帶外挑玻璃翼的折線型構件式玻璃幕墻

楊太勇

（南京金中建幕墻裝飾有限公司，江蘇 南京 211102）

0 前言

傳統(tǒng)的構件式玻璃幕墻通常由平面框架和面板構成，其外立面整體通常為平面的構造形式，立面的造型變化主要通過幕墻上裝飾線條的變化或幕墻間不同角度的拼接實現(xiàn)，同一片幕墻的固定面板及開啟位置都位于同一個平面內(nèi)，建筑效果和立面造型比較單一，遮陽性能不理想，功能較少，且正面設開啟扇對建筑立面效果影響較大，不能充分適應建筑設計和幕墻設計日新月異發(fā)展的需要。

為了彌補傳統(tǒng)構件式幕墻的以上不足，人們研發(fā)了一種帶外挑玻璃翼的折線型構件式玻璃幕墻。該幕墻由玻璃面板、陰角立柱、陽角立柱、鋁橫梁、陽角插入式玻璃副框、陰角護邊、外壓板、裝飾扣板等構件組合安裝而成，擁有立體折線造型，在滿足圍護結(jié)構基本要求的基礎上，豐富構件式幕墻的空間造型，通過側(cè)面開啟窗及外挑玻璃翼的設計還能提高構件式幕墻的遮陽性能，減少了開啟扇對建筑立面效果的影響，使建筑立面效果更加新穎美觀。

1 案例介紹

該幕墻目前已應用在了兩個項目中，現(xiàn)結(jié)合兩個項目的實際施工情況對本幕墻進行詳細研究。

1.1 應用項目一

該幕墻應用在南京地鐵線網(wǎng)綜合控制中心幕墻工程，此項目位于南京市中山南路和建鄴路交叉口的西北側(cè)，緊鄰南京地鐵一號線張府園，外立面主要為玻璃幕墻、石材幕墻等。最高建筑高度23.7m，地上5 層，項目建成后為南京地鐵線網(wǎng)綜合控制中心大樓。建筑東南立面為迎街面，面向中山南路和建鄴路十字路口，視野開闊，對幕墻外觀效果要求高。該幕墻即布置在此項目東南立面2~5 層部位，此幕墻應用面積共約2200m2。

項目一中帶外挑玻璃翼的折線型構件式玻璃幕墻四周均設計為暖色干掛砂巖石材幕墻，玻璃幕墻分樓層布置，每層分別固定在樓板上下口，層間樓板部位采用銀灰色氟碳噴涂鋁單板連接上下層玻璃幕墻，鋁單板上下面均呈三角型與折線型玻璃幕墻連接，鋁單板上面留有往外的散水坡度，下面設計有滴水線。

該幕墻正面面板采用5+1.14PVB+5LOW-E+12A+6mm 夾膠中空鋼化超白彩釉玻璃，側(cè)面玻璃面板采用6LOW-E+12A+6mm 中空鋼化玻璃。側(cè)面玻璃面板的上、下、左邊均采用明框壓板和裝飾扣條固定，右邊采用Z 型角鋁與陰角立柱固定。外挑玻璃翼面板的上下兩邊采用明框壓板和裝飾扣條固定，左右兩邊一邊鑲?cè)腙幗橇⒅cZ 形陰角護邊形成的卡槽內(nèi)，另一邊通過兩道結(jié)構膠與陽角玻璃副框連接，將陽角玻璃副框插入陽角立柱設計的卡槽中，再用明框壓板和裝飾扣條壓住陽角玻璃副框。正面玻璃內(nèi)層為中空LOW-E 玻璃，與側(cè)面中空LOW-E 玻璃連接，保證了室內(nèi)節(jié)能的完整性，外層采用5+1.14PVB+5 彩釉夾膠玻璃，做拋邊處理，拋邊夾膠玻璃外露PVB 夾膠片采用專用中性透明密封膠密封，提高耐久性。側(cè)面設置有上懸外開窗，隱藏在正面拋邊彩釉夾膠玻璃后側(cè)，即使在開啟窗開啟狀態(tài)從正面依然不可見，使立面看起來干凈、整潔、大氣，拋邊彩釉夾膠玻璃同時對幕墻起到遮陽作用，使幕墻更節(jié)能（圖1）。

圖1 帶開啟窗部位節(jié)點

1.2 應用項目二

該幕墻也應用于珠江路未來城B 座立面改造項目（圖2），建筑呈長矩形，北臨南京市玄武區(qū)珠江路，南靠秦淮河，西為花紅園路，東為太平橋北路，南北向為長面，也為幕墻主要展示面。此項目為老樓改造項目，五層及以上為住宅區(qū)，1~4 層為商業(yè)區(qū)，也是主要改造區(qū)域。外立面幕墻一層設計為大面板玻璃幕墻及商業(yè)入口門，2~4 層的4 個面均主要采用帶外挑玻璃翼的折線型構件式玻璃幕墻，其中穿插設計有櫥窗式玻璃幕墻盒子，此幕墻應用面積共約10000m2。建成后，珠江路沿路的梧桐樹與折線型玻璃幕墻交相輝映，別有一番風景。

