高層建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)的論述

吳曉國(guó)

摘要：在當(dāng)代，建筑技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，在高層建筑中，玻璃幕墻因本身具有通透大方、施工簡(jiǎn)便、采光性好、密封性好等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。文章從玻璃幕墻的類別出發(fā)，對(duì)高層建筑中玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)、防火、綠色節(jié)能、安全可靠性等方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，并對(duì)玻璃幕墻施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，提高設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的能力，不斷向更高，更加環(huán)保、智能、美觀方向進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：高層建筑；玻璃幕墻；設(shè)計(jì)與施工

一、引言

隨著我國(guó)高層建筑美學(xué)概念的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升，人們對(duì)于工作，生活環(huán)境的要求越來(lái)越高，玻璃幕墻作為現(xiàn)代科技與建筑水平發(fā)展的重要標(biāo)志，以其華美宏大的外觀表現(xiàn)，簡(jiǎn)單美觀又富有時(shí)代的氣息，深受廣大建筑業(yè)和房屋建造者的喜愛，在高層建筑設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。從目前看來(lái)，玻璃幕墻的使用量越來(lái)越大，由于玻璃是易碎品，玻璃幕墻作為建筑的外部設(shè)計(jì)框架必須結(jié)合建筑物特點(diǎn)，對(duì)玻璃幕墻進(jìn)行更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。

二、玻璃幕墻的類型

當(dāng)代社會(huì)，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展以及建筑物結(jié)構(gòu)的多元化，玻璃幕墻的類別很多，在高層建筑中應(yīng)用最多的是框支撐玻璃幕墻，根據(jù)框架安裝方式不同，其主要包括明框玻璃幕墻和隱框玻璃幕墻。其中明框玻璃幕墻是最傳統(tǒng)的玻璃幕墻，金屬框架直接顯露在外立面，玻璃是嵌固在型材的凹槽里，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠、工作性能良好，是高層建筑最佳的選擇；隱框玻璃幕墻是金屬框架設(shè)計(jì)在室內(nèi)，玻璃面板安裝在框架外側(cè)，再利用硅酮密封膠把玻璃面板與框架進(jìn)行有效的粘結(jié)，形成現(xiàn)代化的建筑外觀效果，在視覺上也更為新穎。

三、玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)

玻璃幕墻之所以廣受歡迎，除了及基本的墻體維護(hù)功能以外，在裝飾方面更起著美化建筑外墻立面的作用，其視覺效果極為震撼，設(shè)計(jì)合理的玻璃幕墻與建筑物造型相結(jié)合，可以將設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路表達(dá)地更為清楚、突出，作為建筑外立面的組成部分，玻璃幕墻結(jié)構(gòu)、足建筑物在安全方面的要求，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，玻璃幕墻必須考慮風(fēng)壓、地震、氣密、火災(zāi)、變形等因素的影響，因此，必須堅(jiān)持科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，從工程實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和正確的施工技術(shù)，嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，確保玻璃幕墻施工及使用的安全可靠。

玻璃幕墻作為高層建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，既應(yīng)具有嚴(yán)格的水密、氣密與防寒隔熱等性能的要求，又必須防止它因風(fēng)力、地震、溫度變化以及由于安裝或加工工藝不當(dāng)而造成破裂、掉落等安全事故，因此 在進(jìn)行 高層建筑璃幕墻設(shè)計(jì)時(shí)常會(huì)涉及到隔熱“防火”氣密“抗震”避雷等相關(guān)技術(shù)，這與人身安全密切相連，因此，玻璃幕墻的設(shè)計(jì)制作與安裝必須由具有相應(yīng)資質(zhì)的企業(yè)承包，施工過(guò)程中的任何一個(gè)疏忽，都有可能影響幕墻乃至建筑物的使用性能，因此，必須堅(jiān)持科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，從工程實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和正確的施工技術(shù)，嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，確保玻璃幕墻施工及使用的安全可靠。

四、玻璃幕墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1安全性設(shè)計(jì)

玻璃幕墻有著區(qū)別于其他墻體設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，就是它不同于一般的幕墻設(shè)計(jì)和填充墻，能夠自己獨(dú)自承擔(dān)來(lái)自外界的像風(fēng)力、地震動(dòng)蕩等較大的變形，有著較強(qiáng)的位移能力。為了保證玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性，在幕墻的所有支撐結(jié)構(gòu)中，立柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是最重要的，應(yīng)注意立柱的強(qiáng)度及剛度滿足設(shè)計(jì)荷載的要求，并具有相應(yīng)的穩(wěn)定性，其上下銜接設(shè)計(jì)也是很重要的，應(yīng)滿足現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)建筑幕墻的玻璃面板及龍骨進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)核算，保證在最不利的荷載條件下玻璃面板及龍骨均有安全性及可靠性。根據(jù)主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理的使用最優(yōu)的受力體系，如簡(jiǎn)支梁，雙跨梁，連續(xù)超靜定簡(jiǎn)支，連續(xù)超靜定雙跨梁等，可以降低成本的同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的安全。玻璃幕墻的設(shè)計(jì)構(gòu)造，使得玻璃幕墻能適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造變形，在地震荷載的作用下，做大絕對(duì)的牢固。

4.2可靠性設(shè)計(jì)

