探討高層建筑玻璃幕墻設計要素

盧凱 張雪冬

摘 要：高層建筑是對土地利用率比較高的一種建筑形式，隨著我國城市化進程的加快，越來越多的高層建筑出現在城市當中，很多高層建筑都采用玻璃幕墻的形式對外墻進行裝修。基于此，本文主要介紹了玻璃幕墻的裝飾內容，并分析高層建筑玻璃幕墻設計的具體要素。

關鍵詞：高層建筑;玻璃幕墻;設計要素

我們在城市生活的過程當中，隨處可見用玻璃幕墻對高層建筑進行裝飾的情況，這已經基本上成為了現代城市高層建筑的主要特征。玻璃這種材料應用在高層建筑外墻裝飾當中，可以顯著降低室內的溫度。但是，這種材料也會產生光污染，安裝過程當中耗費的能源比較大，因而要對其進行優化設計

一、高層建筑應用玻璃幕墻進行裝飾裝修的優勢

玻璃幕墻的組成結構主要有;玻璃材料組成的面板、鋼筋材料組成的支撐結構。由這兩種結構組成的玻璃幕墻具有一定的位移能力，對建筑的外墻起到一定的裝飾與防護功能。在現代化的高層建筑項目當中，建筑人員主要采用雙層玻璃的形式來對外墻進行裝飾，一些特殊的高層建筑項目當中也會采用三層中空玻璃和單層玻璃，來對外墻進行防護。

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

從建筑部門的統計數據可以看出，應用中空玻璃進行外墻裝飾的高層建筑，整體室內溫度可以上升40%，具有冬暖夏涼的顯著建筑優勢，不僅可以減少建筑的能源消耗，還可以提高業主居住在這樣環境當中的舒適程度，具體統計數據如表1所示。

二、高層建筑玻璃幕墻的具體設計

（一）玻璃幕墻的設計原則

1、系統性原則

設計人員要秉持著系統性原則，在進行玻璃幕墻設計的過程當中，分析好建筑幕墻的類型，以及高層建筑的實際情況，通過對立面整體效果進行分析，來選擇應用的具體玻璃幕墻形式。一方面，設計人員要從工程造價和節能效果角度入手，分析選擇哪一種型號、哪一種等級、哪一種顏色的玻璃幕墻。另一方面，設計人員要重點考慮建筑的整體造型、高度、施工區域、氣候條件、傳熱系數等等。通過一體化的參數分析，選擇合適的玻璃幕墻形式和品牌。

2、靈活性原則

設計人員在進行設計之前，要深入到施工環境當中進行實地考察，尤其是通過數據庫當中的氣候數據，調查好施工當地冬季和夏季的最低溫與最高溫，分析哪一種玻璃幕墻，可以適用于當地的氣溫條件，通過對保溫性能的優化設計，避免在冬季和夏季出現極寒溫度與極熱天氣時，玻璃幕墻的隔熱性能，無法達到設計要求。靈活的選用玻璃幕墻系統和玻璃幕墻材料，通過優化支撐結構，提高光的反射與吸收，提高整個建筑的整體節能效果。

3、綜合性原則

設計人員既要考慮玻璃幕墻的節能效果，也要考慮玻璃幕墻材料的具體成本，從經濟性角度出發，對玻璃幕墻的設計的整體性價比進行分析。避免片面追求節能環保效果，而導致玻璃幕墻的施工結算超預算。綜合考慮建筑項目的新風系統、暖通空調系統、外墻保溫材料、地熱系統的運行效率，實現整體上的優化配合。選擇可以與這些系統優化配合的玻璃外墻材料，提高整個建筑的綜合環保性能。

（二）高層建筑玻璃外墻的材料元素

1、新型玻璃材料的選擇

隨著我國制造業技術水平的不斷發展，新型的環保玻璃材料正在研發當中，目前，應用最為廣泛的新型玻璃有Low-E環保玻璃、三層中空隔熱玻璃、光變色物理反應玻璃等。這些型號的玻璃在抗輻射性能上、保溫性能上具有良好的表現，例如，光變色玻璃可以在太陽光照射的情況下，隨著紫外線的強度變化而變化。更好的在高溫天氣反射太陽光，抵擋光透過的效率。在室外溫度超過27℃時，玻璃的顏色會自動轉變為乳白色。當室外的溫度降低到25℃以下時，又會變回到透明狀態。設計人員要充分考慮到新型材料因素，對高層建筑的外墻裝修進行優化設計。

2、玻璃材料與配件透氣性檢測

設計人員要重點分析玻璃幕墻的透氣性，依據我國《玻璃幕墻透氣性等級劃分標準》當中的相關參數，選擇適用于目前建筑工程項目的玻璃材料。在一些大型的高層建筑項目當中，設計人員要重點對玻璃材料配件進行測試，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，超過建筑外墻結構面積的1/2以上。設計人員就要采用分層檢測的辦法，對玻璃幕墻材料和配件的氣密性，進行兩次以上的氣密性檢驗，取得平均數，進行材料對比與優化分析。

（三）安全設計要素

1、避雷設計

玻璃幕墻的支撐結構屬于鋼筋材料，設計人員要重點考慮對玻璃幕墻進行避雷設計。第一，設計人員可以采用與高層建筑主體結構相結合的防雷方式，在支撐龍骨結構的橫向部分與豎向部分上加裝防雷線。第二，要及時通過接地處理，將導入到玻璃幕墻當中的電荷流入地下，避免玻璃幕墻和建筑主體遭受到雷擊威脅。第三，設計人員還要對玻璃幕墻的金屬框架，進行單獨的避雷設計，做好金屬框架的電荷接地處理[2]。

2、防火設計

設計人員要設計一個中空結構，加裝防煙、防火材料，避免玻璃在烈火中出現融化、軟化的現象。通過周邊防火分隔構件，提高整個玻璃幕墻的抗高溫性能。運用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中的縫隙中進行填塞，并加注防火密封膠。控制好玻璃幕墻安裝過程當中的縫隙差距。一般來說，靠近防火墻部分的玻璃幕墻，最近邊緣水平應大于兩米，采用的玻璃型號要達到一級防火玻璃材料的強度。

三、結語

綜上所述，設計人員要參考數據庫當中的歷史信息，對高層建筑項目的玻璃外墻設計進行優化把握。從本文的分析可知，設計人員要通過全面設計，進行玻璃材料的參數控制。因而，我們要加強對于玻璃幕墻設計的理論研究，提高設計的實際水平。

參考文獻：

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

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