浅谈单元式玻璃幕墙的设计与安装

赵 娜

沈阳黎东幕墙装饰有限公司

浅谈单元式玻璃幕墙的设计与安装

赵 娜

沈阳黎东幕墙装饰有限公司

随着我国建筑幕墙的发展，各种先进的幕墙设计在工程中也得到广泛应用。玻璃幕墙是表现建筑特征和艺术美感的重要载体，在建筑幕墙设计中有着举足轻重的地位。单元式玻璃幕墙是建筑玻璃幕墙的发展趋势,给建筑外立面带来不一样的视觉效果，在满足建筑外立面效果的基础上进一步考虑单元式玻璃幕墙的设计与安装。

单元式；玻璃幕墙；设计；安装

1 前言

在建筑技术快速发展的时代,玻璃幕墙逐渐成为建筑幕墙中的一个亮点。玻璃幕墙给人一种轻巧、美观、现代、简约的感觉。在我国城市的高层建筑和超高层建筑中，越来越多的建筑物开始采用单元式幕墙。单元式玻璃幕墙的应用，提高了我国建筑玻璃幕墙设计水平和安装效率等。

2 单元式玻璃幕墙的定义

单元式玻璃幕墙是竖框、横梁、面板在工厂加工组装成幕墙单元，再将幕墙单元运输到现场，以幕墙单元的形式在现场完成安装施工的框支承玻璃幕墙。

3 单元式玻璃幕墙的特点

单元式玻璃幕墙根据主体结构的框架特点可分为：单元式隐框玻璃幕墙、单元式明框玻璃幕墙、单元式半隐框玻璃幕墙。单元式玻璃幕墙主要有以下几个特点：

（1）单元式玻璃幕墙的单元板块全部在工厂内加工，实现工业生产化，降低人工费，组装精度高。玻璃幕墙投入生产、准备工作都在工厂内完成，可以缩短幕墙工程的施工周期，提高经济效益。

（2）单元与单元之间阴阳镶嵌连接，安装方便，适应主体结构位移能力强。

（3）竖框和横梁之间均为插接，抗震能力强。接缝处使用胶条密封，可与土建主体结构同步施工，工期容易控制。

（4）单元式玻璃幕墙不适用于主体结构有剪力墙和窗间墙结构。

（5）严格按照施工组织管理，按照顺序进行施工，必须按对插的次序安装。

4 单元式玻璃幕墙的设计重点

4.1 单元式玻璃幕墙气密性能设计

单元式玻璃幕墙系统中，单元左、右竖框设计了三道密封胶条。单元上、下横梁衔接处设计了三道密封胶条。单元式玻璃幕墙的插接面设计三道密封胶条分别为，尘密封胶条、水密封胶条、气密封胶条。单元式玻璃幕墙竖框、横梁分别形成了两个密封腔，满足单元式玻璃幕墙的气密性能要求。采用特殊工艺，将密封胶条准确定位，不会因为温度的变化产生伸缩，保持密封可靠。

4.2 单元式玻璃幕墙水密性能设计

玻璃幕墙单元之间用对插式组合构件时，横竖缝相交处要采用防渗漏封口措施。隐框单元式玻璃幕墙结构，玻璃粘结需要打结构胶，保证玻璃和玻璃幕墙单元框粘结牢固。明框单元式玻璃幕墙结构，在预留间隙中填耐候胶。密封玻璃与单元框之间的缝隙处理，要防止雨水渗漏，对玻璃幕墙结构系统等进行保护。

4.3 单元式玻璃幕墙抗风压变形性能设计

单元式玻璃幕墙抗风压变形性能，需要满足工程地域设计要求，按照幕墙规范的最大值进行计算，满足工程的荷载要求。玻璃幕墙的受力构件要进行合理计算，确保单元式玻璃幕墙的安全。

4.4 单元式玻璃幕墙温度变形性能设计

气温变化引起材料的热胀冷缩。幕墙安装以后材料的膨胀或收缩会产生应力使幕墙系统结构遭到破坏。幕墙之间的缝隙引起雨水渗漏、气密性不佳。为了避免温差引起变形，在幕墙构造上设计成弹性连接，确保构件间的安全连接，可以在一定范围内滑动，消除材料变形产生的应力。

4.5 单元式玻璃幕墙抗震性能设计

幕墙抗震性能指在设计所依据的抗震设防烈度下地震发生时，幕墙构件不发生破坏。单元式玻璃幕墙竖向主受力竖框是由左、右竖框采用插接的机械构造组成一体。一个单元板块的左右两根竖框共同承担一个板块的荷载组合。满足在地震环境影响下不同方向变形及位移要求。单元式玻璃幕墙的主受力竖框和水平插接的横梁要满足变形、位移要求。当地震作用时，按照规范取值，玻璃幕墙要满足抗震要求。

4.6 单元式玻璃幕墙节能设计

现代建筑的噪声污染、光源污染、热量损失对建筑质量和环境有较大危害。玻璃采用LOW-E镀膜中空玻璃，玻璃幕墙的反射比不大于0.3。密封材料采用三元乙丙胶条，通过胶条把主框和面板分开，有效阻止室内外热量的传递，达到节能要求。通过密封胶条密封，提高单元式玻璃幕墙水密性、气密性等节能要求。

4.7 单元式玻璃幕墙保温性能设计

幕墙热量散失有辐射、对流、传导三种方式。热量通过红外辐射透过幕墙、通过空气运动进行传递、通过材料本身传导热量。采用LOW-E镀膜中空钢化玻璃可以降低热量从室内向外辐射，提高幕墙的气密性能切断空气传播热量，通过结构断热、中空玻璃、实体墙加保温等措施降低幕墙材料的热传导系数从而降低材料传导热量，确保建筑保温性能。

