浅析玻璃幕墙的设计与施工

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　　摘要：近几年来,玻璃幕墙工艺发展迅速,对建筑工程的造型及装饰效果、市容美化、经济发展都起到了很好的作用。现就笔者收集的有关资料,简要介绍玻璃幕墙工程设计、施工中必须注意的一些问题。
　　关键词：玻璃幕墙 设计
　　 1 前言
　　 随着建筑业的发展，玻璃幕墙得到了广泛使用。建筑外墙做成玻璃幕墙，利用玻璃的反射功能，充分解释利用光与影转换的机理，使得整个建筑物和周围环境达到情景交融，建筑立面更具有一种溢光流彩得美感。玻璃幕墙外表华贵而又不失庄重，选材优质考究也是一个建设单位经济实力雄厚的最佳象征，虽然造价昂贵，建设单位和建筑师还是乐意大量采用这种装饰，由于种种原因，我国城市建设中装饰工程目前还是处于一种不规范的管理状态中，玻璃幕墙的设计和安装以及监督互相脱节，常常会因设计，安装人员对防火规范的理解不同甚至于对安全方面的知识而在工程中遗留下许多问题。本文对玻璃幕墙的设计与施工要点进行了阐述。
　　 2 幕墙材料的选用
　　 2.1幕墙结构支点。
　　 一般应采用钢结构,铁件可预埋铆接。铁件的制作和设置应进行严格的结构计算,施工关键上焊接质量及防锈处理,应作为隐蔽工程进行检查并作好验收记录。
　　 2.2幕墙骨架选料。
　　 一般可选用钢、铝、不锈钢等料,但由于铝合金质轻力强,耐腐蚀,并可挤压成任何截面,易于加工安装、保养,价格相对也较低,因此大部分都采用铝材幕墙。铝材通常为定型幕墙系列材,目前我国铝材幕墙材料有120 号、140 号、155 号等系列产品。
　　 2.3幕墙玻璃选用。
　　 作为建筑物的围护结构,主要功能是挡风、挡雨、遮阳、保温、隔音、安全、美观等方面。所以为达到上述完善的效果,对玻璃幕墙所采用的玻璃有其特殊的要求。如6mm厚的镜面反射玻璃,阳光透过率只有23%～40% ,而一般无色透明玻璃是78%。镜面反射玻璃反射色彩可得到银灰、蓝、绿、棕色等艺术色彩。中空玻璃、双层玻璃遮阳、隔热等功能效果更好,并且在贴近框架梁或窗台墙部位,由于通风不良、内外温差大而产生相当大的温度应力,该部位必须采用强化玻璃。铝型材幕墙的隔音比混凝土及砖差,随着开启及固定扇的不同及玻璃厚度的不同,其隔音能力一般约为25～30dB之间,选材时应予以考虑。
　　 3 幕墙装饰构造设计原则
　　 3.1满足强度和刚度要求幕墙的骨架和饰面板都需要考虑自重和风荷载的作用，幕墙及其构件都必须有足够的强度和刚度。
　　 3.2满足温度变形和结构变形要求由于内外温差和结构变形的影响，幕墙可能产生胀缩和扭曲变形，因此，幕墙与主体结构之间、幕墙元件与元件之间均应采用“柔性连接” 。
　　 3.3满足围护功能要求 幕墙是建筑物的围护构件，墙面应具有防水、挡风、保温、隔热及隔
　　 3.4满足防火要求应根据防火规范采取必要的防火措施等。
　　 3.6做到经济合理幕墙的构造设计应综合考虑上述原则，做到安全、适用、经济、美观。
　　 4 玻璃幕墙建筑设计
