基于玻璃幕墻功能多樣化的設計與施工

宋衛(wèi)華

摘要：進入21世紀，隨著我國經濟的不斷發(fā)展，我國的高層建筑日益的增多，人們對于工作、生活環(huán)境的要求越來越高。他們要求建筑物在保留很好地使用功能的同時，還要求達到相應的建筑的美觀，其中這個最直接的視覺沖擊就表現(xiàn)在玻璃幕墻，因為它作為一種現(xiàn)代建筑外部防護結構，讓人們第一眼就能看到，它的功能很多，具有防風、遮雨和采光以及隔熱保溫等許多的功能，并且其外觀結構形式也是多種多樣的，比較豐富多彩，所以其在建筑立面設計中被廣泛應用。其中，玻璃幕墻以其華美宏大的外觀表現(xiàn)，受到市場熱烈歡迎，成為現(xiàn)代化高層建筑的代表裝飾特征。

關鍵詞：高層建筑；玻璃幕墻；設計；施工；質量

1、玻璃幕墻的性能

目前而言，作為幕墻行業(yè)的主導產品，以其獨特的性能推動者外裝市場的發(fā)展。其特點可以總結為：

①單元體玻璃材料在安裝之前已經進行了工廠化的組裝，這樣的半成品既有利于監(jiān)督部門的檢查，還能保障工程的質量，促進建筑工業(yè)化的程度；

②在進行單元體板塊的安裝時，可以直接進行建筑物主體預埋件上的懸掛，這樣能夠確保單元體有著明確的傳力路徑，承受簡單的一些力度。同時單元體的玻璃幕墻能夠承受建筑物大幅的變心應力，安裝接口的特殊構造等吸收層間變位和單元變形，有利于高層建筑和結構建筑的穩(wěn)固。

③在進行實際的施工時，可以和土建施工同時進行，統(tǒng)一的從下到上進行安裝，節(jié)省工程周期。

因此，單元體玻璃幕墻得到了幕墻行業(yè)的普遍認可與重視，同時也成為衡量一個幕墻設計、制造和施工安裝的標準。

2、玻璃幕墻的結構形式

眾所周知，關于玻璃幕墻的種類是比較多樣的，可以分為全玻幕墻、點支承玻璃幕墻、框支承玻璃幕墻等。玻璃面板周邊由金屬框架支承的玻璃幕墻稱為框支承玻璃幕墻是，而且其又包括隱框玻璃幕墻和明框玻璃幕墻。全玻幕墻是由玻璃面和玻璃肋板構成的玻璃幕墻。近年來點式玻璃幕墻是新出現(xiàn)的一種支承方式，是由支承結構、玻璃面板和點支承裝置所構成的一種玻璃幕墻。除此之外，玻璃幕墻的結構形式也是非常多的，主要由固定玻璃的骨架與飾面玻璃所構成。二者通過精巧的構造緊密連接到一起，共同組成玻璃幕墻。結構骨架的主體是各種材質的型材，在整個玻璃幕墻系統(tǒng)中起著支撐穩(wěn)定的作用。玻璃板通過連接件固定在結構骨架上。整個玻璃幕墻所受載荷由結構骨架轉移到支撐體系上，再由支撐體系傳遞給主體結構。玻璃幕墻之所以廣受歡迎，除了及基本的墻體維護功能以外，在裝飾方面更起著美化建筑外墻立面的作用，其視覺效果極為震撼。設計合理的玻璃幕墻與建筑物造型相結合，可以將設計者的設計思路表達地更為清楚、更加突出。作為建筑外立面的組成部分，玻璃幕墻結構滿足建筑物在安全方面的要求。在進行設計時，玻璃幕墻必須考慮風壓、氣密、地震、火災、變形等因素的影響。此外，玻璃幕墻安裝與建筑外立面，對施工技術的要求很高，施工過程中的任何一個疏忽，都有可能影響幕墻乃至建筑物的使用性能。因此，必須堅持科學的設計理念，從工程實際情況出發(fā)，結合設計要求，選擇合理的結構形式和正確的施工技術，嚴格遵守施工規(guī)范，確保玻璃幕墻施工及使用的安全可靠。

3、高層建筑使用玻璃幕墻具體的設計

3.1玻璃幕墻自身結構的基本設計

幕墻自身具有的支撐結構具有非常重要的作用，玻璃幕墻具有的動荷載效應或者是抗震性能等，都需要利用主體結構以及設計的支撐結構進行傳遞，因此，這就需要建筑幕墻自身的支撐結構擁有較強的剛度以及強度，并且，保證后期進行的維護工作能夠順利的開展，玻璃幕墻具有耐久性需要滿足最終設計使用年限的具體要求。

在幕墻設計的各種支撐結構中，其中的立柱結構設計屬于設計中的重要內容，需要特別注意的是立柱自身具有的強度以及剛度都要達到設計荷載的實際需求，具有較強的穩(wěn)定性，并且，上下銜接設計同樣屬于非常重要的設計環(huán)節(jié)，需要完全滿足設計規(guī)范中制定的各種要求。

對預埋件進行的設計工作也屬于非常重要的環(huán)節(jié)，預埋件可以是錨板還可以是錨筋，設計的形狀一般都是平板形或者是槽形。玻璃幕墻如果設計的是后置埋件，一般情況下都使用錨栓的基本形式，其中的錨栓有金屬膨脹或者是化學錨栓。

