時減少現(xiàn)場施工安裝工作，減少工期降低人力成本。但該類型幕墻鋁合金型材用量較高、因防水等構(gòu)造措施增加輔材用量等因素也決定了其相對于常規(guī)構(gòu)件式幕墻更為高昂的造價?，F(xiàn)階段，單元式玻璃幕墻的優(yōu)勢逐漸被人們所發(fā)掘，在鋼結(jié)構(gòu)以及主體結(jié)構(gòu)位移能力較強的高層建筑當(dāng)中，該類型幕墻實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。

1.2 構(gòu)件式玻璃幕墻

構(gòu)件式玻璃幕墻在建筑工程中的應(yīng)用非常廣泛，工藝較為簡單，并且施工非常的靈活。構(gòu)件式玻璃幕墻通過耐候密封膠和三元乙丙膠條來進行密封，具備了更強的氣密性及水密性，極大的提升了建筑玻璃幕墻的隔熱效果及隔音效果，同時也具備了防位移的能力。該類型幕墻現(xiàn)場施工工作量比價大，安裝精度比較依賴施工水平及施工管理。

1.3 點支式玻璃幕墻

點支式玻璃幕墻，通過多種組合形式，能夠帶來更多豐富的視覺效果。點支式玻璃幕墻的連接構(gòu)件主要以不銹鋼鑄件為主，同時會經(jīng)過電鍍處理，支撐結(jié)構(gòu)主要包括玻璃肋、鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)以及索桿結(jié)構(gòu)等。將點支式玻璃幕墻應(yīng)用于建筑工程施工中，具備了非常明顯的優(yōu)勢，能夠應(yīng)用于全景形式，幕墻結(jié)構(gòu)不僅有著良好的穩(wěn)定性，同時其外觀也非常的美觀，并且結(jié)構(gòu)形式非常的豐富，能夠塑造更加豐富的外觀效果。

1.4 全玻璃幕墻

全玻璃幕墻具備全透明、全視野的特征，結(jié)合玻璃的透明性特征，使得現(xiàn)建筑物內(nèi)部空間和外部空間相融合，人們通過玻璃即可觀看到幕墻的整個結(jié)構(gòu)體系，提升整體結(jié)構(gòu)體系的可見性，賦予建筑結(jié)構(gòu)及裝飾更強的立體感及藝術(shù)感。現(xiàn)階段，全玻璃幕墻憑借自身施工方便以及維護簡單等方面的優(yōu)勢，在建筑工程中實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，呈現(xiàn)出與眾不同的建筑立面效果，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在建筑裝飾中的應(yīng)用。

2 建筑玻璃幕墻的設(shè)計原則分析

2.1 選用安全性能高的玻璃材質(zhì)

一般情況下，建筑玻璃幕墻主要應(yīng)用于建筑圍護結(jié)構(gòu)和室內(nèi)隔斷中，因此在設(shè)計的過程當(dāng)中要充分考慮到安全性方面的因素，選擇使用具備較高安全性能的鋼化玻璃、夾層玻璃，降低出現(xiàn)破碎的概率，避免造成傷害。

2.2 選用性能穩(wěn)定的連接構(gòu)件

在建筑玻璃幕墻施工的整個過程當(dāng)中，幕墻和主體結(jié)構(gòu)主要是通過骨架和連接構(gòu)件達到連接的目的的。在設(shè)計的過程中必須要重視連接構(gòu)件的強度計算，科學(xué)合理的做好參數(shù)選擇工作，確保所選用的連接構(gòu)件具備穩(wěn)定的性能，提高幕墻的整體安全性。

2.3 設(shè)計要遵循相關(guān)規(guī)范

在建筑工程設(shè)計中，玻璃幕墻設(shè)計具備獨立性的特征，因此在設(shè)計的過程當(dāng)中要嚴(yán)格的遵循相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及要求來展開設(shè)計工作，同時要結(jié)合整體狀況來設(shè)計，確保設(shè)計方案的可行性與經(jīng)濟性，為接下來的施工打下良好的基礎(chǔ)。

