張曉明

（大同市建筑設(shè)計研究院，山西大同 037000）

0 引言

現(xiàn)階段，我國城市中處處都可以見到高層建筑墻體裝飾采用玻璃幕墻，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代化高層建筑的主要特點。簡單來講，玻璃幕墻是使用玻璃材料制成的，因為玻璃具有較強(qiáng)的易碎性，這樣必定對高層建筑玻璃幕墻設(shè)計提出越來越高的要求。利用科學(xué)的設(shè)計，可以彌補(bǔ)玻璃幕墻存在的不足，使玻璃幕墻的各項優(yōu)勢得到全面發(fā)揮，是目前必須要重點探討的問題。

1 概述玻璃幕墻

就玻璃幕墻來講，主要是由面板、支撐結(jié)構(gòu)組合等多個部分構(gòu)成。通常可以將幕墻墻體劃分成多種，比如：雙層玻璃以及單層玻璃等?，F(xiàn)階段，在玻璃幕墻設(shè)計中普遍采用組合的方法，即將鏡面與常規(guī)玻璃相結(jié)合，將對應(yīng)的氣體沖進(jìn)到組合玻璃中，以形成中空玻璃。就中空玻璃來講，其優(yōu)點相當(dāng)多，包括隔音效果明顯以及防潮性能很強(qiáng)等，通過合理運(yùn)用中空玻璃，可以對太陽輻射熱進(jìn)行有效的抵擋，以更好地完善生活環(huán)境，獲得冬暖夏涼良好的效果。

2 高層建筑玻璃幕墻的重要性

如今我國很多高層建筑都應(yīng)用玻璃幕墻，其將建筑外圍的多項功能進(jìn)行結(jié)合，包括保護(hù)功能以及裝飾功能等，將建筑中藝術(shù)與技術(shù)相融合的建筑特色全面體現(xiàn)出來。當(dāng)前，高層建筑玻璃幕墻是由很多部分構(gòu)成，比如：常規(guī)玻璃以及鏡面玻璃等，中間層選擇中空玻璃，而中空玻璃可以劃分成兩層以及三層中空玻璃等。中空玻璃具有較強(qiáng)的防結(jié)霜性能以及隔熱性能等，通過利用玻璃幕墻可以完善建筑內(nèi)部環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量，而且正是因為玻璃幕墻具有諸多優(yōu)勢，可以讓高層建筑不需要使用過多的采暖制冷設(shè)備，從某個角度來看，發(fā)揮節(jié)能減排的重要作用，有利于保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，所以在高層建筑中運(yùn)用玻璃幕墻是至關(guān)重要的。除此之外，玻璃幕墻既可以發(fā)揮出保護(hù)建筑外圍的作用，又可以發(fā)揮出節(jié)能環(huán)保的作用，而且將其當(dāng)作建筑外觀裝飾設(shè)計，可以使建筑外形更加美觀，符合現(xiàn)代城市居民對于居住建筑的審美要求，所以高層建筑中玻璃幕墻設(shè)計顯得尤為重要，必須要引起設(shè)計單位的重視。

3 高層建筑玻璃幕墻的基本設(shè)計原則

在高層建筑玻璃幕墻實際設(shè)計過程中，為了可以將玻璃幕墻的顯著優(yōu)勢全面發(fā)揮出來，必須要確保設(shè)計質(zhì)量，嚴(yán)格遵循基本原則，主要體現(xiàn)在以下幾點：

3.1 科學(xué)性

就玻璃幕墻來講，不僅是高層建筑的裝飾結(jié)構(gòu)，而且是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其類型以及形式都直接影響高層建筑的總體立面效果，而且也影響其他的方面，包括建筑物幕墻節(jié)能效果以及工程造價。在高層建筑玻璃幕墻設(shè)計中需要充分考慮兩點：①建筑物節(jié)能效果；②工程造價。具體來講，玻璃幕墻類型和節(jié)點形式都很有可能影響工程造價，玻璃幕墻的節(jié)能效果會受到多種因素影響，比如：施工現(xiàn)場的氣候環(huán)境以及玻璃幕墻類型等。只有認(rèn)真遵循科學(xué)性原則，才可以在玻璃幕墻設(shè)計過程中，充分考慮每個因素，正確選擇適合的玻璃幕墻類型以及形式。

