带隐形开启扇玻璃幕墙设计

带隐形开启扇玻璃幕墙设计

葛华

浙江中南建设集团有限公司

摘要：近些年来伴随着经济社会的飞速发展，人们对于生活质量也得到了明显的提高，对于建筑外观的美观要求也越来严格，而玻璃幕墙作为建筑工程中不可或缺组成部分，其外观细节设计质量的好坏对于建筑物整体的观赏性，有着至关重要的影响。尤其是在对带隐形开启扇玻璃幕墙进行设计时，设计人员要充分考虑开启扇关闭状态的问题，使其在室内室外的外观保持一致。因此，笔者就通过结合自身多年的工作经验，对带隐形开启扇玻璃幕墙设计进行了深入的研究讨论，并得出以下相关结论，以供参考。

关键词：隐性开启扇；玻璃幕墙；设计

相比于以往传统的玻璃幕墙设计而言，带隐形开启扇玻璃幕墙系统，无论是在外观还是性能上，都具有明显的优势。因此，为了保证工程项目实现最大化经济效益的建设目标，提高建筑物外观的美观性，设计人员必须高度重视这一问题，并加强对带隐形开启扇玻璃幕墙结构的优化设计，摒弃以往陈旧的设计理念与方法，采用创新性的设计技术手段，以此来保证带隐形开启扇玻璃幕墙设计质量。以下，本文就对其进行了初步的探讨分析，从而总结出一些自身的看法与建议。

一、玻璃幕墙的概述

玻璃幕墙是当代的一种新型墙体，它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑，如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。

当然，玻璃幕墙也存在着一些局限性，例如光污染、能耗较大等问题。但这些问题随着新材料、新技术的不断出现，正逐步纳入到建筑造型、建筑节能的综合研究体系中，

二、传统幕墙开启扇做法与带隐形开启扇做法外观比较

1.就我国当前幕墙系统现状来看，上悬外开窗是应用最为广泛的一种开启扇，这种传统的幕墙开启扇设计形式，从室外的角度观看，可以看出，开启扇周围是与幕墙中固定的玻璃有着明显的区别。而产生这种现象的主要原因是由于设计人员在对其进行设计时，为了保证开启扇能够顺利开启，通常都会在开启扇与边框之间预留出一定的缝隙。因此，当我们由室内向室外观看时，开启扇的四周将会出现扇框。

2.笔者通过对隐形开启扇室外、室内效果进行观察以后发现，当开启扇打开时，将会与幕墙周围的固定玻璃产生明显的差异性，但若是将开启扇关闭以后，无论是从室外，还是室外观看，其开启扇部位将会与四周固定的幕墙玻璃保持一致。

3.应用于幕墙系统内开或内开内倒窗，室外效果，开启扇四周明显存在四周扇框。固定和开启外观不一致。

三、带隐形开启扇系统节点设计

设计人员在对带隐形开启扇玻璃幕墙进行设计时，要充分考虑到开启扇关闭的问题，确保开启扇在关闭状态下的外观效果是与固定玻璃窗的外观效果相互一致，这也就对其对称性方面提出了较为严格的要求。以下，笔者就具体归纳了在带隐形开启扇玻璃幕墙设计中应该注意的几点问题。

1.通常情况下，开启扇的位置是可以随意活动的。因此，设计人员在充分保障水密性能高、气密性佳的前提下，通常都会采用搭接式的设计方法，其主要是通过将窗框与窗扇相互连接在一起，并利用叫胶条来对窗扇与窗框之间产生的缝隙进行密封。这样一来，当其受到关闭锁紧力作用下，致使原本具有弹性的胶条将被迅速压缩，为了保证对称性原则的要求，固定的部分。应该与开启扇的外形轮廓保持一致。