2.4 經(jīng)濟性和節(jié)能性的統(tǒng)一

在建筑玻璃幕墻設(shè)計的過程當(dāng)中，要充分考慮到經(jīng)濟性和節(jié)能性方面的因素。眾所周知，玻璃幕墻設(shè)計效果，是影響建筑物內(nèi)部資源消耗的重要因素，因此在設(shè)計的過程當(dāng)中如果單純的追求節(jié)能，應(yīng)用了大量的節(jié)能材料，由于其價格較高，因而會極大的增加建筑工程造價成本。相反的，如果過于注重經(jīng)濟性，進而忽視節(jié)能因素，則會極大的增加能源消耗。基于此，在建筑玻璃幕墻設(shè)計的過程當(dāng)中，就要綜合考慮節(jié)能性和經(jīng)濟性方面的因素，實現(xiàn)兩者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，確保設(shè)計方案的最優(yōu)性。

2.5 滿足適用性原則

在設(shè)計建筑玻璃幕墻的過程當(dāng)中，要認(rèn)真勘察分析施工現(xiàn)場的自然環(huán)境及實際情況，使得設(shè)計方案具備更高的適用性。舉個例子來說，在嚴(yán)寒地區(qū)對于建筑玻璃幕墻的設(shè)計，要確保幕墻系統(tǒng)絕壁較高的保溫性能，在炎熱地區(qū)對于建筑玻璃幕墻的設(shè)計，要確保其具備良好的隔熱性能、遮陽效果。在設(shè)計中，要科學(xué)合理的選擇使用幕墻材料及系統(tǒng)，以便于更好的提升建筑整體性能。

3 建筑玻璃幕墻設(shè)計要點探討

3.1 建筑玻璃幕墻的防火設(shè)計

在發(fā)生火災(zāi)的情況下，普通玻璃幕墻往往會出現(xiàn)破碎，導(dǎo)致火勢的迅速蔓延，甚至?xí)斐扇藛T傷亡及財產(chǎn)損失。在這種情況下，在建筑玻璃幕墻設(shè)計過程當(dāng)中，要充分重視起防火設(shè)計工作。針對玻璃幕墻與每層樓板、梁、隔墻處的縫隙，應(yīng)采用不小于200mm厚的防火巖棉來進行填充，并在外部設(shè)置不小于1.5mm厚的鍍鋅鋼板承托，鋼板與主體結(jié)構(gòu)、幕墻結(jié)構(gòu)之間的縫隙宜填充防火密封膠，然后在防火密封膠的表面采用耐候膠密封，防止防火密封膠老化失效，在發(fā)生火災(zāi)時可阻止竄煙竄火；層間上下防火封堵的高度不小于1200mm（當(dāng)設(shè)置有室內(nèi)防火噴淋系統(tǒng)時不小于800mm）；幕墻的層間構(gòu)造應(yīng)采用不燃燒材料設(shè)置防火隔離帶，并應(yīng)繞建筑一周封閉成環(huán)設(shè)置。建筑防火分區(qū)位置的玻璃幕墻應(yīng)采用防火幕墻設(shè)計，玻璃面板采用防火玻璃，膠條采用阻燃型防火膠條及防火密封膠，龍骨采用鋼龍骨，避免引發(fā)大面積的火災(zāi)。

3.2 建筑玻璃幕墻的抗風(fēng)壓設(shè)計

在設(shè)計建筑玻璃幕墻的時候，要認(rèn)真做好抗風(fēng)壓設(shè)計工作，以便于在受到風(fēng)壓的影響下能夠始終保持良好的性能?；诖耍趯嶋H設(shè)計中要重視對專業(yè)設(shè)計軟件的應(yīng)用，充分結(jié)合實際情況來建立完善的設(shè)計模型，并對幕墻所應(yīng)用的構(gòu)件和模塊的抗風(fēng)壓變形系數(shù)進行科學(xué)合理的設(shè)計，并分析玻璃幕墻的外壁環(huán)境影響，以便于更好的保障玻璃幕墻設(shè)計強度達標(biāo)，提升其安全性與可靠性。

3.3 建筑玻璃幕墻的抗震設(shè)計

在地震的情況下，玻璃幕墻極易遭受破壞，因此要想減少出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，要確保具備極強的抗變位能力和抗變形能力。首先，在設(shè)計的時候要對建筑玻璃幕墻的各個分體連接位置進行合理的計算，例如：連接件和豎龍骨的連接部位要預(yù)留充足的活動余量，提升玻璃幕墻的抗震性能。其次要確保玻璃幕墻整體連接能夠達到三維調(diào)整，提升幕墻在地震情況下的彈性，吸收主體結(jié)構(gòu)的變位，在確保幕墻安全的同時，使得功能得到充分的發(fā)揮。