3.2 適用性

在玻璃幕墻設(shè)計過程中，需要全面掌握施工現(xiàn)場的自然環(huán)境以及工程具體情況[1]。比如：在冬天氣溫低的地區(qū)設(shè)計玻璃幕墻，必須要運(yùn)用保溫性能優(yōu)越的幕墻系統(tǒng)，在夏天氣溫高的地區(qū)設(shè)計玻璃幕墻，必須要運(yùn)用可以外遮陽且隔熱性能優(yōu)越的幕墻系統(tǒng)。利用合理選擇幕墻系統(tǒng)以及材料，讓其在高層建筑中適合應(yīng)用，可以是高層建筑具有更強(qiáng)的總體性能。

3.3 經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能性的相統(tǒng)一

在高層建筑玻璃幕墻設(shè)計中往往需要充分考慮多個因素，比如：經(jīng)濟(jì)性以及節(jié)能性等，之所以這樣，其主要目的在于玻璃幕墻設(shè)計容易影響建筑物內(nèi)部能源消耗。然而若一味地重視節(jié)能效果，選用便宜的節(jié)能材料，而對建設(shè)成本沒有足夠的關(guān)注，就容易導(dǎo)致工程造價成本加大。若強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性而不重視節(jié)能性，就勢必造成不能將玻璃幕墻的作用有效發(fā)揮出來。因此，在高層建筑玻璃幕墻設(shè)計過程中需要認(rèn)真考慮多方面，包括玻璃幕墻的經(jīng)濟(jì)性以及節(jié)能性等，合理設(shè)計出最佳的設(shè)計方案。

4 高層建筑玻璃幕墻材料的選擇

4.1 選擇節(jié)能性強(qiáng)的材料

當(dāng)前，隨著技術(shù)日益進(jìn)步，玻璃材料類型逐漸從單一變成多樣化，而且性能都相當(dāng)強(qiáng)。其中，就變色玻璃來講，在管線照射下，隨著光線越來越強(qiáng)，玻璃顏色越來越暗，如果溫度很高，這時玻璃顏色就會變成乳白色，如果外界溫度很低，玻璃顏色就可以恢復(fù)到剛開始的顏色。就LOW-E 玻璃來講，市場上將該玻璃稱之為低輻射玻璃，將適量的金屬物質(zhì)鍍在玻璃上，這樣玻璃表面就會出現(xiàn)鍍膜層，對光線穿透玻璃是非常有利的，隔熱性能相當(dāng)強(qiáng)。就隔熱玻璃來講，可以充分吸收熱量，利用隔熱玻璃的功能，可以獲取顯著的隔熱和降溫雙重效果。

4.2 加強(qiáng)玻璃幕墻的氣密性

通常玻璃幕墻節(jié)能性容易受到玻璃氣密性能影響，結(jié)合玻璃幕墻設(shè)計等級，科學(xué)控制其氣密性，如果玻璃幕墻面積大于3000m2，需要對配件以及材料試件，確保與有關(guān)要求相符，確保玻璃幕墻具有較強(qiáng)的氣密性。

4.3 優(yōu)化玻璃幕墻遮陽系統(tǒng)

通過進(jìn)一步優(yōu)化玻璃幕墻遮陽系統(tǒng)，除了可以降低室內(nèi)溫度受到太陽輻射的不利影響，也可以使玻璃幕墻更加美觀。具體來講，在選擇與設(shè)計遮陽系統(tǒng)過程中，必須要對外遮陽系數(shù)的具體要求和幕墻形式科學(xué)分析。

5 高層建筑玻璃幕墻的常見設(shè)計要素

5.1 可靠性設(shè)計

對高層建筑玻璃幕墻設(shè)計而言，最關(guān)鍵的因素主要包括兩個方面：①安全性設(shè)計；②可靠性設(shè)計。因此，在高層建筑玻璃幕墻設(shè)計過程中，必須要認(rèn)真遵循地區(qū)以及國家的有關(guān)規(guī)范，還有關(guān)于玻璃幕墻的設(shè)計要求以及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮幕墻重要受力構(gòu)件受到玻璃幕墻地震荷載以及玻璃自重的影響，確保玻璃幕墻的穩(wěn)定性以及安全性，建筑主體結(jié)構(gòu)與玻璃幕墻的相互連接，容易影響玻璃幕墻的安全性以及穩(wěn)定性，所以在玻璃幕墻設(shè)計中需要重點設(shè)計玻璃幕墻與建筑主體結(jié)構(gòu)的連接安全性與隔離性[2]。而目前幕墻結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)之間的連接方法主要包括鍍鋅鋼角碼以及鋁合金掛件等，其中，采用的幕墻結(jié)構(gòu)類型分別是框架式玻璃幕墻以及單元式幕墻。

