玻璃幕墻設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題

劉萬聞

（洛陽有色金屬加工設(shè)計研究院，河南 洛陽 471039）

1 前言

玻璃幕墻是近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是現(xiàn)代主義高層建筑時代(1950-1980)的顯著特征。最早具有代表性的采用玻璃幕墻的建筑是20 世紀(jì)50年代初建成的紐約利華大廈和聯(lián)合國大廈；在此后的幾十年問，玻璃、鋁合金和鋼材，被認(rèn)為是現(xiàn)代高技術(shù)發(fā)展在建筑上的標(biāo)記。60～70年代，國外高層建筑采用玻璃幕墻迅速增多。

2 玻璃幕墻的特點

玻璃幕墻是由金屬構(gòu)件與玻璃板材組成的或由金屬構(gòu)件、玻璃板材及其它板材組成的建筑物外側(cè)的圍護結(jié)構(gòu)，這種圍護結(jié)構(gòu)之所以能在很短的時間內(nèi)在建筑領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用和推廣，是因為它有其它材料無法比擬的下列獨特作用和特點：

①能產(chǎn)生藝術(shù)效果。

②體輕 (0.35～0.50kN/m2)，是磚墻(5.24 kN/m2)的 1/10～l/12，是大理石墻面(6～8kN/m2)的l/l5。

③選材簡單，構(gòu)件制作工廠化；安裝方便，工期短

④更換性強，施工維護容易。

⑤可改造性強，由于材料單一，質(zhì)輕，因而舊建筑物改換新立面非常方便，而且既快又易。

⑥運輸、倉庫保管簡單，費用少。

⑦價格便宜等。

但是玻璃幕墻作為一種新型的建筑材料，在應(yīng)用中出現(xiàn)了不少問題。筆者結(jié)合幕墻設(shè)計中遇到的一些具體問題，談-談玻璃幕墻的設(shè)計問題

3 玻璃幕墻建筑設(shè)計

3.1 玻璃幕墻的選型

根據(jù)建筑物的藝術(shù)要求(建筑物的造型)、建筑物的功能、當(dāng)?shù)氐牡匦魏蜌夂驐l件以及經(jīng)濟技術(shù)條件選用明框、半隱框、隱框或全玻璃幕墻類型。

3.2 玻璃幕墻的分格

玻璃幕墻的分格應(yīng)根據(jù)以下幾個方面來考慮。

①玻璃幕墻的性能(幕墻的風(fēng)壓變形、空氣滲透、雨水滲透、保溫性能等)。

②玻璃的尺寸大小。目前國內(nèi)生產(chǎn)的浮法玻璃最大尺寸一般為:

2400 x3300 mm。玻璃的利用率以在80%以上為最佳。

③結(jié)構(gòu)的合理性，幕墻玻璃分格尺寸與所需的玻璃厚度、金屬骨架材料截面大小等關(guān)系很大，過太的尺寸將導(dǎo)致不經(jīng)濟。

④施工難易程度。目前玻璃的安裝方法-般是幾個人在吊籃上手工操作的，如果玻璃尺寸較大，玻璃就比較厚，自重也就較大，就要求采取其它方法，如采用玻璃安裝吸盤機等。

⑤室內(nèi)空間要求。幕墻分格的水平縫要和樓層平齊，豎直縫要和主體結(jié)構(gòu)的柱、墻對齊。這主要是要求滿足一塊玻璃不應(yīng)跨越兩個防火分區(qū)。從室內(nèi)看幕墻骨架應(yīng)盡量少，美觀性較好。

⑥美觀的要求。玻璃高和寬之比要適中，既不能過小，也不能過大，一般為 1.1～1.2。

3.3 提出幕墻性能等級要求

玻璃幕墻的性能，主要有風(fēng)壓變形、空氣滲透.雨水滲漏和保溫隔聲等。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)建筑物所在的地理位置，氣候條件，建筑物的高度，體型和環(huán)境，建筑物的功能和重要性等，對玻璃幕墻的各項性能提出等級要求。

3.4 提供的圖紙

提供圖紙的內(nèi)容包括：

①各層玻璃幕墻的平面位置圖—表示玻璃幕墻劃分、開啟部位。

②玻璃幕墻的立面圖—表示玻璃幕墻分格尺寸、標(biāo)高。活動窗扇、門的位置等。

③各樓層玻璃幕墻予埋件平面位置圖—表示予埋件類型，位置、標(biāo)高。

④玻璃幕墻安裝詳圖。

4 幕墻的構(gòu)造設(shè)計要求

幕墻的構(gòu)造設(shè)計，直接關(guān)系到幕墻的使用功能，設(shè)計時應(yīng)對以下問題予以注意：

4.1 幕墻構(gòu)件的面板與邊框所形成的空腔應(yīng)采用等壓設(shè)計，使空腔內(nèi)氣壓與室外氣壓相同，防止室外空氣壓力將雨水壓人腔內(nèi)，以提高幕墻抗雨水滲透的功能。

