浅谈高层建筑幕墙玻璃幕墙设计要点

发表时间：2017-07-10T17:07:32.787Z 来源：《基层建设》2017年第7期 作者： 郝明

[导读] 摘要：本文主要对高层建筑外墙玻璃幕墙工程设计要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。 中山中瑞建筑装饰工程有限公司

摘要：本文主要对高层建筑外墙玻璃幕墙工程设计要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。 关键词：高层建筑外墙；玻璃幕墙；超白玻璃；设计要点 一、前言

玻璃幕墙作为建筑的外围护结构，具有建筑艺术、组建建筑空间、提供舒适环境、方便人们生活、节约社会资源、避免雷击和火患等自然灾害的优良性能。玻璃幕墙受到广大设计师的喜爱，它已被设计师们广泛应用到多种建筑物的外墙装饰中。本文主要对高层建筑外墙玻璃幕墙工程设计要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。 二、高层建筑外墙玻璃幕墙设计要点分析 1、玻璃的选用

我们在进行玻璃幕墙设计时，构思应巧妙，减少雷同和复制；能较好根据建筑造型进行设计，表现建筑设计师的本意和风格。但安全性是玻璃幕墙设计首要考虑的因素，传统的安全玻璃通常采用钢化玻璃和钢化夹胶玻璃，但钢化玻璃仍有3‰的自爆率，因此对于高层建筑来说，这个仍然存在安全隐患，而且高层玻璃幕墙的钢化玻璃自爆以后，要更换是极度困难的，不但更换费用高，而且也存在着重大安全隐患。近年来随着超白玻璃技术得到越来越好的推广，超白玻璃逐渐成为行业的主流产品，高层玻璃幕墙更应该采用超白玻璃。超白玻璃是一种超透明低铁玻璃，也称低铁玻璃、高透明玻璃。它是一种高品质、多功能的新型高档玻璃品种，透光率可达91.5%以上，具有晶莹剔透、高档典雅的特性，有玻璃家族 “水晶王子”之称。超白玻璃同时具备优质浮法玻璃所具有的一切可加工性能，具有优越的物理、机械及光学性能，可像其它优质浮法玻璃一样进行各种深加工。由于超白玻璃原材料中一般含有的NiS等杂质较少，在原料熔化过程中控制的精细，使得超白玻璃相对普通玻璃具有更加均一的成分，其内部杂质更少，从而大大降低了钢化后可能自爆的几率。因此，超白玻璃也成为高层建筑玻璃幕墙的首选产品。例如，本人在设计珠海南航总部大厦时，由于建筑达玻璃幕墙高达162.985米，考虑安全因素，该工程玻璃均采用6LOW-E+12A+6钢化超白玻璃。从2006年初第一块玻璃板块安装上墙后，至今未发生玻璃自爆。 2、合理的结构设计

玻璃幕墙最突出的优点，就是它不同于一般的幕墙设计，如金属板幕墙、石材幕墙，需要建筑本向加砌填充墙，玻璃幕墙本身能够自己独自承担风荷载、地震荷载等较大的变形，有着较强的位移能力，保证“小震不坏，中震可修，大震不倒。”为了保证玻璃幕墙结构安全性，首先要按照国家标准规范，在风荷载标准值作用下，变形性不超过规定值，工且不发生破坏。玻璃幕墙平面内变形性能要求，非抗震设计时，应按主体结构弹性层间位移角限值进行设计；抗震设计应按主体结构弹性层间位移角限值的3倍进行设计，详表一。同时，铝框与玻璃的配合尺寸也应该满足表二及表三的规定。结构计算时对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。

3、高层玻璃幕墙节能设计

目前，环保节能指标是我国最重要的标准，《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015中对建筑中的玻璃幕墙的的热工指标进行了规定，同时《绿色建筑技术导则》中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。因此，在进行高层玻璃幕墙设计时，设计人员应对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。首先我们要选择节能高效的面材，如LOW-E中空玻璃，双银甚至是三银的LOW-E中空玻璃，龙骨选择具有隔热功能的铝合金型材。目前，隔热型材有着两大类：穿条式隔热型材和注胶式隔热型材，即《铝合金建筑型材 第六部分：隔热型材》GB5237.6中的A、B两类。穿条式隔热型材的通过开齿、穿条、滚压等三道工序后，将隔热条穿入铝合金型材的隔热条槽口内，并使之被铝合金型材牢固咬合的复合方式，隔热条的材质是聚酰胺66加25%的玻璃纤维（即PA66GF25）。而浇注式隔热型材是把液态隔热材料注入铝合金型材浇注槽内固化后，切除与铝合金型材浇注槽开口对应的金属桥，靠液态隔热材料固化后与铝型材的粘接力连接内外腔铝型材，其隔热材料的材质是聚氨酯（即PU），一般是分A、B组份，经机器混合后注入槽口内。