3.2玻璃幕墻自身的防火設計

以下幾個部位需要進行相應的防火封堵等措施的設計，主要包括玻璃幕墻與整個樓板之間存在的縫隙位置，玻璃幕墻與外墻洞口存在的縫隙，以及玻璃幕墻與防火隔離構件存在的縫隙。設計良好的防火封堵系統(tǒng)首先需要擁有較強的密封性以及耐久性，并且保證在火災發(fā)生時不能出現(xiàn)太大的變形甚至是脫落的情況，需要具備較強的穩(wěn)定性。進行封堵使用的各種填充材料可以選擇一些不燃燒的材料，對于保護層面使用的各種材料需要涂上適當?shù)姆阑鹜苛稀?/p>

針對一些沒有設立窗柵欄的各種建筑幕墻，需要在所有樓層具體的外沿部位建立具有防火功能的玻璃幕墻，并且耐火的幕墻應該達到一個小時以上，要求一種玻璃單位堅決不能跨越兩個相鄰的防火區(qū)，需要進行獨立的設立。玻璃幕墻與各個樓層以及各個隔板之間的存在的縫隙需要利用比較厚的礦棉或者使用巖棉封堵，使用比較厚實的鋼板承托。建筑主體結構中存在的各個縫隙需要利用具有防火功能并且密封的材料填充。

3.3玻璃幕墻自身安全可靠性具體的設計

所有完成設計的玻璃幕墻，都需要對具體的結構系統(tǒng)進行安全可靠性的相關設計，對玻璃幕墻具體的試驗數(shù)值進行準確的計算，并驗算出預埋件或者是連接件具體的受力情況，尤其是所有平面內在抗震情況下的極限變形。對幕墻結構中具體的防雷接地的功能進行相應的設計，將土建中使用的防雷鋼筋與結構中的預埋件進行焊接，與此同時，在開展玻璃幕墻與地面進行連接的整個過程中都要保證工程使用具有的安全。

4、幕墻材料的質量要求

4.1玻璃

在進行玻璃幕墻的材料選購時，一定要選用相對安全、性能較高的玻璃，例如一些中控夾膠玻璃、鋼化玻璃、Loe-E玻璃、半鋼化玻璃等等。選取的玻璃一定要是色澤均勻，不能出現(xiàn)發(fā)霉、鍍膜脫落、干燥劑泄漏、折減等現(xiàn)象的出現(xiàn)，并且玻璃的邊緣都要經過嚴密的磨邊和倒角處理。

為了降低自爆現(xiàn)象的發(fā)生，要對鋼化玻璃進行二次的熱處理。其次，在進行緊急出口的逃生玻璃進行選購時一定要注意到采取單片玻璃，給出明顯的標記和指導，有特殊防火要求的部位應當選用單片雙鋼化姲鉀防火玻璃。

4.2鋁合金材料

對于采購的鋁合金材料，必須嚴格的按照鋁合金材料所對應的化學成分相關規(guī)定進行購買，型材質量必須符合GB/T5237的鋁合金建筑型材規(guī)定。鋁合金的型材可以劃分為穿條隔熱鋁合金、非隔熱鋁合金型材和注膠式隔熱鋁合金型材。

特別需要注意的是，穿條隔熱鋁合金型材的隔熱材料使用了特殊的加工工序將隔熱條內外部分進行整合。其次，在進行鋁合金的尺寸加工時要確保偏差達到高精級。

4.3密封材料

硅酮結構密封膠是一種建筑中常用的功能性建筑材料，按照不同的屬性可以分為單組型和雙組分型。在進行結構密封膠的挑選時，一定保證其具有良好的抗拉強度和剝離、撕裂強度。另外結構密封膠的本身也應該具有避震性能和彈性模量，確保能夠應對較強的老化、紫外線、潮濕性，對金屬以及多種塑料不腐蝕、無毒等特點，確保能夠長時間的儲存和高耐符合性能。在經過國家質量體系的檢測以及相容性、剝離粘接性檢測合格后，才可以購買使用。

5、高層建筑使用玻璃幕墻具體的施工技術

一般而言，在所有的幕墻施工技術中，幕墻的設計種類分為很多種，本文主要討論的是高層建筑中應用比較普遍的框架式結構。

5.1安裝預埋件的施工技術

需要嚴格按照圖紙中規(guī)定的各個尺寸對建筑使用的預埋件進行細致的加工，利用負公差的方式驗收最終預埋件的所有尺寸，同時為以后安裝模板的相關工作提供了更多的便利。保證預埋件具體安裝的位置決定準確，并有效的固定好預埋鋼筋以及建筑鋼筋，一般情況下都利用點焊的基本形式，確保預埋件不能發(fā)生任何的移位的情況。預埋件最終的安裝的位置應該保證誤差在20mm之內，具體的標高應該保證在10mm之內。進行混凝土的振搗工作必須按照規(guī)定的施工順序，同時保證錨板的底部使用的混凝土絕對的密實。對后錨進行固定處理的過程中，需要特別注意的是錨固栓具有的尺寸，并且埋深要保證滿足基本的設計要求，按照設計中的具體規(guī)定和要求鍍鋅，完成牢固的安裝。