高层建筑玻璃幕墙设计与施工分析

解荣财 张贺

【摘 要】本文结合玻璃幕墙的基本概述与玻璃幕墙的类别，从高层建筑玻璃幕墙设计的重点、高层建筑玻璃幕墙的设计方向与高层玻璃幕墙施工技术及质量控制等内容，进行了简要分析，以供参考。

【关键词】高层建筑玻璃幕墙；设计；施工

一、玻璃幕墙的基本概述

1、高层玻璃幕墙施工特点

在高层玻璃幕墙的施工过程中有着比较鲜明的特点，玻璃幕墙的施工也是建筑施工的一个重要部分，所以就有着建筑施工的基本特质，也就是在施工的地点方面较为分散。故此，在玻璃幕墙的施工管理上也会受到地区以及地点的内外环境因素的影响.另外就是露天作业以及外脚手架的作业比较多，在高层玻璃幕墙的施工过程中，会采取吊篮进行施工作业，有着高风险的特点。

2、玻璃幕墙结构类型及设计分析

关于玻璃幕墙的种类是比较多样的，主要可以将其分为全玻璃幕墙以及框支承玻璃幕墙和点支承玻璃幕墙等。其中的点支承玻璃幕墙是在近些年出现的新方式。在玻璃幕墙的结构形式方面也是比较多样的，最为主要的还是由固定玻璃骨架以及饰面玻璃组成，从而使其以幕墙形式展现。

在科学技术得到迅速发展过程中，对玻璃幕墙的设计也在不断的创新，在对其设计过程中要能够对立面新颖美观充分重视，还要结合建筑功能以及造价等进行造型的设计。不仅要对建筑的效果进行考虑，还要对通风开窗的要求加以考虑，在安全问题上也要得到重视。

二、玻璃幕墙的类别

随着建筑技术的发展，玻璃幕墙的类别很多，在高层建筑中应用最多的是框支撑玻璃幕墙，其主要包括明框玻璃幕墙和隐框玻璃幕墙。其中明框玻璃幕墙是最传统的玻璃幕墙，金属框架直接显露在外立面，玻璃是嵌固在型材的凹槽里，结构稳定可靠，工作性能良好，是高层建筑最佳的选择；隐框玻璃幕墙是金属框架设计在室内，玻璃面板安装在框架外侧，再利用硅酮密封胶把玻璃面板与框架进行有效的粘结，形成现代化的建筑外观效果。

三、高层建筑玻璃幕墙设计的重点

1、建筑玻璃幕墙结构安全性。玻璃幕墙有着区别于其他墙体设计的优点，就是它不同于一般的幕墙设计和填充墙，能够自己独自承担来自外界的像风力、地震动荡等较大的变形，有着较强的位移能力。为了保证玻璃幕墙结构安全性，首先先按照国家标准规范，对建筑幕墙的玻璃面板及龙骨进行结构力学核算，保证在最不利的荷载条件下玻璃面板及龙骨均有安全性及可靠性。根据主体结构特点合理的使用最优的受力体系，如简支梁，双跨梁，连续超静定简支，连续超静定双跨梁等，可以降低成本的同时保证结构的安全。玻璃幕墙的设计构造，使得玻璃幕墙能适应主体结构的构造变形，在地震荷载的作用下，能保证小震不坏，中震可修，大震不倒。

2、高层玻璃幕墙的节能性。我国的《绿色建筑技术导则》中对建筑中的玻璃幕墙的所谓绿色指标进行了规定，要求高层玻璃幕墙要降低能源的消耗，使用绿色环保材料，从而实现光、热、声在玻璃幕墙中的协调扩散，同时也在一定程度上改善了空气质量。在进行高层玻璃幕墙设计时，设计人员需要对玻璃幕墙的绿色技术设计投入更多的重视，使其能够更好地发挥保温隔热的性能，有效过滤太阳光线，拥有遮阳和透光的功效，维持室内空气流通和扩散，只有这样才可以保证高层玻璃幕墙更广泛地应用到建筑设计中，实现玻璃幕墙的绿色设计构建。

