高层建筑玻璃幕墙设计要素探讨

高层建筑玻璃幕墙设计要素探讨

赵文涛

广东博意建筑设计院有限公司广东佛山528000

摘要：随着我国城市建设现代化水平的不断提高，玻璃幕墙技术势必迎来更大的发展空间。建筑装饰企业要牢牢把握这个有利时机，秉持科学设计的理念，在满足现场实际情况和硬性条件的基础上，充分发挥设计者的创造能力，实现技术性和装饰性的最优化。同时，要加强施工管理，严格规范施工，确保玻璃幕墙施工质量安全。本文针对高层建筑玻璃幕墙设计要素进行探讨，以供参考。

关键词：高层建筑；玻璃幕墙；设计施工

前言

建筑幕墙作为建筑工程的一项外围护结构和装饰性结构，在我国已得到广泛应用，建筑节能、绿色环保、生态健康、可持续发展的建筑设计理念已成为幕墙设计今后的发展方向，从而对建筑幕墙设计提出了越来越高的要求，同时又迎来了难得的发展机遇和严峻的挑战。通过对幕墙施工技术质量科学有效的控制，不断完善和促进幕墙工程施工技术发展，使幕墙这项综合性技术，既能满足当今社会人们对建筑项目美观程度的要求，又能达到工程施工标准安全程度的要求。

1玻璃幕墙概述

1.1玻璃幕墙的类别

随着我国建筑业的不断发展，玻璃幕墙的种类也不断增多。其种类主要分为框支撑玻璃幕墙、全玻璃墙、点支撑玻璃幕墙等，玻璃幕墙在高层建筑中应用最多的当数框支撑玻璃幕墙。框支撑玻璃幕墙主要分为两种：一种是被用作最传统的方式，将玻璃嵌固在型材的凹槽里的明框玻璃幕墙；另一种是在室内设计时运用的一种方式，其通过利用玻璃板与框架进行有效黏合的硅酮密封胶，形成具有现代化风格的建筑效果。这两种方式各有各的优点，明框玻璃幕墙结构稳定可靠，工作性能良好；隐框玻璃幕墙主要应用于室内设计，现代感较强。

1.2玻璃幕墙的结构特点

由于玻璃幕墙作为高层建筑的围护结构，既应具有严格的水密、气密与防寒隔热等性能的要求，又必须防止它因风力、地震、温度变化以及由于安装或加工工艺不当而造成破裂、掉落等安全事故，因此在进行高层建筑玻璃幕墙设计时常会涉及到隔热“防火”气密“抗震”避雷等相关技术，这与人身安全密切相连，因此，玻璃幕墙的设计制作与安装必须由具有相应资质的企业承包，并以此来保证建筑工程项目的质量安全。

2高层建筑玻璃幕墙设计中需注意的问题

2.1设计风荷载取值问题

高层建筑玻璃幕墙上设计风荷载的取值是非常重要的，它关系到幕墙的安全与经济问题，由于我国荷载规范是以30年一遇的10分钟平均风速压力作为风荷载的基本风压的，这对主体结构是适用的，但对于在瞬时风作用下易损的幕墙却并不适用。因此，关于风荷载的取值方法及其应考虑的问题，在我国还有待于试验、研究、统计、定量和完善。