3.4 建筑玻璃幕墻的防雷設(shè)計

在雷電天氣下，建筑玻璃幕墻由于大量采用金屬材料，因此會形成靜電感應(yīng)電壓，對人和設(shè)備造成危害，因此在設(shè)計的過程當(dāng)中要重視防雷設(shè)計。首先確保建筑防雷類別和避雷網(wǎng)絡(luò)接地點一致。其次建筑玻璃幕墻要建立從上到下的防雷體系，同時要確保其有效連接至主體結(jié)構(gòu)的防雷系統(tǒng)。再次在建筑玻璃幕墻防雷設(shè)計中，要將幕墻電阻控制在5Ω內(nèi)，一、二類防雷建筑物每根引下線接地電阻≤10Ω，三類建筑物要求≤30Ω。

3.5 玻璃幕墻的遮陽設(shè)計

做好對建筑玻璃幕墻的遮陽設(shè)計工作也具有重要的現(xiàn)實意義。在實際設(shè)計的過程當(dāng)中，對于遮陽板面的設(shè)計，要確保板面具備良好的視野、通風(fēng)狀況良好，采光良好，構(gòu)造合理，最重要的是要考慮到對于直射陽光的遮擋。一般情況下，大多將遮陽板面設(shè)計成為百葉模式，遮陽板主要是由混凝土、輕金屬以及鋁板等材料所構(gòu)成的。與此同時，在設(shè)計遮陽板的過程當(dāng)中，由于會在一定程度上影響到通風(fēng)及防熱，因此要想避免室內(nèi)進入熱空氣，要合理的控制好板面和玻璃幕墻兩者間的距離，使得熱空氣實現(xiàn)快速消散。此外，在選擇遮陽板面材料及顏色的過程當(dāng)中，由于遮陽構(gòu)件大多處于外部，因此要確保所選擇使用的材料具備較強的堅固性，輕質(zhì)性，有效降低構(gòu)件整體重量。在顏色方面，最好選擇淺色，避免影響到隔熱效果。

3.6 玻璃幕墻的節(jié)能性設(shè)計

現(xiàn)階段，建筑物高耗能問題引發(fā)了社會各界的關(guān)注。當(dāng)前隨著我國節(jié)能減排工作的不斷推進，加快玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計成為一項重要工作。在建筑玻璃幕墻設(shè)計的整個過程當(dāng)中，要對玻璃幕墻材料、幕墻系統(tǒng)以及隔熱材料進行科學(xué)合理的設(shè)計應(yīng)用，最好采用高性價比的玻璃及斷熱材料，降低玻璃幕墻K值，進而有效提升節(jié)能效果，降低能源損耗。

3.7 建筑玻璃幕墻的可靠性設(shè)計

在建筑玻璃幕墻設(shè)計中，安全性和可靠性設(shè)計是一項重要工作。在實際的設(shè)計過程當(dāng)中，要嚴(yán)格的按照玻璃幕墻設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求及相關(guān)規(guī)范來展開設(shè)計工作，充分考慮到建筑玻璃幕墻的地震荷載、風(fēng)荷載以及玻璃自重對于受力構(gòu)件所帶來的影響等一系列方面的因素，提升設(shè)計的可靠性與安全性。與此同時，在建筑玻璃幕墻設(shè)計的過程當(dāng)中，還要認(rèn)真做好對玻璃幕墻和建筑主體結(jié)構(gòu)間連接的隔離性和可靠性設(shè)計工作，結(jié)合不同形式的幕墻結(jié)構(gòu)，合理的選擇和主體結(jié)構(gòu)的連接方式。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前建筑玻璃幕墻憑借自身的諸多優(yōu)勢，實現(xiàn)了在建筑工程中的廣泛應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，要嚴(yán)格的按照相應(yīng)的原則做好設(shè)計工作，明確設(shè)計要點，提升建筑玻璃幕墻設(shè)計效果，滿足人們對于建筑的美觀性、實用性等方面的要求，促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。