探讨高层建筑玻璃幕墙设计要素

卢凯 张雪冬

摘 要：高层建筑是对土地利用率比较高的一种建筑形式，随着我国城市化进程的加快，越来越多的高层建筑出现在城市当中，很多高层建筑都采用玻璃幕墙的形式对外墙进行装修。基于此，本文主要介绍了玻璃幕墙的装饰内容，并分析高层建筑玻璃幕墙设计的具体要素。

关键词：高层建筑;玻璃幕墙;设计要素

我们在城市生活的过程当中，随处可见用玻璃幕墙对高层建筑进行装饰的情况，这已经基本上成为了现代城市高层建筑的主要特征。玻璃这种材料应用在高层建筑外墙装饰当中，可以显著降低室内的温度。但是，这种材料也会产生光污染，安装过程当中耗费的能源比较大，因而要对其进行优化设计

一、高层建筑应用玻璃幕墙进行装饰装修的优势

玻璃幕墙的组成结构主要有;玻璃材料组成的面板、钢筋材料组成的支撑结构。由这两种结构组成的玻璃幕墙具有一定的位移能力，对建筑的外墙起到一定的装饰与防护功能。在现代化的高层建筑项目当中，建筑人员主要采用双层玻璃的形式来对外墙进行装饰，一些特殊的高层建筑项目当中也会采用三层中空玻璃和单层玻璃，来对外墙进行防护。

中空玻璃是未来玻璃幕墙的主要发展方向，这种玻璃采用普通玻璃和镜面玻璃相结合的方式，在双层玻璃的中间部分充入干燥的空气或者是氮气、氖气等惰性气体。应用这种技术制作的双层中空玻璃，具有良好的隔温、隔热、防潮、隔音性能，在地震灾害与大风天气面前表现都比较好[1]。

从建筑部门的统计数据可以看出，应用中空玻璃进行外墙装饰的高层建筑，整体室内温度可以上升40%，具有冬暖夏凉的显著建筑优势，不仅可以减少建筑的能源消耗，还可以提高业主居住在这样环境当中的舒适程度，具体统计数据如表1所示。

二、高层建筑玻璃幕墙的具体设计

（一）玻璃幕墙的设计原则

1、系统性原则

设计人员要秉持着系统性原则，在进行玻璃幕墙设计的过程当中，分析好建筑幕墙的类型，以及高层建筑的实际情况，通过对立面整体效果进行分析，来选择应用的具体玻璃幕墙形式。一方面，设计人员要从工程造价和节能效果角度入手，分析选择哪一种型号、哪一种等级、哪一种颜色的玻璃幕墙。另一方面，设计人员要重点考虑建筑的整体造型、高度、施工区域、气候条件、传热系数等等。通过一体化的参数分析，选择合适的玻璃幕墙形式和品牌。

2、灵活性原则

设计人员在进行设计之前，要深入到施工环境当中进行实地考察，尤其是通过数据库当中的气候数据，调查好施工当地冬季和夏季的最低温与最高温，分析哪一种玻璃幕墙，可以适用于当地的气温条件，通过对保温性能的优化设计，避免在冬季和夏季出现极寒温度与极热天气时，玻璃幕墙的隔热性能，无法达到设计要求。灵活的选用玻璃幕墙系统和玻璃幕墙材料，通过优化支撑结构，提高光的反射与吸收，提高整个建筑的整体节能效果。

3、综合性原则

设计人员既要考虑玻璃幕墙的节能效果，也要考虑玻璃幕墙材料的具体成本，从经济性角度出发，对玻璃幕墙的设计的整体性价比进行分析。避免片面追求节能环保效果，而导致玻璃幕墙的施工结算超预算。综合考虑建筑项目的新风系统、暖通空调系统、外墙保温材料、地热系统的运行效率，实现整体上的优化配合。选择可以与这些系统优化配合的玻璃外墙材料，提高整个建筑的综合环保性能。

（二）高层建筑玻璃外墙的材料元素

1、新型玻璃材料的选择

随着我国制造业技术水平的不断发展，新型的环保玻璃材料正在研发当中，目前，应用最为广泛的新型玻璃有Low-E环保玻璃、三层中空隔热玻璃、光变色物理反应玻璃等。这些型号的玻璃在抗辐射性能上、保温性能上具有良好的表现，例如，光变色玻璃可以在太阳光照射的情况下，随着紫外线的强度变化而变化。更好的在高温天气反射太阳光，抵挡光透过的效率。在室外温度超过27℃时，玻璃的颜色会自动转变为乳白色。当室外的温度降低到25℃以下时，又会变回到透明状态。设计人员要充分考虑到新型材料因素，对高层建筑的外墙装修进行优化设计。

2、玻璃材料与配件透气性检测

设计人员要重点分析玻璃幕墙的透气性，依据我国《玻璃幕墙透气性等级划分标准》当中的相关参数，选择适用于目前建筑工程项目的玻璃材料。在一些大型的高层建筑项目当中，设计人员要重点对玻璃材料配件进行测试，如果玻璃幕墙的面积超过3000平米，或者玻璃幕墙的面积比较大，超过建筑外墙结构面积的1/2以上。设计人员就要采用分层检测的办法，对玻璃幕墙材料和配件的气密性，进行两次以上的气密性检验，取得平均数，进行材料对比与优化分析。

（三）安全设计要素

1、避雷设计

玻璃幕墙的支撑结构属于钢筋材料，设计人员要重点考虑对玻璃幕墙进行避雷设计。第一，设计人员可以采用与高层建筑主體结构相结合的防雷方式，在支撑龙骨结构的横向部分与竖向部分上加装防雷线。第二，要及时通过接地处理，将导入到玻璃幕墙当中的电荷流入地下，避免玻璃幕墙和建筑主体遭受到雷击威胁。第三，设计人员还要对玻璃幕墙的金属框架，进行单独的避雷设计，做好金属框架的电荷接地处理[2]。

2、防火设计

设计人员要设计一个中空结构，加装防烟、防火材料，避免玻璃在烈火中出现融化、软化的现象。通过周边防火分隔构件，提高整个玻璃幕墙的抗高温性能。运用1.5mm厚的镀锌钢板和100mm厚的防火岩棉，在玻璃幕墙安装过程当中的缝隙中进行填塞，并加注防火密封胶。控制好玻璃幕墙安装过程当中的缝隙差距。一般来说，靠近防火墙部分的玻璃幕墙，最近边缘水平应大于两米，采用的玻璃型号要达到一级防火玻璃材料的强度。

三、结语

综上所述，设计人员要参考数据库当中的历史信息，对高层建筑项目的玻璃外墙设计进行优化把握。从本文的分析可知，设计人员要通过全面设计，进行玻璃材料的参数控制。因而，我们要加强对于玻璃幕墙设计的理论研究，提高设计的实际水平。

参考文献：

[1]焦东.单元式玻璃幕墙的设计及其安装方法[J].建材与装饰，2017（19）：84-85.

[2]胡慧芬.建筑物玻璃幕墙产生光污染问题的原因与对策分析[J].墙材革新与建筑节能，2017（03）：60-62.