高层建筑玻璃幕墙设计研究的意义及要点研究

高层建筑玻璃幕墙设计研究的意义及要点研究

潘兵

广东博意建筑设计院有限公司广东佛山528000

摘要：玻璃幕墙技术应用于现代建筑中，既可以起到美化的作用，又能够减少对资源的浪费，起到节能环保的作用，因此，越来越受到人们的青睐。但是，在玻璃幕墙技术的应用中，还存在一些不足之处，比如玻璃幕墙的保温隔热性能与传统墙体结构相比，能耗远高于传统墙体结构，因此，对于玻璃幕墙技术还有待于我们进一步研究，通过不断的发展与完善，在今后的应用中前景会更加广阔。

关键词：高层建筑；玻璃幕墙；设计

一、高层建筑玻璃幕墙设计研究的重要意义

近年来，我国经济有了飞速的发展，相应的人们的生活水平有了相应的提升。随着时间的推移，高层建筑美学的基本概念也有了进一步的发展和进步。现阶段，人们对新时期的工作和生活的环境有了更高的要求，玻璃幕墙就是在这种背景下产生的，玻璃幕墙的出现可是说是现代建筑水平发展到一定阶段的产物，也是可以视为现代建筑发展的关键性标志所在。玻璃幕墙的特点是华美宏大，极富时代气息，受到了众多从业的推崇。相关统计资料显示，高层建筑设计中应用玻璃幕墙的情况越来越多，但是，需要指出的是玻璃幕墙毕竟是易碎品对于高层建筑的玻璃幕墙设计更需要科学合理的系统性研究。

二、玻璃幕墙的主要设计原则

我国是南北气候差异比较大的国家，在玻璃幕墙的节能设计要求也是不同的。这就要求玻璃幕墙的节能设计不仅要保证自身的特点，还要结合当地的气候和环境的不同进行研究设计，在设计过程中要遵循玻璃幕墙的设计原则，玻璃幕墙的设计原则一般包括以下几个方面：

1、经济性

在建筑的维护结构中，玻璃幕墙占据一个重要组成部分，而且是考虑对节能不可或缺的一方面，对此，进行综合考虑的建筑节能设计，及传热过程中的热设计的传热方式的分析探讨。只有节能和经济两实现统一，才能真正集锦建筑节能设计的价值。

2、适用性

对不同地区的环境和项目实际情况进行全面考虑，加强对冬季严寒地区室内保温的设计，要保证室内的温度；对于夏季非常炎热的地区要特别注意室内与室外隔热和通风的设计，再结合与之相关的规定，贯彻和落实国家节能政策，把建筑耗能和舒适性二者之间的关系处理好。

3、要具有科学性

在建筑玻璃幕墙的设计，充分考虑各种因素的影响，如：功能，性能，材料等。在施工过程中必须结合当地的气候因素与幕墙结构的选择和结构更为科学，但也严格按照安装结构设计标准。事实上，由气候决定的，建筑构造以及玻璃传热系数等共同决定的。

三、高层建筑的玻璃幕墙设计要点

1、玻璃幕墙抗风压设计

保证玻璃幕墙具有相应的抗风压能力是十分重要的。建筑幕墙在与其相垂直的风压作用下，应能保证其正常性能没有任何的损坏，因此，必须采用专门的设计软件，并建立相应的设计模型，对外装饰所用构件及板块在抗风压变形进行设计，从而从整体分析幕墙体系外部

环境的影响，达到玻璃幕墙装饰项目受力合理、强度高、安全可靠的目的。

2、安全性设计

玻璃幕墙有着区别于其他墙体设计的优点，就是它不同于一般的幕墙设计和填充墙，能够自己独自承担来自外界的像风力、地震动荡等较大的变形，有着较强的位移能力。为了保证玻璃幕墙结构安全性，在幕墙的所有支撑结构中，立柱的结构设计是最重要的，应注意立柱的强度及刚度满足设计荷载的要求，并具有相应的稳定性，其上下衔接设计也是很重要的，应满足现行的设计规范要求，应按照国家标准规范，对建筑幕墙的玻璃面板及龙骨进行结构力学核算，保证在最不利的荷载条件下玻璃面板及龙骨均有安全性及可靠性。根据主体结构特点合理的使用最优的受力体系，如简支梁，双跨梁，连续超静定简支，连续超静定双跨梁等，可以降低成本的同时保证结构的安全。玻璃幕墙的设计构造，使得玻璃幕墙能适应主体结构的构造变形，在地震荷载的作用下，做大绝对的牢固。

