建筑玻璃幕墙的类型特点及设计要点分析

2020-02-25朱东辉

建材与装饰 2020年18期

关键词：玻璃幕墙幕墙构件

朱东辉

（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海杨浦 200092）

0 引言

建筑行业快速发展的背景下，传统砖砌围护结构不复存在，取而代之的是玻璃幕墙。和传统结构相比较而言，玻璃幕墙具备了更加明显的优势。为了更好的保障建筑玻璃幕墙施工效果，必须要认真做好玻璃幕墙设计控制工作，确保设计方案的安全性、可行性、经济性。

1 建筑比例幕墙的类型特点概述

1.1 单元式玻璃幕墙

单元式玻璃幕墙指的是按照单元的形式来组织玻璃幕墙面板及金属框架的生产和组装施工的玻璃幕墙类型。该类型玻璃幕墙单元板块在工厂内完成加工及组装，构件精度较高；采用“等压原理”构造防水，防水性能较好；同时减少现场施工安装工作，减少工期降低人力成本。但该类型幕墙铝合金型材用量较高、因防水等构造措施增加辅材用量等因素也决定了其相对于常规构件式幕墙更为高昂的造价。现阶段，单元式玻璃幕墙的优势逐渐被人们所发掘，在钢结构以及主体结构位移能力较强的高层建筑当中，该类型幕墙实现了广泛应用。

1.2 构件式玻璃幕墙

构件式玻璃幕墙在建筑工程中的应用非常广泛，工艺较为简单，并且施工非常的灵活。构件式玻璃幕墙通过耐候密封胶和三元乙丙胶条来进行密封，具备了更强的气密性及水密性，极大的提升了建筑玻璃幕墙的隔热效果及隔音效果，同时也具备了防位移的能力。该类型幕墙现场施工工作量比价大，安装精度比较依赖施工水平及施工管理。

1.3 点支式玻璃幕墙

点支式玻璃幕墙，通过多种组合形式，能够带来更多丰富的视觉效果。点支式玻璃幕墙的连接构件主要以不锈钢铸件为主，同时会经过电镀处理，支撑结构主要包括玻璃肋、钢结构、索结构以及索杆结构等。将点支式玻璃幕墙应用于建筑工程施工中，具备了非常明显的优势，能够应用于全景形式，幕墙结构不仅有着良好的稳定性，同时其外观也非常的美观，并且结构形式非常的丰富，能够塑造更加丰富的外观效果。

1.4 全玻璃幕墙

全玻璃幕墙具备全透明、全视野的特征，结合玻璃的透明性特征，使得现建筑物内部空间和外部空间相融合，人们通过玻璃即可观看到幕墙的整个结构体系，提升整体结构体系的可见性，赋予建筑结构及装饰更强的立体感及艺术感。现阶段，全玻璃幕墙凭借自身施工方便以及维护简单等方面的优势，在建筑工程中实现了广泛应用，呈现出与众不同的建筑立面效果，充分体现了现代科学技术在建筑装饰中的应用。

2 建筑玻璃幕墙的设计原则分析

2.1 选用安全性能高的玻璃材质

一般情况下，建筑玻璃幕墙主要应用于建筑围护结构和室内隔断中，因此在设计的过程当中要充分考虑到安全性方面的因素，选择使用具备较高安全性能的钢化玻璃、夹层玻璃，降低出现破碎的概率，避免造成伤害。

2.2 选用性能稳定的连接构件

在建筑玻璃幕墙施工的整个过程当中，幕墙和主体结构主要是通过骨架和连接构件达到连接的目的的。在设计的过程中必须要重视连接构件的强度计算，科学合理的做好参数选择工作，确保所选用的连接构件具备稳定的性能，提高幕墙的整体安全性。

2.3 设计要遵循相关规范

在建筑工程设计中，玻璃幕墙设计具备独立性的特征，因此在设计的过程当中要严格的遵循相关设计标准及要求来展开设计工作，同时要结合整体状况来设计，确保设计方案的可行性与经济性，为接下来的施工打下良好的基础。

2.4 经济性和节能性的统一

在建筑玻璃幕墙设计的过程当中，要充分考虑到经济性和节能性方面的因素。众所周知，玻璃幕墙设计效果，是影响建筑物内部资源消耗的重要因素，因此在设计的过程当中如果单纯的追求节能，应用了大量的节能材料，由于其价格较高，因而会极大的增加建筑工程造价成本。相反的，如果过于注重经济性，进而忽视节能因素，则会极大的增加能源消耗。基于此，在建筑玻璃幕墙设计的过程当中，就要综合考虑节能性和经济性方面的因素，实现两者的协调统一，确保设计方案的最优性。

2.5 满足适用性原则

在设计建筑玻璃幕墙的过程当中，要认真勘察分析施工现场的自然环境及实际情况，使得设计方案具备更高的适用性。举个例子来说，在严寒地区对于建筑玻璃幕墙的设计，要确保幕墙系统绝壁较高的保温性能，在炎热地区对于建筑玻璃幕墙的设计，要确保其具备良好的隔热性能、遮阳效果。在设计中，要科学合理的选择使用幕墙材料及系统，以便于更好的提升建筑整体性能。