5.2 節(jié)能性設(shè)計

目前，我國高層建筑中運(yùn)用玻璃幕墻裝飾普遍存在的問題是能耗相當(dāng)高，而伴隨著我國節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)越來越高，對高層建筑玻璃幕墻實施節(jié)能設(shè)計是主要問題。具體來講，不管是玻璃幕墻系統(tǒng)類型還是玻璃幕墻材料，都必須要科學(xué)設(shè)計，使用價格實惠、質(zhì)量合格的高性能斷熱材料以及玻璃，日益減少玻璃幕墻的K 值，以確保高層建筑玻璃幕墻可以獲得顯著的節(jié)能效果。

5.3 避雷設(shè)計

在高層建筑主體結(jié)構(gòu)中最為重要的圍護(hù)結(jié)構(gòu)在于玻璃幕墻，通常不會針對金屬框架實施獨(dú)立的避雷設(shè)計，普遍采用與主體結(jié)構(gòu)防雷系統(tǒng)相融合的方法，簡單來說，就是指將幕墻的橫豎向龍骨與建筑物主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的防雷系統(tǒng)進(jìn)行連接，讓玻璃幕墻與建筑物總體結(jié)構(gòu)形成總體的防雷系統(tǒng)，利用建筑物主體結(jié)構(gòu)自身的防雷接地系統(tǒng)向地下傳送玻璃幕墻接收的雷電能量，以防雷電對玻璃幕墻以及建筑物主體結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的威脅。

5.4 防火設(shè)計

當(dāng)前，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對高層建筑防火性能有越來越高的要求，然而在高層建筑中玻璃幕墻屬于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，對于高層建筑來說，是不可或缺的主要部分，然而因為玻璃幕墻長期面對烈火容易出現(xiàn)軟化以及融化以及情況，需要將高層建筑玻璃幕墻防火設(shè)計真正落實到位。必須要在幕墻以及附近防火分隔構(gòu)建以及樓板位置的縫隙，運(yùn)用防火封堵設(shè)計方法[3]。目前，我國建筑設(shè)計中廣泛應(yīng)用的防火隔煙方法是防火封堵設(shè)計，主要是將不燃或者很難燃燒的材料填充于不同縫隙之間，進(jìn)而避免在建筑物中迅速擴(kuò)散火焰以及高溫?zé)煔?。一般來說，在防火設(shè)計過程中，應(yīng)該對以下幾個方面多加注意：①對玻璃幕墻與建筑物主體結(jié)構(gòu)之間的縫隙使用約1.5mm 的鍍鋅鋼板全部鋪滿，再使用超過100mm 的防火巖棉來填充密實，將適量的防火密封膠注進(jìn)到玻璃幕墻、鍍鋅鋼板和建筑物主體結(jié)構(gòu)之間[4]；②如果幕墻的窗檻墻和無窗間墻高度不超過0.8m，必須要將實體群墻以及防火玻璃群墻合理設(shè)置在各層樓板外沿；③對不同防火分區(qū)之間防火墻兩邊的玻璃幕墻來說，必須要緊緊依靠防火墻門窗洞口之間與邊緣水平最靠近的距離必須要超過2m，而且需要合理設(shè)置寬度是2m 的豎向乙級防火玻璃[5]。

6 結(jié)語

最近幾年，在高層建筑數(shù)量日益增多的背景下，人們要求高層建筑必須要具備更強(qiáng)的總體性能，不僅要重視高層建筑性能，也重視高層建筑外形美觀。同時在高層建筑中科學(xué)運(yùn)用玻璃幕墻，可以從本質(zhì)上符合人們對于高層建筑的各方面要求，比如：性能以及美觀性等。因此，需要從不同的角度、不同的側(cè)面全面分析高層建筑玻璃幕墻設(shè)計要素，使高層建筑玻璃幕墻更加的安全穩(wěn)定，以推動高層建筑健康穩(wěn)定發(fā)展。