3、可靠性设计

首先，要加强玻璃幕墙可靠性设计，应对玻璃幕墙的四性试验数值进行规定，对相关的预埋件及连接件的结构受力状态进行验算，特别是整个平面内的变形性能以及地震等自然灾害条件下的变形极限做出规定，做好接地，保证防雷击措施落实到位；应对设计的幕墙结构系统的防雷接地进行设计，一般应把土建的防雷钢筋跟预埋件进行焊接处理，使得避雷均压环形成环状，再通过柱子里的钢筋传递到大地，注意底层整个玻璃幕墙立柱应焊接连贯的10mm圆钢，并和建筑场地外的接地系统进行连接，确保玻璃幕墙工程的安全。

4、防火性设计

消防安全是建筑设计必须考虑的问题，在进行玻璃幕墙设计工作时，要做好以下几个方面：一是做好防火封堵设计，玻璃幕墙与楼板之间的缝隙与外墙洞口部分之间的缝隙#与其他防火隔离构件之间的缝隙要使用专用防火材料进行密封，封堵后的部位在密封性#耐久性和变形性等方面要满足设计要求，特别是保护面层要涂刷防火涂料以提高消防安全性，二是不采用窗槛墙设计的建筑幕墙，要使用实体墙或者防火玻璃幕墙进行隔断，实体墙或防火玻璃幕墙位于各楼层的外沿部分，其高度不能低于0.8米，耐火极限不低于一小时，各玻璃单位要单独设立，不能有一个玻璃单位跨越2块防火区的现象发生，三是要使用矿棉或岩棉对玻璃幕墙和楼层#隔墙的外面部分之间的缝隙进行封堵，并作压实处理，矿棉或岩棉的厚度不能低于0.1米，另用钢板承托矿棉或者岩棉对建筑楼层间隔水平防烟带进行封堵，钢板厚度不低于1.5毫米，表面镀锌。此外，承托板和幕墙结构#建筑主体结构之间的缝隙要用防火密封材料进行填充，对于使用通透隔断分隔防火区的情况，通透隔断要使用防火玻璃价格，防火玻璃达到耐火极限等级的要求。

5、抗震设计

当地震发生时，作为主体的外围护结构的幕墙，其变形、变位能力大于外界条件的变形，才能保证不被损坏。通过对幕墙的各个分体连接部位进行计算，如竖龙骨与连接件的螺接处，保证留有相对的活动余量。当遇到地震时，玻璃幕墙就能达到很好的抗震效果。玻璃幕墙的整体连接构应尽量保证可以实现三维调整，这样在地震到来时形成一定的弹性位移功能，在很大程度上吸收了主体结构的变位，满足抗震要求和温差效应，既保证连接构造的安全性，同时也能保证幕墙的功能性。

6、智能方化设计

采用智能化的玻璃幕墙，通过传感和自控系统，自动控制建筑外部装饰条的角度，百叶的变换，能更好的实现遮阳，通风及采光的效果，避免了建筑在运用空调等电子系统时出现较大的能源消耗量，有效地保持了低能源绿色的水平。在建筑设计中，合理的运用玻璃幕墙绿色技术，科学的选择玻璃幕墙，使用建筑构造合理和控制方式稳定的建筑程序，才能保证有效的达降低能源消耗的效果。

7、节能环保设计

目前，环保节能指标是我国最重要的标准，包括建筑、施工、化工，当然玻璃幕墙的建设也不例外，因此，设计单位往往在建筑施工已开始时才进行玻璃幕墙设计，这直接导致了玻璃幕墙设计的滞后，以及用材质量降低。但目前我国节能标准已逐渐变得越来越严格，能耗比也越来越严格，这就要求玻璃幕墙设计向绿色节能的方向发展，各种高性能的玻璃，断热材料，能使幕墙的值大幅度降低，通常情况下，如果玻璃幕墙设计科学合理的话，都能达到很好的降低能耗和节能的作用，在这方面绿色技术得到了很好的体现。

四、结语

综上所述，玻璃幕墙可以增加主体建筑的艺术气息，成本比较低等优点，在现代装饰中应用的越来越多，所以对其设计要求、设计要点、设计原则必须要研究清楚，制定一个更加合理的设计方案，使得玻璃幕墙既能够增加主体建筑的魅力，又能保证其安全性。玻璃幕墙具有很宽阔的应用前景，有了对其的详细研究，相信它会被更好的应用到未来建筑的装饰中去。

参考文献：

[1]郭瑞逊，李雪.玻璃幕墙设计浅析[J]，建材发展导向（下），2011，09（2）；

[2]张璇.浅谈玻璃幕墙装饰工程施工工艺及设计方法，科技创新与应用，2013年23期；