建筑玻璃幕墻的類型特點及設計要點分析

朱東輝

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海楊浦 200092）

0 引言

建筑行業快速發展的背景下，傳統磚砌圍護結構不復存在，取而代之的是玻璃幕墻。和傳統結構相比較而言，玻璃幕墻具備了更加明顯的優勢。為了更好的保障建筑玻璃幕墻施工效果，必須要認真做好玻璃幕墻設計控制工作，確保設計方案的安全性、可行性、經濟性。

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完成加工及組裝，構件精度較高；采用“等壓原理”構造防水，防水性能較好；同時減少現場施工安裝工作，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、因防水等構造措施增加輔材用量等因素也決定了其相對于常規構件式幕墻更為高昂的造價。現階段，單元式玻璃幕墻的優勢逐漸被人們所發掘，在鋼結構以及主體結構位移能力較強的高層建筑當中，該類型幕墻實現了廣泛應用。

1.2 構件式玻璃幕墻

構件式玻璃幕墻在建筑工程中的應用非常廣泛，工藝較為簡單，并且施工非常的靈活。構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件主要以不銹鋼鑄件為主，同時會經過電鍍處理，支撐結構主要包括玻璃肋、鋼結構、索結構以及索桿結構等。將點支式玻璃幕墻應用于建筑工程施工中，具備了非常明顯的優勢，能夠應用于全景形式，幕墻結構不僅有著良好的穩定性，同時其外觀也非常的美觀，并且結構形式非常的豐富，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，結合玻璃的透明性特征，使得現建筑物內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構體系，提升整體結構體系的可見性，賦予建筑結構及裝飾更強的立體感及藝術感。現階段，全玻璃幕墻憑借自身施工方便以及維護簡單等方面的優勢，在建筑工程中實現了廣泛應用，呈現出與眾不同的建筑立面效果，充分體現了現代科學技術在建筑裝飾中的應用。

2 建筑玻璃幕墻的設計原則分析

2.1 選用安全性能高的玻璃材質

一般情況下，建筑玻璃幕墻主要應用于建筑圍護結構和室內隔斷中，因此在設計的過程當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，降低出現破碎的概率，避免造成傷害。

2.2 選用性能穩定的連接構件

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

2.3 設計要遵循相關規范

在建筑工程設計中，玻璃幕墻設計具備獨立性的特征，因此在設計的過程當中要嚴格的遵循相關設計標準及要求來展開設計工作，同時要結合整體狀況來設計，確保設計方案的可行性與經濟性，為接下來的施工打下良好的基礎。

2.4 經濟性和節能性的統一

在建筑玻璃幕墻設計的過程當中，要充分考慮到經濟性和節能性方面的因素。眾所周知，玻璃幕墻設計效果，是影響建筑物內部資源消耗的重要因素，因此在設計的過程當中如果單純的追求節能，應用了大量的節能材料，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，如果過于注重經濟性，進而忽視節能因素，則會極大的增加能源消耗。基于此，在建筑玻璃幕墻設計的過程當中，就要綜合考慮節能性和經濟性方面的因素，實現兩者的協調統一，確保設計方案的最優性。

2.5 滿足適用性原則

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

3 建筑玻璃幕墻設計要點探討

3.1 建筑玻璃幕墻的防火設計

在發生火災的情況下，普通玻璃幕墻往往會出現破碎，導致火勢的迅速蔓延，甚至會造成人員傷亡及財產損失。在這種情況下，在建筑玻璃幕墻設計過程當中，要充分重視起防火設計工作。針對玻璃幕墻與每層樓板、梁、隔墻處的縫隙，應采用不小于200mm厚的防火巖棉來進行填充，并在外部設置不小于1.5mm厚的鍍鋅鋼板承托，鋼板與主體結構、幕墻結構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，在發生火災時可阻止竄煙竄火；層間上下防火封堵的高度不小于1200mm（當設置有室內防火噴淋系統時不小于800mm）；幕墻的層間構造應采用不燃燒材料設置防火隔離帶，并應繞建筑一周封閉成環設置。建筑防火分區位置的玻璃幕墻應采用防火幕墻設計，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，避免引發大面積的火災。