3、玻璃幕墙的质量控制。高层建筑不但需要美观，也需要坚固耐用，安全。高层建筑幕墙设计中需要考虑各种荷载因素，材料因素，选用合理的玻璃，合理的铝材，严格的材料表面处理方法。如现在有些高层建筑会发生钢化玻璃自爆的事件。具体原因是钢化玻璃中含有硫化镍使得玻璃自爆。在玻璃加工过程中需要对钢化玻璃进行均质处理，选用超白玻璃原片进行深加工，也可以采用中空夹胶玻璃，避免出现玻璃破碎后产生玻璃雨。铝材的表面处理可以采用三涂氟碳喷涂，具有耐腐蚀，抗氧化等作用，保证玻璃幕墙坚久耐用。

四、高层建筑玻璃幕墙的设计方向

1、外观造型复杂。现代玻璃幕墙的外观越來越复杂，这个需要设计有效的结构受力幕墙，保证安全，有效的设计措施，保证施工质量及工期。

弹性连接是幕墙必须具备的构造性能之一，主要来源于平面内变形性能及抗震的要求，以保证玻璃幕墙板块具有相对的位移能力。但是建筑物的结构与构造设计，限制了玻璃幕墙的设计，缺少对建筑设计的正确理解，许多厂家为了降低造价，都是采用简单的固定式连接而给使用者带来安全上的隐患。因此，设计人员需要在设计时就保证其能够充分发挥应有的安全防护作用，同时对连接系统认真计算，以满足强度上的设计标准，此外还应对弹性连接进行设计，满足强度及变形要求，确保安全性。

2、绿色节能方向。目前我国对玻璃建筑设计重要性的认识，对节能玻璃幕墙的知识知之甚少，设计单位往往在建筑施工已开始时才进行玻璃幕墙设计，这直接导致了玻璃幕墙设计的滞后，以及用材质量降低。但目前我国节能标准已逐渐变得越来越严格，能耗比也越来越严格，这就要求玻璃的幕墙设计向绿色节能的方向发展，各种高性能的玻璃，断热材料，能使幕墙的U值大幅度降低，通常情况下，如果玻璃幕墙设计科学合理的话，都能达到很好的降低能耗和节能的作用，在这方面绿色技术得到了很好的体现。

3、智能方向。采用智能化的玻璃幕墙，通过传感和自控系统，自动控制建筑外部装饰条的角度，百叶的变换，能更好的实现遮阳，通风及采光的效果，避免了建筑在运用空调等电子系统时出现较大的能源消耗量，有效地保持了低能源绿色节能的水平。在建筑设计中，合理的运用玻璃幕墙绿色节能技术，科学的选择玻璃幕墙，使用建筑构造合理和控制方式稳定的建筑程序，才能保证有效的达到降低能源消耗的效果。

4、单元式幕墙方向

单元式幕墙符合当今环保的主题思想，在技术上，采用物理的“等压原理”设计，解决了由于压力差造成的幕墙接缝漏水等问题。该系统有组装精度高、抗震能力强、可同步施工、防水防渗、自洁等多项特点。单元式幕墙是在专业工厂中进行制作、加工完成。在对材料的筛选、制作工艺过程的控制、制作环境的控制、操作人员的技能培训、单元板块的养护时间、环境的控制、出厂的检验控制上是目前其他类型幕墙不可比拟的。单元式幕墙的单元件板块高度，大多为楼层高度，传力简捷。现在高层建筑施工工期要求越来越短，普通的构件式幕墙已难以满足这么紧凑的工期，工人施工成本也越来越高，单元式幕墙安装方便，施工速度快，可以分段施工，故可以有效的解决这些问题，越来越受到建设单位的热衷。

五、高层玻璃幕墙施工技术及质量控制具体探究

1、高层玻璃幕墙施工技术分析

在对高层玻璃幕墙施工的过程中，要对其关键技术进行重视，首先是对玻璃幕墙的安装技术，要能够先将预埋件的尺寸大小准确的把握，尺寸采取负公差，这样方便放入模板，在对其放置过程中要保证正确。接着要将埋筋和主体结构的钢筋进行焊接，这样能够保证在对其进行灌注混凝土时不发生移位，在灌注之后要注意振捣的密实度，在对玻璃幕墙的埋设以及位置都要达到精准，埋件的标高差不能超过lcm，位置和设计位置差不能超过2cm。