3 建筑玻璃幕墙设计要点探讨

3.1 建筑玻璃幕墙的防火设计

在发生火灾的情况下，普通玻璃幕墙往往会出现破碎，导致火势的迅速蔓延，甚至会造成人员伤亡及财产损失。在这种情况下，在建筑玻璃幕墙设计过程当中，要充分重视起防火设计工作。针对玻璃幕墙与每层楼板、梁、隔墙处的缝隙，应采用不小于200mm厚的防火岩棉来进行填充，并在外部设置不小于1.5mm厚的镀锌钢板承托，钢板与主体结构、幕墙结构之间的缝隙宜填充防火密封胶，然后在防火密封胶的表面采用耐候胶密封，防止防火密封胶老化失效，在发生火灾时可阻止窜烟窜火；层间上下防火封堵的高度不小于1200mm（当设置有室内防火喷淋系统时不小于800mm）；幕墙的层间构造应采用不燃烧材料设置防火隔离带，并应绕建筑一周封闭成环设置。建筑防火分区位置的玻璃幕墙应采用防火幕墙设计，玻璃面板采用防火玻璃，胶条采用阻燃型防火胶条及防火密封胶，龙骨采用钢龙骨，避免引发大面积的火灾。

3.2 建筑玻璃幕墙的抗风压设计

在设计建筑玻璃幕墙的时候，要认真做好抗风压设计工作，以便于在受到风压的影响下能够始终保持良好的性能。基于此，在实际设计中要重视对专业设计软件的应用，充分结合实际情况来建立完善的设计模型，并对幕墙所应用的构件和模块的抗风压变形系数进行科学合理的设计，并分析玻璃幕墙的外壁环境影响，以便于更好的保障玻璃幕墙设计强度达标，提升其安全性与可靠性。

3.3 建筑玻璃幕墙的抗震设计

在地震的情况下，玻璃幕墙极易遭受破坏，因此要想减少出现损坏的现象，要确保具备极强的抗变位能力和抗变形能力。首先，在设计的时候要对建筑玻璃幕墙的各个分体连接位置进行合理的计算，例如：连接件和竖龙骨的连接部位要预留充足的活动余量，提升玻璃幕墙的抗震性能。其次要确保玻璃幕墙整体连接能够达到三维调整，提升幕墙在地震情况下的弹性，吸收主体结构的变位，在确保幕墙安全的同时，使得功能得到充分的发挥。

3.4 建筑玻璃幕墙的防雷设计

在雷电天气下，建筑玻璃幕墙由于大量采用金属材料，因此会形成静电感应电压，对人和设备造成危害，因此在设计的过程当中要重视防雷设计。首先确保建筑防雷类别和避雷网络接地点一致。其次建筑玻璃幕墙要建立从上到下的防雷体系，同时要确保其有效连接至主体结构的防雷系统。再次在建筑玻璃幕墙防雷设计中，要将幕墙电阻控制在5Ω内，一、二类防雷建筑物每根引下线接地电阻≤10Ω，三类建筑物要求≤30Ω。

3.5 玻璃幕墙的遮阳设计

做好对建筑玻璃幕墙的遮阳设计工作也具有重要的现实意义。在实际设计的过程当中，对于遮阳板面的设计，要确保板面具备良好的视野、通风状况良好，采光良好，构造合理，最重要的是要考虑到对于直射阳光的遮挡。一般情况下，大多将遮阳板面设计成为百叶模式，遮阳板主要是由混凝土、轻金属以及铝板等材料所构成的。与此同时，在设计遮阳板的过程当中，由于会在一定程度上影响到通风及防热，因此要想避免室内进入热空气，要合理的控制好板面和玻璃幕墙两者间的距离，使得热空气实现快速消散。此外，在选择遮阳板面材料及颜色的过程当中，由于遮阳构件大多处于外部，因此要确保所选择使用的材料具备较强的坚固性，轻质性，有效降低构件整体重量。在颜色方面，最好选择浅色，避免影响到隔热效果。

3.6 玻璃幕墙的节能性设计

现阶段，建筑物高耗能问题引发了社会各界的关注。当前随着我国节能减排工作的不断推进，加快玻璃幕墙节能设计成为一项重要工作。在建筑玻璃幕墙设计的整个过程当中，要对玻璃幕墙材料、幕墙系统以及隔热材料进行科学合理的设计应用，最好采用高性价比的玻璃及断热材料，降低玻璃幕墙K值，进而有效提升节能效果，降低能源损耗。

3.7 建筑玻璃幕墙的可靠性设计

在建筑玻璃幕墙设计中，安全性和可靠性设计是一项重要工作。在实际的设计过程当中，要严格的按照玻璃幕墙设计标准要求及相关规范来展开设计工作，充分考虑到建筑玻璃幕墙的地震荷载、风荷载以及玻璃自重对于受力构件所带来的影响等一系列方面的因素，提升设计的可靠性与安全性。与此同时，在建筑玻璃幕墙设计的过程当中，还要认真做好对玻璃幕墙和建筑主体结构间连接的隔离性和可靠性设计工作，结合不同形式的幕墙结构，合理的选择和主体结构的连接方式。