玻璃幕墙在建筑设计中的应用

玻璃幕墙在建筑设计中的应用

秦季运

上海中铭建设发展有限公司 上海 200232

摘要：玻璃幕墙是现代建筑技术与艺术结合的产物。玻璃幕墙具有自重轻、外观美、工期短等特点。因此玻璃幕墙设计深受设计师与业主的喜爱。现代建筑设计分工细化,把艺术和技术分开,过渡追求玻璃幕墙形态的美观性,忽视技术性,导致玻璃幕墙容易自动爆裂坠落,影响到建筑的美观性,甚至危害到人们的生命财产安全。因此,加强对玻璃幕墙在建筑设计中的应用研究非常必要。

关键词：玻璃幕墙；建筑设计；应用

1玻璃幕墙概述

对于玻璃幕墙来讲，通常由面板以及支撑结构组合而成，能对玻璃幕墙进行一定的移动，不承受和主体结构相关的结构，比如装饰结构。一般可把幕墙墙体分为单、双层玻璃。目前在对玻璃幕墙进行设计的过程中，往往使用组合的方式，也就是将镜面和普通玻璃进行结合，向组合玻璃中冲入相应的气体，进而促使中空玻璃得以形成。对于中空玻璃而言，具有诸多的优点，比如有着较好的隔音效果，防潮能力较强等。此外在保温方面也有着较好的效果，而且隔热能力是很强的，通过对中空玻璃的使用，能更有效抵挡太阳的辐射热，进而有助于实现对生活环境的优化，达到冬天暖夏天凉的效果。

2玻璃幕墙在建筑设计中的优势

2.1建筑采光控制

建筑采光是决定居民整体生活满意度的重要因素。在民用住宅设计过程中，采用玻璃幕墙可以更好地控制房屋的整体视觉感，可以把黑暗的部分变成明亮的视觉感，把耀眼的阳光变成柔和的光线，提高居民的舒适度，提高房屋的整体生命力。在商业建筑设计过程中，玻璃幕墙的较好应用，可以改变建筑的整体氛围，使人感到明亮舒适。因此，在设计过程中，采用玻璃幕墙可以提高建筑的渗透性。因此，无论是民用建筑还是商业建筑，设计师在设计过程中都应注意玻璃幕墙的应用。但是，我们需要注意玻璃幕墙类型的选择。对于建筑来说，阴阳的认知有很大的差距。在阴暗的一面，缺乏光线是常见的；在阳光明媚的一面，眩光也是常见的。在设计中，这些问题可以通过玻璃的类型来调节和控制。在建筑物阴暗的一侧，透明玻璃更适合确保更好的照明。在建筑阳光明媚的一面，棕褐色的玻璃相对较好，可以保证视觉效果的放松。在当今科学技术发达的社会，还有一些高科技玻璃，比如变色玻璃。这种玻璃既适合遮阳，也适合晒太阳。这种玻璃能根据光辐射强度自动变色，也广泛应用于玻璃幕墙中。

2.2满足建筑物的通风要求

通风也会对建筑的整体环境产生较大的影响。如果没有良好的通风，建筑会给人透气性差的感觉，降低人们的舒适度。特别是在温暖的环境中，良好的通风设计能增强凉爽感，人的生理和视觉舒适感更为明显。为了更好地体现玻璃幕墙良好的通风效果，设计师还可以考虑设计开放式和封闭式玻璃幕墙。雨天可以及时关闭玻璃幕墙，形成封闭空间；晴天可以及时打开玻璃幕墙，更好地与外界空气交换，保证建筑空间内的空气更加健康清新。特别是在商业建筑的设计中，开合式玻璃幕墙便于营造明亮的户外活动区感，为人们提供更多的开放空间，方便相关活动的举行。

2.3拓展视野，改变建筑观念

开阔视野是商业建筑和民用建筑追求的一种视觉感受。如果人们能看到的空间非常有限，就会使人们产生强烈的束缚感，人们对生活和生活的满意度就会降低。因此，在设计中，设计师可以利用玻璃幕墙的渗透特性，实现建筑空间相应视野的有效扩展。在民用建筑中，如果合理使用玻璃幕墙，即使是小户型，通过玻璃幕墙观看也能提高视野的宽度，不会感到拥挤和僵硬，并能提高居民的宽敞感。在商业建筑设计中，合理使用玻璃幕墙可以增强人们对建筑的认识，增强建筑的整体氛围和时代感。彩色玻璃的合理应用还可以增强建筑的整体设计感，改善建筑的整体风格，满足人们的审美需求。

3幕墙材料的选择

3.1选用节能性好的材料

如今，随着科技的不断发展，玻璃材料种类越来越多，性能也越来越高。对于变色玻璃，光照后玻璃的颜色会随着光线的增加而变暗。当温度升高时，玻璃的颜色会变成乳白色。当外界温度较低时，玻璃的颜色可以恢复到原来的颜色。对于低辐射玻璃，人们称之为低辐射玻璃。在玻璃上镀上金属材料后，在玻璃表面形成一层涂层，有利于光线通过玻璃，隔热能力强。对于隔热玻璃而言，它能有效地吸收热量，并通过隔热玻璃的作用获得更好的冷却隔热效果。