2.为了保证开启扇在室外的隐藏效果，设计人员在对带隐形开启扇系统节点进行设计时，只能将铝型材的扣盖外露在窗外，并且，该部分的开启扇铝合金型材只能够隐蔽在玻璃后面，其开启扇的位置一般都是通过结构胶直接粘连在铝合金扇型才上方的。

3.在实际的带隐形开启扇玻璃幕墙系统设计中，设计人员通常会采用三种密封技术，第一种主要是将窗外侧玻璃与铝合金压板之间进行密封，第二种是通过利用大胶条来对开启扇与幕墙材料的固定位置密封起来。第三种则是在开启扇的部分，将框搭结构与开启扇采用用胶条密封。

4.为了保证带隐形开启扇玻璃幕墙系统保持良好的水密与气密性，设计人员必须高度重视锁点部分的设置设计。

四、上墙连接节点设计与选择

一般来说，上墙与墙体连接的方式主要有两种类型，一种是单支点，其主要是通过利用简支梁受力模型，将竖料进行固定，再由一个固定的支点与主体结构之间相互连接。另一种则是二支点，其具体是指将两个固定点与主题结构很好的连接在一起，这时，上固定点与下固定点分别会承受水平荷载力。

在同等层高的条件下，经分析，采用二支点连接方式比单支点连接方式铝型材在径深方向一般可以减小20~30mm，节省单价成本约70~80元/m2；而增加的一个支点及预埋件，考虑到施工成本折合成单价成本约增加20-30元/m2

某工程项目的建筑层高为3000mm，宽度为1100mm，设计人员在对该工程项目的经济效益进行了认真全面的分析以后，为了保证建筑物外观的美观性，最终决定采用二支点的连接方法，支点与支点之间的垂直距离保持在380mm。

为了使建筑立面保持一致性，在可视区域及窗槛墙区域均采用同一配置的中空玻璃。因玻璃尺寸不大，经结构计算，采用6mmlow-e钢化+12A+6mm钢化的中空玻璃即可满足要求。

五、结构分析

1、荷载计算

根据《建筑荷载规范》GB50009-2012，根据此项目建筑场地及标高的特点，计算得知最负压标准值为-2.166kpa。考虑到与风荷载与水平地震作用的组合，计算得作用在立柱上的线荷载设计值为3.76KN/m，标准值为：2.60KN/m

2、建模分析

利用strand7软件进行建模分析结果如下：在设计值荷载作用下，立柱的最大弯曲应力为：135.48MPa，小于6063-T6铝材的强度140MPa，同时在标准值荷载作用下，铝立柱的最大变形值为13.47mm，小于允许变形（2800/180=15.6mm）。所以得知在立柱的强度及挠度均能满足计算要求。

六、热工分析

1、玻璃性能参数

采用的6mmlow-e钢化+12A+6mm钢化的中空玻璃的U值为1.7W/（m2k）

2、露点温度分析

本工程室外环境温度取为-20℃，室内周围环境温度20℃，最大相对湿度为40%。查露点温、湿度表，可得露点温度为6℃

3、典型节点U值计算，节点的U值为4.059W/（㎡K），玻璃内表面温度均大于6℃，不会产生结露。

七、结束语

通过以上分析，可以看出：带隐形开启扇的系统外观一致性比传统上悬外开窗或传统内开窗要好。从经济性和美观性的角度出发，在条件允许的情况下，可以考虑采用二支点连接方式，以缩小室内龙骨的径深尺寸。本文提供的隐形开启扇的一种设计思路，希望能引发建筑师或幕墙设计师的一些新的思考，从而在幕墙设计中能将建筑美学发挥得更加淋漓尽致，做成更多精品项目。

参考文献：

[1]郭复红，2002第8期.开启扇密封的几点措施.《建筑科技》.

[2]黄小坤、赵西安、姜清海等，2003.玻璃幕墙工程技术规范/JGJ102-2003，中国建筑工业出版社.

[3]金新阳、王建、王国砚等，2012.建筑结构荷载规范/GB50009-2012，中国建筑工业出版社.