国际工程超大玻璃幕墙设计与施工

国际工程超大玻璃幕墙设计与施工

商震

商震(烟建集团有限公司山东烟台26400)

摘要：玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代主义高层建筑时代的显著特征。随着科技的发展，人们对幕墙的尺寸要求也是逐渐增大，超大玻璃的出现满足了这一要求。超大玻璃幕墙的设计与施工比一般幕墙的要求要高，面对国内及国际迫切的市场需求，我们要以更高的责任感重新认识幕墙设计与施工。

关键词：超大玻璃幕墙；幕墙设计；幕墙施工

一、超大玻璃幕墙玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。由于我国的幕墙应用起步较晚，到目前为止，人们对超大型玻璃幕墙仍然没有明确的定义，只是通过参考有关文件，了解相关的描述来对其进行模糊的判断。目前，我们把单片面积大于2m2、厚度大于12mm或者重量高于50kg的玻璃称为超大玻璃。按照工程上的习惯性理解方式来理解，超大玻璃幕墙就是单边最大尺寸在2m分格尺寸以上的玻璃幕墙。超大玻璃幕墙的表现形式有多种，其中，最常见的有点式玻璃幕墙、全玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙和明框玻璃幕墙等式。

二、超大玻璃幕墙设计（一）幕墙选材自爆是超大玻璃幕墙工程的常见隐患，超大玻璃一般应用于超高层建筑中，超高层建筑玻璃自爆会带来很大的风险，而且建筑物很高，自爆后更换玻璃极其困难。因此必须选择好的玻璃材料，降低超高层建筑采用钢化玻璃的自爆率。

例如采用半钢化玻璃，半钢化玻璃比钢化玻璃表面应力较低，基本上不会发生自爆。采用钢化超白玻璃，超白玻璃所含杂质少，自爆很少发生。减低自爆概率，又符合目前相关规定的最有效的途径还是采用钢化超白玻璃。超白玻璃，即低铁玻璃。为了超白，减低绿颜色，就得采用降铁工艺。降铁的同时，镍也降了下去。这样一来，硫化镍的杂质也大大减少，钢化以后，自爆率大大降低。超白玻璃钢化后的自爆率可降低到万分之一，甚至更低。虽然超白玻璃要比普通玻璃价格高一些（大概30%~50%），但是折合到幕墙上，每平米也就贵百十来块钱。不爆玻璃比什么都好。玻璃一旦破裂，虽然玻璃只值几百几千元，但在几百米高空换玻璃，可能要花几十万元。特别是现在兴建大量海外工程，万里之遥去换一块玻璃，实在是难以办到的。

（二）面板的设计超大玻璃的板面设计控制,与常规尺寸没有太大区别,也是以强度和刚度为主。一般情况下,玻璃应采用钢化玻璃。钢化玻璃的强度可以通过调整玻璃的厚度来增强,通常是比较容易解决,但超大玻璃的挠度往往很大,不易控制,所以需要根据边界支承条件,进行比较准确的计算。除了按照规范采用手算以外,我们还可以使用专门的计算机软件如ANSYS、SAP2000等通过有限元分析,比较精确地进行玻璃面板应力、挠度的控制,以达到最合理的面板配置。

（三）支撑龙骨的设计在现今大多数玻璃幕墙设计中，以铝型材龙骨为主要支撑体系。

支撑体系以与主体相连的竖向立柱与横梁构成，竖向立柱的尺寸比较大，很容易满足设计的要求，而横梁的尺寸比较小，其强度与刚度一般不容易达到设计的要求。因此，就要求设计人员根据横梁的受力特点进行专业的设计，使其满足超大玻璃刚度和强度的要求，这个过程也就是开模设计。通常为了便于铝型材横梁的安装，在设计时均留有盖板，可以根据需要开设在横梁的下部或者后部。

（四）采光顶设计随着建筑幕墙的快速发展和对周边环境及采光效果的需要，采光顶的使用及设计也越来越广泛。但传统采光顶构造方式很容易出现胶缝渗水及内部结露等现象，会给建筑本身及使用者带来一定的负面效果。玻璃采光顶设计时，在型材上要注意选择，考虑型材的二次防水，避免胶缝渗漏水及冷凝水没有有效地排放，造成采光顶设计不完善漏水的现象。