其次就是对连接件的安装，这一环节对整个玻璃幕墙的安装质量都有着影响，所以对这一环节要能够重视。在这一过程的安装内容还应包括防雷连接以及埋板的偏位处理，连接件和埋件主要就是在埋件专用螺栓和埋板的作用下进行连接。针对于埋板的偏差要能够按照设计的要求进行，没有埋板的要进行后埋措施的处理，同时还要能够符合经济以及安全的相关要求，在对相邻三根竖料进行安装后还要重视平整度，在焊接上要确保质量以及安全，在验收合格之后进行适当的防腐措施的处理。

再者就是主龙骨以及次龙骨的安装，在对主龙骨的安装过程中要能够把竖骨料按照节点图放在两连接件间，在其两侧连接件相接触面翁贴防腐垫片，然后穿入连接螺栓在进行调平和拧紧螺丝。在立柱的相邻两根立柱安装的标高差不超过0.3cm，对于同层立柱不能够超过0.5cm，对于主梁的安装误差要在标高上控制在士0.3cm，在其前后的误差控制在士0.2cm，在其左右的误差控制在士0.3em。在次龙骨的安装前要将其和竖龙骨间粘贴柔性垫片，然后再通过横料角码通过不锈钢螺栓进行连接，同时要注意横梁的平整以及螺丝的松紧度，在对骨架安装时也要重视防雷连接以及防腐处理。

最后就是对玻璃幕墙安装技术的实施，在对其进行安装之前要把钢架以及避雷和保温等方面进行全面的检查，在全部合格之后再进行逐次的施工，要采取自上而下的安装方式进行安装，在安装的过程中要通过拉线控制相邻玻璃面的平整度以及板缝的水平和垂直度，在木板模块的作用下对缝的宽度进行有效的控制。在对玻璃幕墙进行安装时要先就位对其固定，再进行拉线调整，倘若是出现了缝宽误差要均分在每条的胶缝中。

2、高层玻璃幕墙施工质量控制分析

在对高层玻璃幕墙的施工质量控制方面要能够从多方面进行控制，首先在材料质量的控制方面主要有铝型材料以及结构粘结材料、玻璃密封填缝材料，在对这些材料进行选择过程中，要有出厂合格证以及产品的检测报告。在玻璃材料的质量要得到有效的控制，核对出厂合格证以及性能检验报告，镀膜玻璃的外观质量要能够符合浮法玻璃标准优等品或者是一级品要求。中空玻璃要检查边缘是否双道密封，对边缘的处理情况要检查。

在建筑的密封胶方面要检查厂家以及型号和规格、出厂合格证以及性能报告的符合要求。然后就是对玻璃安装的质量控制，首先要检查立柱以及横梁表面的纯洁程度，检查固定的可靠性以及压块的完整和牢固程度，玻璃的四周和构建凹槽底要能够保持相应的空隙，打胶机配料要准确，幕墙四周和主体结构间缝隙要采取防火保温材料填塞，检查活动窗扇以及幕墙的避雷系统的设计要求。

在进行验收过程中，要先向施工单位自检以及请上级主管部门复验后向建设单位组织施工和设计进行三方验收，在验收中的具备材料有施工图以及材料出厂合格证等，工程的质量验收程序要按照检验批分项工程以及子分部工程程序进行验收。

结束语：

总之，高层建筑玻璃幕墙的应用使得建筑外立面的整体效果显得现代化，给人以高贵典雅的感觉，带给人们视觉冲击的效果。在进行高层建筑玻璃幕墙的设计过程中，应根据工程特点选择合理的结构形式，确保玻璃幕墙的结构设计满足强度及刚度的设计规范要求，并应对幕墙的防火进行详细的设计，保证玻璃幕墙的安全可靠性。在施工过程中应精心组织施工，对关键工艺进行重点控制，对于预埋件和连接件之间的连接进行严格的检查，对原材料的质量进行严格把关，加大施工技术管理的力度，确保玻璃幕墙的施工质量。

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