2.2地震作用问题

我国是个地震多发国家，地震的危害是很大的，有时甚至造成幕墙脱落给人们的生命安全造成危险。而国外、国内对幕墙抗震的研究不多，应加强这方面的研究。

3高层建筑玻璃幕墙设计要点分析

3.1结构设计

在玻璃幕墙整个系统中，支撑结构是最基础也是最重要的部分之一。玻璃幕墙自身重量以及所受到的各类载荷都是由主体结构传递到支撑结构，并由支撑结构最终承担的。此外，玻璃幕墙对各类自然气候或灾害，比如地震、大风等的抵抗能力，都主要取决于支撑体系的坚实稳固。要保障玻璃幕墙整体的安全可靠性，支撑结构的质量必须过关，必须具有一定水准的刚度和强度，还必须方便日常使用过程中的维护和修理。在使用年限上，目前玻璃幕墙支撑体系的使用年限要求达到25年。①立柱是玻璃幕墙支撑体系中最关键的结构，立柱承担着承载幕墙载荷的重要职责，在强度和刚度性能方而必须满足设计要求，要严格依照现代规范进行设计，保障整个结构稳定牢固，做好上下衔接，确保连接紧密。②预埋件是玻璃幕墙体系中的重要一环。锚板或锚筋是幕墙预埋件的主要形式。根据外形可以分为平板型和槽型两种。锚板材质为Q235B钢，表面镀锌，镀层厚度最低不能小于40微米，否则难以达到防腐效果。先采用坡口塞焊的方式将锚板和钢筋焊接到一起，再按照设计位置进行埋设。对应直径大于20毫米的锚筋，应采取穿孔塞焊的焊接方式。③对于需要进行后置埋件作业的情况，要采用锚栓的方法进行施工锚栓的种类包括金属膨胀锚栓和化学锚栓两种。前者依靠膨胀片对混凝土结构产生的挤压形成较大的摩擦力，以此稳定连接件。后者的直径不小于12毫米，其锚固深度不能低于锚固栓直径的600%。在进行施工时，先用钻孔设备在混凝土结构上钻出设计深度、孔径的孔洞，然后用空压机将孔洞清理十净，再用螺母把锚板固定在混凝土结构上，最后进行转接件和锚板的焊接。完成后，要进行锚固栓抗拔试验，以保障施工质量和安全。

3.2高层建筑玻璃幕墙的避雷设计

高层建筑幕墙防雷设计是玻璃幕墙设计的一个重要环节，这关系到整栋建筑物的安全。所以进行高层建筑幕墙设计时一定要考虑建筑幕墙的防雷系统。幕墙是附属于主体建筑的围护结构，幕墙的金属框架一般不单独做防雷接地，而是利用主体结构的防雷体系，与建筑本身的防雷设计相结合，因此要求幕墙的金属框架与主体结构的防雷体系可靠连接，连接部位应清除非导电保护层，保证导电畅通。一般防雷设计从三层结构开始，每三层设置一道水平均压环（Φ12镀锌圆钢）。在主体结构施工时，对应幕墙均压环楼层每隔10米预留避雷接头，使幕墙均压环与主体避雷系统连接形成电气通路。幕墙竖向立柱在不大于10米范围内有一根立柱采用铜质编织导线上下连通，截面面积应不小于25mm2。在主体结构有水平均压环的楼层，对应导电通路立柱的预埋件采用Φ12镀锌圆钢与水平均压环焊接连通形成防雷通路，焊缝和连线应涂防锈漆。屋顶采用Φ12镀锌圆钢与主体结构屋顶的防雷系统作有效的连通，起到避雷接闪器的作用。

图1：避雷示意节点

3.3高层建筑玻璃幕墙的抗风防火设计

玻璃幕墙作为建筑构造的外围装修构造，常常会受到强风的袭击，因而确保玻璃幕墙的抗风压功能是十分重要的。一方面，目前我国对于风荷载取值的研讨不够深入，风荷载取值规范在许多情况下是不适用的，因而，应进一步完善风荷载取值的研讨，为抗风压研讨打下坚实的基础；另外还要不断选用更领先的计算和剖析办法对玻璃幕墙设计方案的抗风压功能进行测定，确保在必定的规范规范下选用最优化设计方案。消防安全是高层建筑必须思考的一个重要因素，玻璃幕墙的防火设计对确保全部建筑的安全性显得尤为重要。其一，应该选用防火功能合格的资料作为玻璃幕墙连接处的填充资料，能够有用避免火势延伸；其二，要做好防火封堵设计，玻璃幕墙与主体建筑构造之间的缝隙、玻璃幕墙与其他防火阻隔构件之间的缝隙都要运用专用的防火资料进行密封，同时，要确保密封处的抗压变形功能不受影响。

4结语

伴随着现代社会的发展，越来越多的高层建筑中会使用一些建筑的外立面，保证建筑的整体风格和效果具有较强的现代化，并给人们一种非常典雅的感觉，引起人们的视觉冲击。在高层建筑进行外形玻璃墙的实际设计中，首先需要充分的结合工程具体的特点，并选择恰当的结构形式，加强玻璃幕墙具有的强度以及刚度，并满足相关设计的要求。在施工的过程中，重点控制一些非常关键的工艺步骤，检查施工的具体指标，严格保管使用的各种原材料，从而有效的保证玻璃幕墙自身的施工质量。

参考文献：

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[2]康积灵.探索高层建筑玻璃幕墙防雷设计[J].门窗，2017（07）：16+26.

[3]叶健，蒋桂潭.浅谈高层建筑玻璃幕墙施工技术[J].建材与装饰，2017（26）：25-26.