3.2 建筑玻璃幕墻的抗風壓設計

在設計建筑玻璃幕墻的時候，要認真做好抗風壓設計工作，以便于在受到風壓的影響下能夠始終保持良好的性能。基于此，在實際設計中要重視對專業設計軟件的應用，充分結合實際情況來建立完善的設計模型，并對幕墻所應用的構件和模塊的抗風壓變形系數進行科學合理的設計，并分析玻璃幕墻的外壁環境影響，以便于更好的保障玻璃幕墻設計強度達標，提升其安全性與可靠性。

3.3 建筑玻璃幕墻的抗震設計

在地震的情況下，玻璃幕墻極易遭受破壞，因此要想減少出現損壞的現象，要確保具備極強的抗變位能力和抗變形能力。首先，在設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整，提升幕墻在地震情況下的彈性，吸收主體結構的變位，在確保幕墻安全的同時，使得功能得到充分的發揮。

3.4 建筑玻璃幕墻的防雷設計

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電壓，對人和設備造成危害，因此在設計的過程當中要重視防雷設計。首先確保建筑防雷類別和避雷網絡接地點一致。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構的防雷系統。再次在建筑玻璃幕墻防雷設計中，要將幕墻電阻控制在5Ω內，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 玻璃幕墻的遮陽設計

做好對建筑玻璃幕墻的遮陽設計工作也具有重要的現實意義。在實際設計的過程當中，對于遮陽板面的設計，要確保板面具備良好的視野、通風狀況良好，采光良好，構造合理，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成的。與此同時，在設計遮陽板的過程當中，由于會在一定程度上影響到通風及防熱，因此要想避免室內進入熱空氣，要合理的控制好板面和玻璃幕墻兩者間的距離，使得熱空氣實現快速消散。此外，在選擇遮陽板面材料及顏色的過程當中，由于遮陽構件大多處于外部，因此要確保所選擇使用的材料具備較強的堅固性，輕質性，有效降低構件整體重量。在顏色方面，最好選擇淺色，避免影響到隔熱效果。

3.6 玻璃幕墻的節能性設計

現階段，建筑物高耗能問題引發了社會各界的關注。當前隨著我國節能減排工作的不斷推進，加快玻璃幕墻節能設計成為一項重要工作。在建筑玻璃幕墻設計的整個過程當中，要對玻璃幕墻材料、幕墻系統以及隔熱材料進行科學合理的設計應用，最好采用高性價比的玻璃及斷熱材料，降低玻璃幕墻K值，進而有效提升節能效果，降低能源損耗。

3.7 建筑玻璃幕墻的可靠性設計

在建筑玻璃幕墻設計中，安全性和可靠性設計是一項重要工作。在實際的設計過程當中，要嚴格的按照玻璃幕墻設計標準要求及相關規范來展開設計工作，充分考慮到建筑玻璃幕墻的地震荷載、風荷載以及玻璃自重對于受力構件所帶來的影響等一系列方面的因素，提升設計的可靠性與安全性。與此同時，在建筑玻璃幕墻設計的過程當中，還要認真做好對玻璃幕墻和建筑主體結構間連接的隔離性和可靠性設計工作，結合不同形式的幕墻結構，合理的選擇和主體結構的連接方式。

4 結語

綜上所述，當前建筑玻璃幕墻憑借自身的諸多優勢，實現了在建筑工程中的廣泛應用。在實際應用中，要嚴格的按照相應的原則做好設計工作，明確設計要點，提升建筑玻璃幕墻設計效果，滿足人們對于建筑的美觀性、實用性等方面的要求，促進建筑行業可持續發展。