（五）防火设计采用防火封堵法，通过在缝隙间填塞不燃或难燃材料或由此形成的系统，以达到防止火焰和高温烟气在建筑内部扩散的目的。标准做法：缝隙封堵填塞材料应采用岩棉或矿棉，衬托岩棉用镀锌钢板厚度不得小于1.5mm，岩棉或矿棉厚度不得小于100mm。同时，为避免两个防火分区因玻璃破碎而相通，造成火势迅速蔓延，同一玻璃板块不宜跨越两个防火分区。

三、超大玻璃幕墙施工超大玻璃幕墙的尺寸比较大，安装难度较高，施工中要重视一下几点。

（一）放线玻璃面积过大，层数较多的高层建筑玻璃幕墙，其放线难度大。

幕墙定位轴线的测量放线必须与主体结构的主轴线平行或垂直，以免幕墙施工和室内外装饰施工发生矛盾造成阴阳角不方正和装饰面不平行等缺陷。要使用高精密度的激光水准仪、经纬仪，配合用标准钢卷尺等复核。对于高度大于7M的幕墙，还应反复2次测量核对，以确保幕墙的垂直精度。要求上、下中心线偏差小于1~2mm。测量放线应在风力不大于4级的情况下进行，对实际放线与设计图之间的误差应进行调整、分配和消化，不能日其积累。通常以利用适当调节缝隙的宽度和边框的定位来解决。如果发现尺寸误差较大，应用时反映，以便采取重新制做一块玻璃或用其他方法合理解决。

（二）横、竖龙骨装配1、竖向主龙骨安装主龙骨一般由下往上安装，每两层为一整根，每楼层通过连接紧固铁件与楼板连接。

先将主龙骨竖起，上、下两端的连接件对准紧固铁件的螺栓孔，初拧螺栓。主龙骨可通过紧固铁件和连接件的长螺栓孔上、下、左、右进行调整，左、右水平方向应与弹在楼板上的位置线相吻合，上、下对准楼层标高，前、后（即Z轴方向）不得超出控制线，确保上下垂直，间距符合设计要求。主龙骨通过内套管竖向接长，为防止铝材受温度影响而变形，接头处应留适当宽度的伸缩孔隙，具体尺寸根据设计要求，接头处上下龙骨中心线要对上。安装到最顶层之后，再用精纬仪进行垂直度校正、检查无误后，把所有竖向龙骨与结构连接的螺栓、螺母、垫圈拧紧、焊牢。所有焊缝重新加焊至设计要求，并将焊药皮砸掉，清理检查符合要求后，刷两道防锈漆。

2、横向水平龙骨安装安好竖向龙骨后，进行垂直度=水平度、间距等项检查，符合要求后，便可进行水平龙骨的安装。

安装前，将水平龙骨两端头套上防水橡胶垫。用木支撑暂时将主龙骨撑开，接着装入横向水平龙骨，然后取掉木支撑后，两端橡胶垫被压缩，起到较好的防水效果。大致水平后初拧连接件螺栓，然后用水准仪找平，将横向龙骨调平后，拧紧螺栓。安装过程中，要严格控制各横向水平龙骨之间的中心距离及上下垂直度，同时要核对玻璃尺寸能否镶嵌合适。

（三）玻璃安装装前应检查校对钢结构主支承的垂直度、标高、横梁的高度和水平度等是否符合设计要求，特别要注意安装孔位的复查。

安装前必须用钢刷局部清洁钢槽表面及槽底泥土、灰尘等杂物，驳接玻璃底部U型槽应装入氯丁橡胶垫块，对应于玻璃支承面宽度边缘左右1/4处各放置垫块。安装前，应清洁玻璃及吸盘上的灰尘，根据玻璃重量及吸盘规格确定吸盘个数。安装前，应检查驳接爪的安装位置是否准确，确保无误后，方可安装玻璃；现场安装玻璃时，应先将驳接头与玻璃在安装平台上装配好，然后再与驳接爪进行安装。

为确保驳接处的气密性和水密性，必须使用扭矩扳手，根据驳接系统的具体规格尺寸来确定扭矩大小，按标准安装玻璃时，应始终保持悬挂在上部的两个驳接头上。现场组装后，应调整上下左右的位置，保证玻璃水平偏差在允许范围内。玻璃全部调整好后，应进行整体里面平整度的检查，确认无误后，才能进行打胶密封。

参考文献[1]莫英文.超白玻璃在幕墙中的应用[J].城市环境设计,2010年7期.[2]刘淑军.浅谈超大玻璃幕墙的设计与施工特点[J].城市建设理论研究（电子版）,2013年23期.