玻璃幕墙设计原则及注意事项分析

吴炳富

摘要：玻璃幕墙有着良好的通透性，极具现代感的工艺性及艺术性，给建筑外观结构带来了丰富的变化，各种节能幕墙玻璃的使用也大大降低了建筑能耗。文章主要对建筑玻璃幕墙设计要点及方法进行了分析。

关键词：建筑；玻璃幕墙；设计

引言

玻璃幕墙的使用不仅替代了原来旧式建筑厚重的外墙和各式窄窗，不再受制于传统立面设计的束缚，解放了建筑的立面，减轻建筑物的自身重量。而且还给建筑物一种别样的美感，大面积的玻璃幕墙，使得室外景觀以前所未有的视角引入到室内空间，室内视野开阔，室外景观尽收眼底，使内外空间充分交融。

1玻璃幕墙概述

玻璃幕墙结构包括外部的玻璃墙板、金属板材和链接构件，内部作为支撑的铝合金横梁结构，以及作为幕墙结构支撑悬挂于主体上的立柱。这些链接结构在整体结构允许的范围内可以发生相对位移，避免受到水平作用力影响的主体结构发生下位移，对玻璃幕墙产生一定的影响。玻璃幕墙一般是暴露在外部空气中的，由于玻璃的材料特性，当其受到温度、湿度变化的影响时，会出现一定程度的变形。另外，根据铝合金型材的外露方式，玻璃幕墙可以分为明框、隐框和半隐框。

玻璃幕墙结构的设计原则是：一是，玻璃幕墙的结构方式。在建筑主体结构上悬挂幕墙的构件，由主体结构作为支撑。为了避免玻璃幕墙承受不必要的荷载，它应该设计成围护结构。二是，为了减少建筑荷载，地震作用，温度、湿度变化侵蚀的影响，玻璃幕墙本身以及本身的链接构件需要具备足够大的承载能力和刚度韧性，同时，要有相对的位移能力。三是，很多玻璃幕墙架构在主体建筑外部，并没有进行抗震设计。为了避免风力作用导致玻璃幕墙脱落和破碎，需要在设计时考虑其位移能力值，并进行抗震设计。

2高层建筑使用玻璃幕墙设计

2.1玻结构设计

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。在幕墙设计的各种支撑结构中，其中的立柱结构设计属于设计中的重要内容，需要特别注意的是立柱自身具有的强度以及刚度都要达到设计荷载的实际需求，具有较强的稳定性。并且，上下衔接设计同样属于非常重要的设计环节，需要完全满足设计规范中制定的各种要求。对预埋件进行的设计工作也属于非常重要的环节，预埋件可以是锚板还可以是锚筋，设计的形状一般都是平板形或者是槽形。玻璃幕墙如果设计的是后置埋件，一般情况下都使用锚栓的基本形式，其中的锚栓有金属膨胀或者是化学锚栓。

2.2防火设计

防火封堵设计主要包括玻璃幕墙与整个楼板之间存在的缝隙位置，玻璃幕墙与外墙洞口存在的缝隙，以及玻璃幕墙与防火隔离构件存在的缝隙。设计良好的防火封堵系统首先需要拥有较强的密封性以及耐久性，并且保证在火灾发生时不能出现太大的变形甚至是脱落的情况，需要具备较强的稳定性。进行封堵使用的各种填充材料可以选择一些不燃烧的材料，对于保护层面使用的各种材料需要涂上适当的防火涂料。针对一些没有设立窗栅栏的各种建筑幕墙，需要在所有楼层具体的外沿部位建立具有防火功能的玻璃幕墙，并且耐火的幕墙应该达到一个小时以上，要求一种玻璃单位坚决不能跨越两个相邻的防火区，需要进行独立的设立。玻璃幕墙与各个楼层以及各个隔板之间的存在的缝隙需要利用比较厚的矿棉或者使用岩棉封堵，使用比较厚实的钢板承托。建筑主体结构中存在的各个缝隙需要利用具有防火功能并且密封的材料填充。

2.3遮阳设计

玻璃幕墙墙体上的特殊光影效果是遮阳系统形成的，充分传达出现代艺术美学的特点。玻璃幕墙的优点是不言而喻的，极好的透明性，舒适美观的设计结构等不胜枚举。但玻璃幕墙有一个很大的缺陷就是其自身的遮阳效果并不理想。玻璃幕墙相比一般的墙体可损失5 倍以上的热量，再加上目前玻璃幕墙的设计很多以美观为衡量标准，建筑立面很多是无遮阳结构形式，降低了遮阳效果，人们在室内的舒适性受到影响。所以，有必要在玻璃幕墙设计中采取必要的遮阳措施来降低室内的温度，提高室内环境的舒适性。

2.4可靠性设计

所有完成设计的玻璃幕墙，都需要对具体的结构系统进行安全可靠性的相关设计，对玻璃幕墙具体的试验数值进行准确的计算，并验算出预埋件或者是连接件具体的受力情况，尤其是所有平面内在抗震情况下的极限变形。对幕墙结构中具体的防雷接地的功能进行相应的设计，将土建中使用的防雷钢筋与结构中的预埋件进行焊接，与此同时，在开展玻璃幕墙与地面进行连接的整个过程中都要保证工程使用具有的安全。

3玻璃幕墙设计中节能玻璃的应用

（1）阳光控制镀膜玻璃即使在玻璃的表面上镀一层金属化合物膜，这种膜产生的膜色不仅仅可以让玻璃显现各种各样的颜色，而且对波长为350mm到1800mm的太阳光具有一定控制作用的玻璃，对可见光具有适当的透视率，对红外线有较高反射率，对紫外线有较高的吸收率。（2）低辐射玻璃又叫做Low- E玻璃，这种玻璃可同时发挥隔离红外线和自然采光，隔热节能的功能。（3）中空玻璃的特点是在制作上采用两片或者多片玻璃组合，同时玻璃与玻璃之间的空间用密封胶带与外界隔绝，可以达到很好的隔音，隔热功能，相较于传统的砖混墙体，又具有轻巧节能的优点，从而得到了较为广泛的采用。（4）夹层玻璃是由两片或者两片以上的玻璃组合而成，虽然同中空玻璃一样是由多块玻璃组合而成，但是不同的是空玻璃中间是真空的，而夹层玻璃中间多是一种透明的有机材料，也正是由于这种有机材料的存在，使得夹层玻璃具有价高的冲击性和抗惯性，在外力的作用下，一般情况下，还可以保持一定的可见度，从而起到安全防护作用。

3玻璃幕墙设计中节能构造技术的应用

双层玻璃幕墙不仅避免了普通玻璃幕墙的缺点，例如高耗能，室内空气流通性差等问题，还具有采光优良，舒适美观的优点，保温性能得到了提升，通风性也得到了极大的改善，在能源消耗方面也比一般的幕墙节约了42% 至52%。玻璃幕墙按照结构类型可以分类为封闭式内循环体系结构和敞开式外循环体系结构。冬季的时候，寒冷地区多采用为封闭式内循环体系结构。内层多采用断热型或者中空的单片钢化玻璃，简易的可开启的窗口结构。相反的，外循环体系结构是双层的玻璃幕墙。内层采用的明框幕墙或是单元幕墙多采用隔热或是断热的材料，这是一种目前广泛使用的结构形式。种类越来越多的玻璃幕墙，极大地改善了人们的工作和生活，也推动了玻璃幕墙节能技术的后续发展。

结束语

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。

参考文献

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