4.8 单元式玻璃幕墙环保设计

单元式玻璃幕墙的玻璃、铝型材、钢材等选用环保材料，不造成环境污染，可回收利用。采用LOW-E镀膜中空玻璃具有很好的隔热、隔声、保温作用。玻璃幕墙采用的胶条，耐老化性能强、不吸附灰尘、不造成污染。幕墙清洗剂、油漆、稀释剂等对空气和环境造成污染的材料，严格按照管理程序定点存放、运输、使用，完工后彻底清除。

4.9 单元式玻璃幕墙防腐设计

单元式玻璃幕墙的防腐要多方面综合考虑。首先，材料的选用。单元式玻璃幕墙的铝型材要进行喷涂处理。钢材和钢制连接件采用热浸镀锌防腐处理，附件为不锈钢件。不同金属材料的接触面加设绝缘垫片，防止不同金属材料接触所产生的电化学腐蚀；其次，现场施工的处理。现场的埋件、连接件均涂防锈漆进行防腐处理；最后，工艺质量保证。在厂内做好钢件的工艺孔等加工，进行热浸镀锌处理，镀锌层厚度满足国家设计标准要求。

4.10单元式玻璃幕墙玻璃防炸裂设计玻璃的炸裂有多方面原因。外部条件造成炸裂包括设计因素、太阳辐射、外加荷载。玻璃自身造成炸裂包括力学性能、热物理性能、缺陷大小与分布。采用钢化玻璃，玻璃的强度高、吸热率较低、耐温变能力强，所以钢化玻璃不会产生热炸裂。其次，玻璃板面尺寸越大，增加炸裂几率，要对大尺寸板块玻璃进行计算。玻璃接触面材料选用柔性材料，满足幕墙变位要求，避免因结构变形而产生玻璃炸裂。最后，严格控制玻璃的质量，将玻璃边部细磨倒角。

4.11单元式玻璃幕墙防火设计

建筑幕墙是建筑物的外围护结构，建筑的重要组成部分，防火设计非常重要。玻璃幕墙层间封修采用1.5mm厚镀锌板，内填厚度为100mm不燃烧防火岩棉材料。室内窗台板与幕墙之间的空隙做封闭处理，缝隙处用密封胶填满。为了避免玻璃破碎相通造成火势蔓延，设计同一个玻璃板块不宜跨越两个防火分区。

4.12单元式玻璃幕墙防雷设计

单元式玻璃幕墙多应用于高层建筑、超高层建筑。单元玻璃板块之间采用插接构造，板块与板块之间相对独立，板块四周边采用胶条材料，有效防止互相传递热能、电能。单元式玻璃幕墙在防雷区域内，通过铜质膨胀节将单元的左右竖框和上下横梁互相连接，用扁钢与主体结构的防雷系统连接，同时也要考虑幕墙转角处和特殊部位，保证每个板块都能够防雷。安装铜质膨胀节时，去除安装部位龙骨上的喷涂层，形成良好的导电线路。

4.13单元式玻璃幕墙安全性能设计

单元式玻璃幕墙是单元板块加工及组装在厂内进行，施工现场的工序少，使安装过程中的安全施工大幅度提高。单元式玻璃幕墙结构特点是每个单元板块采用插接，均能自由伸缩，避免温度变化产生的温度应力导致结构变形，提高玻璃幕墙的安全性能。

5 单元式玻璃幕墙的安装

单元式玻璃幕墙在固定玻璃幕墙支承结构时，主要的受力构件是埋件。采用槽式埋件安装单元板块挂件时，把加工好的钢件用T形螺栓与槽式埋件连接，现场不需要焊接，施工方便，缩短施工周期，大大减少了现场工作量。每个楼层间的高度方向为一个单元板块。单元式玻璃幕墙板块的安装方式特殊，采用插接方式，安装后不容易更换。在单元式玻璃幕墙加工前要对各个玻璃的板块进行编号。单元式玻璃幕墙在组装时，要按照单元组件顺序的要求进行组装，按照安装的先后顺序送往工地施工。由于单元式玻璃板块自重较大，而且在工厂组装，其连接构造应该牢固，以免运输及吊装中存在安全隐患。单元式玻璃幕墙采用结构构造防水，竖框和横梁作为集水槽或排水道，安装后不容易发现渗漏部位，因此构件连接处的缝隙要做好密封处理。单元式玻璃幕墙采用构造防水时，板块间缝隙一般为空缝，结构胶不易外露。单元式玻璃幕墙通过连接件的安装精度、单元组件构造厚度的精度来保证玻璃幕墙外表面的平整度。单元式玻璃幕墙的连接与锚固必须可靠，连接用的螺栓至少布置2个。

6 结论

建筑幕墙设计成败决定建筑外在形象，同时也影响整个城市的建筑形象。不论选择哪种形式的建筑幕墙，都要满足不同建筑的设计风格，体现不同建筑的自身特点，符合美学要求。单元式玻璃幕墙作为建筑幕墙的重要表现形式之一，给幕墙设计师提供更大的发挥空间，严格按照规范，做好每一个细节，达到单元式玻璃幕墙设计和安装要求。

[1]赵西安.建筑幕墙工程手册(中册)[M].中国建筑工业出版社,2002(12).

[2]JGJ 102－2003.玻璃幕墙工程技术规范[S].中国建筑工业出版社,2003(11).