　　 玻璃幕墙的选择：根据建筑物的艺术要求(建筑物的造型),建筑物的功能,当地的地形和气候条件以及经济技术条件选用明框,半隐框,隐框或全玻璃幕墙类型.玻璃幕墙的分格：玻璃幕墙的分格应根据以下几个方面来考虑:玻璃幕墙的性能(幕墙的风压变形,空气渗透,雨水渗透,保温性能等)；玻璃的尺寸大小,目前国内生产的浮法玻璃最大尺寸一般为2400× 3300mm,玻璃的利用率以在80% 以上为最佳；结构的合理性。幕墙玻璃分格尺寸与所需的玻璃厚度，金属骨架材料横截面大小关系很大，过大的尺寸将导致不经济；施工难易程度。目前玻璃的安装方法一般是几个人在吊篮上手工操作，如果玻璃尺寸较大，玻璃就比较厚，重也比较大，就要求采取其他方法，如采用玻璃安装吸盘机等；室内空间要求。玻璃分格的水平缝要和楼层齐平，竖直缝要和主体结构的柱，墙对齐,这主要是要求满足一块玻璃不应跨越两个防火分区，从室内看幕墙骨架应尽量少,美观性较好；美观的要求。玻璃高和宽之比要适中,既不能过小,也不能过大,一般为1.1-1.2。幕墙性能等级要求：玻璃幕墙的性能,主要有风压变形,空气渗透,雨水渗透,和保温隔声等。设计时应根据建筑物所在的地理位置,气候条件,建筑物的高度,体型和环境,建筑物的功能和重要性等,对玻璃幕墙的各项性能提出等级要求。提供的图纸：各层玻璃幕墙的平面位置图――表示玻璃幕墙划分,开启部位：璃幕墙的立面图――表示玻璃幕墙分格尺寸,标高,活动窗扇,门的位置等；各楼层玻璃幕墙预埋件平面位置图――表示予埋件类型,位置,标高；玻璃幕墙安装详图。
　　 5 幕墙的施工
　　 幕墙的支点铁件安装前,应在建筑物立面弹线定位。纵向支点一般按楼层或竖料模数设置,横向支点应考虑玻璃模数及房间开间尺寸,整体要求幕墙分格均匀,高宽比例匀称。支点上下要求垂直,横向要求水平,所有支点必须确保在同一平面上。安装幕墙铝材骨架时先安竖料,后安横料,型材连接处均应采用不锈钢或镀锌机制螺栓。型材切割与安装应按顺序编号,玻璃裁制安装时,要分清镀膜层(镀膜层应在幕墙的内侧) ,玻璃安装应先上后下,周边与框内缝隙适宜,胶封时要严密细致,这是保证幕墙水密性与气密性的关键。
　　 6其它应注意的问题
　　 幕墙所用的主要材料有铝、玻璃等,这些材料的热胀冷缩系数都不同。一年四季,随着气温的变化,材料都在不停地移动,这些移动若被抑制,材料内部就会相应地产生较大的应力,重则造成损坏变形,轻则使整个幕墙悉悉作响。所以设计、施工时必须预留伸缩缝,并在缝隙间填塞弹性好、寿命长的密封胶,使之适应不同程度的热胀冷缩而不会出现开裂、失效。目前,国外规范一般要求在两根竖框直料间预留8～10mm 宽的伸缩缝。国外许多国家规范对幕墙都有水密性能的要求。如美国ASTM11E331-88。气密性能参照美国ASTM1E283 要求防火:在结构楼板和玻璃幕墙间一般应用5～15cm的缝隙,并应采用耐火材料从上到下完全封闭,作为防火措施以维持2h以上的抗火期。防震:应根据各地区抗震设防要求,幕墙自身与建筑物有足够的稳定性。国外一般要求,当框架摇动达到支点间距离1/400时,幕墙和玻璃的任何部分,不应有损坏和有害变形。避雷:一般规定,整个幕墙(特别是高层建筑幕墙) 的金属构件必须有效地连续为一体,并为建筑物的防雷相连。从节能角度考虑,幕墙不宜设计成全封闭型,宜设计成半封闭型,即在距每层楼地面114～116m处设置开启的上悬或中悬窗、推拉窗,可利用自然通风,缩短空调采暖期,幕墙朝阳面宜选用热反射玻璃,背阴面宜选用吸热玻璃,以达到节能的目的。
　　 7 结语
　　幕墙顶部应用铝扣板或镀锌铁皮封闭，以遮挡雨，雪，雹对幕墙的损害，幕墙四周也应作封闭处理。若幕墙后有墙，梁，柱面，在幕墙施工前应涂刷深色涂料，以增加反射效果。拆除脚手架前应进行认真的清理和修补。

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