玻璃幕墻在建筑設計中的應用

范文鑫 寧夏華麟裝飾設計有限公司

玻璃幕墻是現代建筑技術與藝術結合的產物。玻璃幕墻具有自重輕、外觀美、工期短等特點。因此玻璃幕墻設計深受設計師與業主的喜愛。現代建筑設計分工細化，把藝術和技術分開，過度追求玻璃幕墻形態的美觀性，忽視技術性，導致玻璃幕墻容易自動爆裂墜落，影響到建筑的美觀性，甚至危害到人們的生命財產安全。因此，加強對玻璃幕墻在建筑設計中的應用研究非常必要。

一、玻璃幕墻的概念和特點

所謂幕墻是指采用相對更加輕便的材料來進行建筑外墻的包裹，在建筑對立面應用特殊材料來對其進行保護，與帷幕比較相似。另外，幕墻并不單純地鋪設建筑外墻的部分，也包括建筑施工中的采光和雨蓬的安裝。隨著科學技術的逐步發展，幕墻展現出了更多的優勢，具體表現在安全性和美觀性等幾個方面，所謂安全性，是指幕墻能夠起到防雨、風和抗壓的效果，除此之外，幕墻也能夠起到抗震、保溫、防雷和隔音等效果。在建筑對立面的設計過程中，幕墻發揮著重要的美觀效果，同時也能夠起到節能的作用，可以說玻璃幕墻對于建筑起到了非常重要的作用，尤其是對于高層建筑而言，因為高層建筑施工中無法應用重量較高的材料，所以采用玻璃幕墻能夠提升整體的抗壓性，從而為建設施工提供便利條件。

二、玻璃幕墻在建筑設計中的缺陷

首先，玻璃幕墻會增加光污染。玻璃幕墻工程中所采用的鍍膜玻璃、涂膜玻璃等在日光的照射下會在玻璃表面產生反射眩光現象，即產生光污染。光污染會對室外光環境帶來負面影響，也會對人的健康和過往交通安全產生影響。高層建筑玻璃幕墻上的反射會造成過往司機視力錯覺或者暫時性失明，引發交通事故。同時，夏日強烈的光照反射到室內，會增加室內外的光照強度，提高室內溫度。有研究表明，長期處于強光污染環境會造成人的視網膜損傷，導致視力下降。其次，玻璃幕墻存在一定的安全隱患。玻璃本身屬于脆性材料，在受到外力時容易破壞，玻璃幕墻的耐受性受很多因素影響，如現場安裝質量、骨架結構等。特別是在一些臺風較多的地區，玻璃幕墻出現破損的情況增多，安全問題也更加突出。最后，玻璃幕墻后期維護難度較大。玻璃幕墻本身透明性強，所以在后期使用中一旦出現積灰或者無損都會影響建筑的整體效果。因此，玻璃幕墻工程在設計時應該考慮到后期的維護問題。玻璃幕墻的清潔維護方式包括機械作業與人工作業兩種。機械作業雖然效率高，也不容易受外界因素干擾，但是清理不夠徹底，且有些地方無法使用。人工作業雖然清潔效果好，但是作業效率低，受外界環境影響大，且存在一定的安全隱患。

三、建筑玻璃幕墻設計

（一）抗風壓設計

玻璃幕墻抗風壓設計會對高層建筑工程中采用的玻璃幕墻安全性造成直接影響，可見，在建筑工程中的玻璃幕墻設計中，抗風壓設計是幕墻結構設計的一項重要內容。因此，針對非對稱幕墻結構構件，要全面考慮正風壓和負風壓在建筑工程幕墻中的作用。在計算構件結構時，工作人員要對變形和強度兩個指標進行校核，也就是正常應用的極限狀態和承載力極限狀態。需要注意的是，不同材料的變形值和強度值也會有所不同，因此，在分析時要與其他荷載情況進行組合，對比分析找到最差工況，合理計算，從而使玻璃幕墻安全性能夠得到進一步提高，滿足應用需求。

（二）防火設計

對于玻璃幕墻和樓板之間和與防火隔離構件之間的空氣應該注意進行防火封堵，所選用的填料應該屬于不可燃的材料，并注意對其他部分進行防火涂層。對于沒有設置窗檻墻的玻璃幕墻應該在每層外沿部分進行防火玻璃幕墻的設計，并且要采用單獨設立的方式。玻璃幕墻和樓層資金的空氣要用鋼板來進行支撐，并要注意對鋼板進行鍍鋅處理。

（三）抗震防脫設計

在幕墻設計中還要考慮到板塊的抗震防滑脫設計問題。在幕墻工程中，單元體上下左右的相互咬合實際上就可以保障單元板不會脫出。因此，很多玻璃幕墻工程在吊掛設計上沒有增加防滑脫落裝置。不過，考慮到地震時可能會對鄰板產生作用，讓其向不同方位移動。如果鄰板之間的位移高于插接深度時可能會造成板塊的局部脫落，甚至帶動其他單元板塊脫落。所以，在建設項目中，在考慮搭接深度問題的同時，對支座進行鎖定處理。抗震防脫設計主要從科學設計搭接深度與設置支座鎖定裝置兩個方面進行。在鎖定裝置設計上使用不銹鋼邏輯把單元板塊某側掛件與支座進行固定，避免板塊整體側滑，保障支座伸縮方向，提高板塊對施工安裝的要求。

（四）安全性設計

在進行高層建筑玻璃幕墻的設計過程中，要重視其安全性設計和可靠性設計，具體來看首先應該嚴格規定玻璃幕墻的氣密性、風壓性、平面變形以及水密性的數值，并要對其承受力進行檢查，這里要重視規定數值是否達到要求。其次要注意進行接地防雷系統的設計，通常是將高層建筑中的防雷鋼筋和預埋件之間進行焊接，使得雷擊能夠通過鋼筋傳輸給大地，并和外部接地系統進行連接，確保高層建筑玻璃幕墻的安全。

四、結語

現代建筑工程即對建筑物的功能性和安全性具有較高的要求，同時還對建筑物的美觀性有一定的要求。體現在外墻上就是老式的水泥墻逐漸開始被玻璃幕墻所取代。玻璃幕墻的使用既能提高建筑工程相應的整體美觀度，也能提高其內部采光度，更好的節約能源。設計單位在進行玻璃幕墻設計時應關注不同類型玻璃幕墻結構的特點與設計要點，采取合理的方式與方法，提高玻璃幕墻的穩定性與安全性。