高层建筑玻璃幕墙设计的论述

吴晓国

摘要：在当代，建筑技术的发展越来越快，在高层建筑中，玻璃幕墙因本身具有通透大方、施工简便、采光性好、密封性好等优点而得到广泛的应用。文章从玻璃幕墙的类别出发，对高层建筑中玻璃幕墙的结构、防火、绿色节能、安全可靠性等方面的设计进行阐述，并对玻璃幕墙施工技术进行总结，提高设计与施工技术的能力，不断向更高，更加环保、智能、美观方向进步。

关键词：高层建筑；玻璃幕墙；设计与施工

一、引言

随着我国高层建筑美学概念的发展，经济发展水平的提升，人们对于工作，生活环境的要求越来越高，玻璃幕墙作为现代科技与建筑水平发展的重要标志，以其华美宏大的外观表现，简单美观又富有时代的气息，深受广大建筑业和房屋建造者的喜爱，在高层建筑设计中得到了广泛的应用。从目前看来，玻璃幕墙的使用量越来越大，由于玻璃是易碎品，玻璃幕墙作为建筑的外部设计框架必须结合建筑物特点，对玻璃幕墙进行更加科学合理的设计。

二、玻璃幕墙的类型

当代社会，随着建筑技术的发展以及建筑物结构的多元化，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，根据框架安装方式不同，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，结构简单、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，在视觉上也更为新颖。

三、玻璃幕墙的结构

玻璃幕墙之所以广受欢迎，除了及基本的墙体维护功能以外，在装饰方面更起着美化建筑外墙立面的作用，其视觉效果极为震撼，设计合理的玻璃幕墙与建筑物造型相结合，可以将设计者的设计思路表达地更为清楚、突出，作为建筑外立面的组成部分，玻璃幕墙结构、足建筑物在安全方面的要求，在进行设计时，玻璃幕墙必须考虑风压、地震、气密、火灾、变形等因素的影响，因此，必须坚持科学的设计理念，从工程实际情况出发，结合设计要求，选择合理的结构形式和正确的施工技术，严格遵守施工规范，确保玻璃幕墙施工及使用的安全可靠。

玻璃幕墙作为高层建筑的围护结构，既应具有严格的水密、气密与防寒隔热等性能的要求，又必须防止它因风力、地震、温度变化以及由于安装或加工工艺不当而造成破裂、掉落等安全事故，因此 在进行 高层建筑璃幕墙设计时常会涉及到隔热“防火”气密“抗震”避雷等相关技术，这与人身安全密切相连，因此，玻璃幕墙的设计制作与安装必须由具有相应资质的企业承包，施工过程中的任何一个疏忽，都有可能影响幕墙乃至建筑物的使用性能，因此，必须坚持科学的设计理念，从工程实际情况出发，结合设计要求，选择合理的结构形式和正确的施工技术，严格遵守施工规范，确保玻璃幕墙施工及使用的安全可靠。

四、玻璃幕墙的设计要点

4.1安全性设计

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，在幕墙的所有支撑结构中，立柱的结构设计是最重要的，应注意立柱的强度及刚度满足设计荷载的要求，并具有相应的稳定性，其上下衔接设计也是很重要的，应满足现行的设计规范要求，应按照国家标准规范，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。根据主体结构特點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，做大绝对的牢固。

4.2可靠性设计

首先，要加强玻璃幕墙可靠性设计，应对玻璃幕墙的四性试验数值进行规定，对相关的预埋件及连接件的结构受力状态进行验算，特别是整个平面内的变形性能以及地震等自然灾害条件下的变形极限做出规定，做好接地，保证防雷击措施落实到位；应对设计的幕墙结构系统的防雷接地进行设计，一般应把土建的防雷钢筋跟预埋件进行焊接处理，使得避雷均压环形成环状，再通过柱子里的钢筋传递到大地，注意底层整个玻璃幕墙立柱应焊接连贯的10 mm圆钢，并和建筑场地外的接地系统进行连接，确保玻璃幕墙工程的安全。

4.3防火性设计

消防安全是建筑设计必须考虑的问题，在进行玻璃幕墙设计工作时，要做好以下几个方面：一是做好防火封堵设计，玻璃幕墙与楼板之间的缝隙与外墙洞口部分之间的缝隙#与其他防火隔离构件之间的缝隙要使用专用防火材料进行密封，封堵后的部位在密封性#耐久性和变形性等方面要满足设计要求，特别是保护面层要涂刷防火涂料以提高消防安全性，二是不采用窗槛墙设计的建筑幕墙，要使用实体墙或者防火玻璃幕墙进行隔断，实体墙或防火玻璃幕墙位于各楼层的外沿部分，其高度不能低于0.8米，耐火极限不低于一小时，各玻璃单位要单独设立，不能有一个玻璃单位跨越2块防火区的现象发生，三是要使用矿棉或岩棉对玻璃幕墙和楼层#隔墙的外面部分之间的缝隙进行封堵，并作压实处理，矿棉或岩棉的厚度不能低于0.1米，另用钢板承托矿棉或者岩棉对建筑楼层间隔水平防烟带进行封堵，钢板厚度不低于1.5毫米，表面镀锌。此外，承托板和幕墙结构#建筑主体结构之间的缝隙要用防火密封材料进行填充，对于使用通透隔断分隔防火区的情况，通透隔断要使用防火玻璃价格，防火玻璃达到耐火极限等级的要求。

4..4智能方化设计

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的水平。在建筑设计中，合理的运用玻璃幕墙绿色技术，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，才能保证有效的达降低能源消耗的效果。

4.5节能环保设计

目前，环保节能指标是我国最重要的标准，包括建筑、施工、化工，当然玻璃幕墙的建设也不例外，因此，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。

五、结语

随着我国设现代化水平的提高，高层建筑玻璃幕墙的应用必将想着更加先进、智能、环保、可靠的方向发展，我们应秉承科学设计的历年，充分发挥设计者的想象力，设计出更具现代化，更加丰富的结构、配饰、色彩以及概念性的高层玻璃幕墙，在施工过程中，严把质量关，对原材料的质量进行严格把关，安全、防火、牢靠是每个建筑设计都是最严格的标准，在保障建筑安全性设计的前提下，节能环保是我国永恒不变的话题，将高策玻璃幕墙设计做到最好。

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