4.2 應(yīng)在可能產(chǎn)生滲水的部位或可能產(chǎn)滲水的部位可能產(chǎn)生結(jié)露的部位預(yù)留泄水孔道，集水后由管道排出。

4.3 板材與邊框連結(jié)處必須用硅酮密封膠進行處理，密封材料應(yīng)能在長期壓力下保持良好的彈性。

4.4 伸縮縫、溫度縫、沉降縫處必須進行較好的處理，使其既能保持立面美觀，又能滿足縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)變形的要求。目前有兩種設(shè)計方法：一是采用活動蓋板，避免連接部位損壞；二是允許縫上的玻璃板局部損壞，只要及時修補既可。后者表面不露痕跡，較為美觀。

4.5 隱框玻璃幕墻構(gòu)件之間的拼縫寬度不宜過大，過大影響美觀；也不宜過小，過小則容易因溫度變化而擠壓玻璃。一般為l5～20mm，設(shè)有擦窗機軌道時則不宜小于40mm。明框幕墻構(gòu)件中。玻璃與鋁邊框之間的空隙要滿足溫度變形的要求，通常不小于8～l0mm。

4.6 由于幕墻位移和溫度變化，幕墻各部位會因磨擦產(chǎn)生噪音，影響建筑物的使用質(zhì)量，所以應(yīng)在磨擦部位設(shè)置墊片以減少磨擦噪音。

4.7 各種五金件、連接件設(shè)計要防止不同金屬相接觸產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。

4.8 建筑設(shè)計時必須考慮擦窗機的軌道布置、連接件和相應(yīng)的荷載值，并及時向結(jié)構(gòu)專業(yè)提出。

4.9 幕墻墻面活動部分面積不宜大于墻面面積15%，宜采用上懸窗，開啟角度不宜大于 ，開啟后的寬度不宜大于300mm。

5 幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

玻璃幕墻是建筑物的外圍護構(gòu)件，主要承受自重、直接作用于其上的風(fēng)荷載、地震作用以及溫度作用，其支承條件須有一定的變形能力，以適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的位移。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)在外力作用下產(chǎn)生位移時，不應(yīng)使幕墻產(chǎn)生過大的內(nèi)力。對于豎直的玻璃幕墻，風(fēng)荷載是主要的作用，其數(shù)值可達2.0～3.0KN/m2。玻璃產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力。因此對幕墻構(gòu)件本身而言，抗風(fēng)是主要的考慮因素。但是，地震力的作用對連接節(jié)點會產(chǎn)生較大的影響，使連接節(jié)點發(fā)生震害，進而使建筑物幕墻脫落、倒坍，所以在抗震構(gòu)造上還必須予以注意。結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則如下：

5.1 幕墻的主要構(gòu)件應(yīng)懸掛或支承在主體結(jié)構(gòu)上，幕墻應(yīng)按圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計.不承受主體結(jié)構(gòu)的荷載和地震作用。

5.2 幕墻及其連接件應(yīng)有足夠的承載力，剛度和相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力，避免在荷載、地震和溫度的作用下產(chǎn)生過大的變形及破壞。

5.3 非抗震設(shè)計的幕墻，在風(fēng)力作用下，其玻璃不應(yīng)破碎且連件應(yīng)有足夠的位移能力使幕墻不破損，不脫落。

5.4 抗震設(shè)計的幕墻，在常遇地震作用下玻璃不應(yīng)破損，在設(shè)防烈度地震作用下經(jīng)修理后幕墻仍可使用，在罕遇地震作用下幕墻骨架不應(yīng)脫落。

5.5 幕墻構(gòu)件設(shè)計時，應(yīng)考慮在重力荷載、風(fēng)荷載、地震作用、溫度作用和主體結(jié)構(gòu)位移影響下的安全性。

6 防火設(shè)計

現(xiàn)在使用的帶玻璃幕墻的建筑很多無防火設(shè)計，既便有也只是把橫框設(shè)于樓板姓，上加鋁合金蓋板或鋼蓋板；有的則未作任何處理，上下層問可通視。正確的做法是用防火材料把上下樓層間隙封閉，這樣既防火又避免了樓層之問噪聲的干擾。

[1]淺談玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計.王占良,張春輝.門窗.2009-11-20

[2]玻璃幕墻的節(jié)能與環(huán)保.劉驍.建筑技術(shù)2009-12-15