4、高层玻璃幕墙防水设计

防水性能是指在风雨同时作用下，幕墙防止透过雨水的能力。当高层建筑产生外表面的位移或产生摇摆时,位移量超出密封胶的允许变位能力后,势必拉伸胶缝,使胶缝边缘与玻璃的粘接产生缝隙。另外，风也是影响幕墙密封性的一大原因。由于风的存在,压力不同，导致空气对流而引起水渗透到室内。传统幕墙的排水有两种方式,一种是将嵌缝漏缝处进入的雨水排出室外,另一个是将可能产生的结露水汇集排出室外。在排走水份的同时,要避免风从洞口进入室内。本人在设计岐关大酒店幕墙工程时，有效的控制了水的进入并将进入的水排到室外。

5、高层玻璃幕墙防火设计

2009年元宵节，央视电视文化中心还未来得及全面展示其独特的建筑理念，就“报废”在绚烂的烟火中。火灾，已经成为摩天大楼致命的“杀手”。近年来，随着城市高层建筑的不断崛起，高层建筑的火灾频发，高层建筑一旦发生火灾，火患不可小视，防火作为幕墙安全控制任务，必然会成为幕墙设计中的重要内容。

根据规范《建筑设计防火规范》BG 50016-2014的要求，建筑外墙上、下层开口之间应设置高度不小于1.2m的实体墙。当上、下层开口之间设置实体墙有困难时，允许采用防火玻璃，但防火玻璃和外窗的耐火完整性都要能达到规范的耐火完整性要求。对于玻璃幕墙较为合理的做法是在各层楼板、隔墙外沿间的缝隙采用防火岩棉填充密实，其厚度不小于100mm，耐火极限不小于1小时，高度不小于1.2m。楼层间水平防烟带的岩棉采用厚度1.5mm的镀锌钢板承托。1.5mm镀锌承托钢板与主体结构、幕墙结构及承托板之间的缝隙填充防火密封胶。

6、高层玻璃幕墙防雷设计

高层建筑安装玻璃幕墙后，玻璃幕墙对高层建筑防雷装置形成了屏蔽效应，不能起到接伞和防雷作用，从而易被雷电击中。幕墙防雷设计应形成自身的防雷体系，并与主体结构的防雷体系可靠连通；幕墙防雷体系即幕墙防雷网格由直径不小于12mm镀锌圆钢（横向均压环）和上下连通的金属立柱（纵向幕墙防雷引下线）组成。横向均压环宜在每层主体结构梁位置采用12mm镀锌圆钢组成一个横向的导电回路并与主体防雷引出线可靠连接;焊接时采用对面焊,圆钢搭接长度长度不小于100mm,焊缝高不小于6mm,外露表面刷二道防锈漆处理；焊

接前应先除掉接触面上的钝化氧化膜或锈蚀等非导电物质。纵向幕墙防雷引下线:上下立柱之间采用导电铜索导通,再用导电铜索连接钢支座。幕墙所有金属构件与立柱之间采用导电铜索导通，幕墙防雷引下线顶部与屋面防雷网格或接闪器相连，在每层主体结构梁位置与均压环相连；每个连接部位应先除掉接触面上的钝化氧化膜或锈蚀等非导电物质。 三、总结

总之，随着建筑幕墙技术的不断发展，其使用材料的不断丰富，一大批新材料，新工艺被应用，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理念，在从事幕墙设计工作中，应当在保障建筑安全性设计的前提下，设计出更具时代感，结构丰富的高层玻璃幕墙。 参考文献

[1]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003. [2]《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2015.

[3]《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045－95（2005版）. [4]《公共建筑节能设计标准》GB50189－2015. [5]《建筑物防雷设计规范》 GB50057－2010.

[6]《铝合金建筑型材第六部分：隔热型材》GB5237.6-2012.