圖2 珠江路未來城B 座立面改造項目

項目二中帶外挑玻璃翼的折線型構件式玻璃幕墻整體外挑在主體結(jié)構以外，2~4 層形成一片整體的幕墻形式，折線型玻璃幕墻下部與鋁單板吊頂連接，吊頂前沿設計有滴水線，折線型玻璃幕墻上部直接通到裙房屋面，采用鋁單板壓頂封閉處理，鋁單板壓頂留有往裙房頂側(cè)排水坡度，層間結(jié)構梁部位在玻璃面板背面設計有深灰色鋁單板背襯，將主體結(jié)構梁、后置埋件、轉(zhuǎn)接件等構件遮擋在鋁單板背面。

項目二中該幕墻面板采用8+1.52PVB+6LOW-E+12A+8mm 夾膠中空鋼化玻璃，玻璃外層為8+1.52PVB+6夾膠玻璃，做拋邊處理，側(cè)面面板6LOW-E+12A+6mm中空鋼化玻璃。兩個項目施工相同部分在此不做贅述，有以下3 點不同。

（1）項目二該幕墻整體外挑在主體結(jié)構以外，立柱通過轉(zhuǎn)接件固定到立柱后口主體結(jié)構梁上。陽角部位通過兩塊鋼板折制的陽角立柱轉(zhuǎn)接件將陽角立柱夾持?。▓D3），陰角部位通過兩塊鋼板折制的陰角立柱轉(zhuǎn)接件將陰角立柱夾持?。▓D4），鋼制轉(zhuǎn)接件與鋁合金立柱之間設置有絕緣墊塊，陰陽角立柱腔內(nèi)均設置有400mm 長鋼套芯，鋼套芯與鋁合金立柱之間有絕緣墊塊間隔，然后用2-M12 不銹鋼螺栓組將立柱、鋼套芯與鋼板折制轉(zhuǎn)接件栓接固定，鋼板折制轉(zhuǎn)接件與外挑槽鋼轉(zhuǎn)接件用2-M12 不銹鋼螺栓連接固定，槽鋼轉(zhuǎn)接件開設有長腰孔以滿足現(xiàn)場結(jié)構偏差，槽鋼轉(zhuǎn)接件與主體結(jié)構埋件焊接固定。

圖3 珠江路未來城B 座立面改造項目

圖4 陰角立柱轉(zhuǎn)接節(jié)點

（2）項目二該幕墻設計為隱框橫梁，玻璃面板與隱框橫梁連接采用了一種無玻璃副框的隱框設計。傳統(tǒng)的半隱框幕墻，幕墻中空玻璃面板在玻璃加工廠加工完成后，需先發(fā)往幕墻加工廠，與玻璃副框用硅酮結(jié)構膠打膠粘接，待結(jié)構膠固化后再發(fā)往工地安裝，幕墻加工工序較復雜，周期較長，成本較高，且幕墻加工廠的結(jié)構膠注膠流程往往采用手工完成，注膠質(zhì)量不易保證。另外，玻璃副框與立柱或橫梁之間齊平、密拼安裝，玻璃副框的側(cè)面在室內(nèi)可見，導致室內(nèi)側(cè)縫隙過多，視覺效果不完整，影響美觀，而且實際安裝時，因為存在加工與安裝偏差，玻璃副框與立柱或者橫梁凹凸不平的情況客觀存在，造成室內(nèi)視覺效果更差。

干法施工無玻璃副框的隱框設計，在幕墻中空玻璃面板的合片結(jié)構膠內(nèi)側(cè)分段嵌有玻璃內(nèi)置U 型槽，π形鋁合金壓塊通過不銹鋼螺栓組將玻璃內(nèi)置U 型槽壓接在幕墻龍骨上，立柱橫梁外側(cè)兩端帶有膠條槽口，幕墻安裝時槽口內(nèi)穿入膠條，中空玻璃面板的內(nèi)壁壓接在膠條上。中空玻璃在玻璃加工廠生產(chǎn)時，玻璃內(nèi)置U型槽在合片結(jié)構膠注膠后尚未固化時嵌入，其厚度略小于中空玻璃面板的中空層厚度，避免U 形槽與玻璃發(fā)生直接接觸。幕墻安裝時π 形鋁合金壓塊的兩條支腿支撐在立柱橫梁的螺栓槽口進行定位，π 形鋁合金壓塊的左右翅壓接在玻璃內(nèi)置U 型槽的內(nèi)壁上。

考慮到玻璃幕墻設置在臨街面，人流量較大，本項目在隱框立柱和橫梁部位均布置有氟碳噴涂成黑色的Z 型鋁合金安全扣壓住玻璃面板，是防止玻璃脫落的第二道防線，黑色的Z 型鋁合金安全扣與中空玻璃合片膠相重疊，在沒有破壞幕墻的外觀效果的前提下，更有效的保證了幕墻的安全。