首先，要加強(qiáng)玻璃幕墻可靠性設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)玻璃幕墻的四性試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行規(guī)定，對(duì)相關(guān)的預(yù)埋件及連接件的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算，特別是整個(gè)平面內(nèi)的變形性能以及地震等自然災(zāi)害條件下的變形極限做出規(guī)定，做好接地，保證防雷擊措施落實(shí)到位；應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)的幕墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的防雷接地進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般應(yīng)把土建的防雷鋼筋跟預(yù)埋件進(jìn)行焊接處理，使得避雷均壓環(huán)形成環(huán)狀，再通過(guò)柱子里的鋼筋傳遞到大地，注意底層整個(gè)玻璃幕墻立柱應(yīng)焊接連貫的10 mm圓鋼，并和建筑場(chǎng)地外的接地系統(tǒng)進(jìn)行連接，確保玻璃幕墻工程的安全。

4.3防火性設(shè)計(jì)

消防安全是建筑設(shè)計(jì)必須考慮的問(wèn)題，在進(jìn)行玻璃幕墻設(shè)計(jì)工作時(shí)，要做好以下幾個(gè)方面：一是做好防火封堵設(shè)計(jì)，玻璃幕墻與樓板之間的縫隙與外墻洞口部分之間的縫隙#與其他防火隔離構(gòu)件之間的縫隙要使用專用防火材料進(jìn)行密封，封堵后的部位在密封性#耐久性和變形性等方面要滿足設(shè)計(jì)要求，特別是保護(hù)面層要涂刷防火涂料以提高消防安全性，二是不采用窗檻墻設(shè)計(jì)的建筑幕墻，要使用實(shí)體墻或者防火玻璃幕墻進(jìn)行隔斷，實(shí)體墻或防火玻璃幕墻位于各樓層的外沿部分，其高度不能低于0.8米，耐火極限不低于一小時(shí)，各玻璃單位要單獨(dú)設(shè)立，不能有一個(gè)玻璃單位跨越2塊防火區(qū)的現(xiàn)象發(fā)生，三是要使用礦棉或巖棉對(duì)玻璃幕墻和樓層#隔墻的外面部分之間的縫隙進(jìn)行封堵，并作壓實(shí)處理，礦棉或巖棉的厚度不能低于0.1米，另用鋼板承托礦棉或者巖棉對(duì)建筑樓層間隔水平防煙帶進(jìn)行封堵，鋼板厚度不低于1.5毫米，表面鍍鋅。此外，承托板和幕墻結(jié)構(gòu)#建筑主體結(jié)構(gòu)之間的縫隙要用防火密封材料進(jìn)行填充，對(duì)于使用通透隔斷分隔防火區(qū)的情況，通透隔斷要使用防火玻璃價(jià)格，防火玻璃達(dá)到耐火極限等級(jí)的要求。

4..4智能方化設(shè)計(jì)

采用智能化的玻璃幕墻，通過(guò)傳 感和自控系統(tǒng)，自動(dòng)控制建筑外部裝 飾條的角度，百葉的變換，能更好 的實(shí)現(xiàn)遮陽(yáng)，通風(fēng)及采光 的效果，避免了建筑在運(yùn)用空調(diào)等電子系統(tǒng) 時(shí)出現(xiàn)較大的能源 消耗量，有效地保持了低能源綠色的水平。在建筑設(shè)計(jì)中，合理的運(yùn)用玻璃幕墻綠色技術(shù)，科學(xué)的選擇玻璃幕墻，使用建筑構(gòu)造合理和控 制方式穩(wěn)定的建筑程序，才能保證有效的達(dá)降低能源消耗的效果。

4.5節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)

目前，環(huán)保節(jié)能指標(biāo)是我國(guó)最重要的標(biāo)準(zhǔn)，包括建筑、施工、化工，當(dāng)然玻璃幕墻的建設(shè)也不例外，因此，設(shè)計(jì)單位往往在建筑施工已開始時(shí)才進(jìn)行玻璃幕墻設(shè)計(jì)，這直接導(dǎo)致了玻璃幕墻設(shè)計(jì)的滯后，以及用材質(zhì)量降低。但目前我國(guó)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)已逐漸變得越來(lái)越嚴(yán)格，能耗比也越來(lái)越嚴(yán)格，這就要求玻璃幕墻設(shè)計(jì)向綠色節(jié)能的方向發(fā)展，各種高性能的玻璃，斷熱材料，能使幕墻的值大幅度降低，通常情況下，如果玻璃幕墻設(shè)計(jì)科學(xué)合理的話，都能達(dá)到很好的降低能耗和節(jié)能的作用，在這方面綠色技術(shù)得到了很好的體現(xiàn)。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)設(shè)現(xiàn)代化水平的提高，高層建筑玻璃幕墻的應(yīng)用必將想著更加先進(jìn)、智能、環(huán)保、可靠的方向發(fā)展，我們應(yīng)秉承科學(xué)設(shè)計(jì)的歷年，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的想象力，設(shè)計(jì)出更具現(xiàn)代化，更加豐富的結(jié)構(gòu)、配飾、色彩以及概念性的高層玻璃幕墻，在施工過(guò)程中，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，安全、防火、牢靠是每個(gè)建筑設(shè)計(jì)都是最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，在保障建筑安全性設(shè)計(jì)的前提下，節(jié)能環(huán)保是我國(guó)永恒不變的話題，將高策玻璃幕墻設(shè)計(jì)做到最好。

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