（3）項目二該幕墻橫梁和立柱采用鋁合金插芯式連接方式。傳統(tǒng)的玻璃幕墻橫梁常為半開口或全開口橫梁，橫梁與立柱連接方式為橫梁配套角鋁與立柱采用螺栓連接，安裝完畢再在橫梁開口處扣上橫梁扣板，這種開口橫梁承載能力較閉口橫梁差；橫梁扣板與橫梁之間的扣接縫隙無法遮蔽影響美觀；橫梁連接角鋁為工廠加工制作，有一定的加工誤差；同時角鋁螺栓承受面板重力的力臂較大，角鋁與鋁橫梁間隙較大，橫梁在較重面板的作用下較易出現(xiàn)前傾翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，給幕墻帶來了一系列問題和隱患。

該項目鋁合金橫梁采用閉口設計，鋁合金插芯與鋁合金橫梁配套開模，插芯截面上設置有2~4 個螺釘孔，螺釘孔內(nèi)擰入內(nèi)六角圓柱頭螺釘，螺釘外露一定距離，橫梁前端面開操作孔，擰好螺釘?shù)牟逍静迦霗M梁兩端形成間隙配合。安裝橫梁時將橫梁置入立柱側(cè)面，通過橫梁前端的操作孔撥動插芯，將插芯的外露螺釘頭撥入立柱對應位置開好的孔內(nèi)，再從橫梁前端擰入沉頭螺釘將橫梁和插芯進行固定。

2 項目實踐總結(jié)

幕墻的物理性能等級依據(jù)國家標準《建筑幕墻》（GB/T 21086—2007）按照建筑物所在地區(qū)的地理、氣候條件、建筑物高度、體型和環(huán)境以及建筑物的重要性等選定的，其分級符合國家現(xiàn)行規(guī)范《建筑幕墻》的規(guī)定[1]。

根據(jù)本項目幕墻系統(tǒng)所受的最大風荷載標準值，設計的幕墻抗風壓變形性能等級為2 級；幕墻的水密性能固定部分的等級為3 級；可開啟部分的等級為3 級；幕墻的氣密性能級為3 級；透明幕墻傳熱系數(shù)為5 級；透明幕墻遮陽系數(shù)為6 級；透明幕墻的隔聲性能為3級；幕墻系統(tǒng)平面內(nèi)變形性能達到2 級；幕墻的耐撞擊性能可達到2 級（室外側(cè)夾膠層可更好的對抗冰雹、大風時飛來物、飛鳥等室外撞擊）；采光性能指標達3 級。其他項目也可根據(jù)項目自身情況調(diào)整型材及面板規(guī)格尺寸以達到適合自己項目的等級要求。

該幕墻通過在以上兩個項目上的實踐，發(fā)現(xiàn)有以下6 個優(yōu)點。

（1）折線型玻璃幕墻帶外挑玻璃翼，大大豐富了建筑的外立面效果，使建筑立面更有空間感和層次感，更加富于動感，且立面玻璃的光影效果富于變化。外挑玻璃翼可以設計成不同圖案的彩釉玻璃或鍍膜玻璃，以滿足建筑外觀效果的需求，同時提高幕墻的遮陽性能。

（2）帶外挑玻璃翼的折線型構件式玻璃幕墻主要構件采用鋁合金型材開模裝配，安裝精度高，加工、安裝簡單方便。所有構件均可按照安裝順序的步驟逆操作來進行拆卸，幕墻可更換維護性強。

（3）在折線型玻璃幕墻側(cè)面開窗加外挑玻璃翼裝飾處理，可減少開啟扇開啟時對建筑立面效果的影響。

（4）外挑玻璃翼部位與副框采用兩道結(jié)構膠連接處理，在結(jié)構計算方面更能實現(xiàn)較大面板的設計，使面板連接更加安全、可靠。

（5）外挑玻璃翼面板采用夾膠中空LOW-E 玻璃，側(cè)面玻璃面板采用中空LOW-E 玻璃，在提高幕墻節(jié)能性的同時，確保外挑玻璃翼即使破裂也不會墜落，提高了安全性。

（6）該幕墻適用性強，玻璃面板可采用明框壓板固定也可采用隱框的副框連接及隱副框連接固定；橫梁與立柱連接可采用角鋁連接也可采用插芯式連接；立柱與主體結(jié)構可采用上下口插芯連接也可采用轉(zhuǎn)接件連接。

3 結(jié)語

該幕墻設計外觀大氣、新穎，外觀設計與建筑功能完美結(jié)合，節(jié)能性能優(yōu)越，安全可靠，適應性強，可更換性強，加工、安裝簡單方便，易于保證質(zhì)量和精度，在玻璃幕墻的設計安裝中有著很好的應用前景。