3.2提高幕墙的气密性，完善遮阳系统

玻璃的气密性在很大程度上影响着幕墙的节能。结合幕墙的设计水平，可以有效地控制玻璃的气密性。玻璃幕墙面积在3000平方米以上的，应进行相关附件和玻璃幕墙材料的试件，确保其符合相关标准，保证玻璃的气密性。遮阳系统将有助于减少辐射对温度的影响，并在一定程度上，能使玻璃幕墙更加美观。也就是说，对于遮阳系统的选择和设计，需要对幕墙类型进行综合分析，并能很好地满足外遮阳系数的要求。

4玻璃幕墙在建筑设计中的应用

4.1玻璃幕墙平面构成

在现代设计中，平面设计是一个重要的组成部分。在平面构图设计过程中，可以根据形式化的有序规则，将点、线、面等几何形式分解到二维平面上，形成新的图案。在平面构图设计的过程中，要求设计师具有良好的设计敏感性和形象思维，在平面构图设计的过程中，还应包含平衡、对称、渐变、聚类、重复、展开等秩序美，并注意打破常规美，如变形性、特异性和对比度。在玻璃幕墙的平面构成设计中，几何形态的元素主要表现在方向、尺寸、明暗、质感、色彩等方面。在玻璃幕墙平面构图设计过程中，通常采用简洁的框架结构分体设计方法和排序方法来实现玻璃幕墙的构图变化。在这种情况下，新模式可以更加有序和动态，增强其应用吸引力。

4.2玻璃幕墙立面组成

在玻璃幕墙的使用过程中，对玻璃幕墙的高度、层数、建筑结构、材料使用等都有非常严格的限制。因此，在外观设计过程中，玻璃幕墙不能只考虑美观，追求新奇和变化。通过运用材质、光影、虚实以及造型等综合表现建筑的美，而这一过程中的一个重要环节就是立面设计。为避免设计中的呆板、单调现象，设计时应注重框面积的划分、相邻材料的比例、玻璃面板的颜色以及新图案的构成，使玻璃幕墙的立面设计具有更好的视觉效果，但要保证设计的简洁性，避免出现色彩过多、相邻材料比例失调的现象，避免玻璃幕墙的外观过于凌乱[1]。

4.3玻璃幕墙色彩设计

一般来说，玻璃幕墙的色彩是视觉设计中最重要的部分。玻璃幕墙的色彩在一定程度上决定着建筑的基本风格和艺术品位。色彩设计应与建筑的实际功能相结合。比如大型商业超市的玻璃幕墙主色调可以设计为灰色，并配以少量金银，而儿童早教机构的玻璃幕墙则应以彩色为主，但颜色不宜超过三种。玻璃幕墙的色彩设计一般由色环、色调、色度、色彩立体、色彩明度、色彩纯度、色温等组成。另外，由于玻璃幕墙设计的色彩选择是根据建筑物的用途和性质来确定的，在色彩设计过程中，主色调一般以冷色或中性为主，并选择灰色或类似颜色作为配色。在这种情况下，效果是光明的，而不是失调。另外，玻璃幕墙的色彩设计也要充分考虑人们的喜好、个性和品位。总之，在玻璃幕墙的设计过程中，可以用白色金属板和玻璃来表现空白画布的感觉，也可以适当加入一些彩色玻璃来传达强烈而富有弹性的设计风格。同时可设计双层全玻璃幕墙，既能使建筑形成自然采光效果，又起到连接视线的作用。

4.4消防设计

目前，人们在建筑防火性能方面提出了更为严格的要求。在高层建筑中，玻璃幕墙属于外围护结构，在建筑中起着一定的作用。玻璃幕墙在遇到火灾时极易熔化，因此在设计玻璃幕墙时，必须做好防火设计。在当今的建筑设计过程中，通过防火封堵设计，可以更好地达到防火和隔烟的目的，并在缝隙之间使用不燃材料，避免烟和火焰的进一步扩散。值得一提的是，在进行防火设计的过程中，幕墙与主体结构之间采用厚度为1.5mm的镀锌钢板铺设缝隙，然后用岩棉填充。防火岩棉厚度应大于200mm。对幕墙、钢板、主体结构，均注入适量的防火密封胶。

4.5节能设计

在高层建筑中，采用玻璃幕墙进行装饰，存在着一些问题，而高能耗是一个比较突出的问题。现在，在节能标准方面，政府提出了更高的要求，因此开展玻璃幕墙的节能设计非常重要。也就是说，玻璃幕墙的设计应选择合适的材料，并根据实际情况选择相应的玻璃幕墙体系。另外，在保温材料的选择上，应选择性价比高的材料，并采取有效措施，尽量降低幕墙的K值，从而获得更好的幕墙节能效果。

4.6防雷设计

在建筑主体结构中，玻璃幕墙是一种维修结构。一般来说，幕墙金属框架的防雷设计不单独进行，而是根据建筑主体结构，采用组合的方法。也就是说，对于建筑主体结构，幕墙骨架与其防雷系统有效连接，形成整体防雷系统。幕墙接收到雷电能量后，借助防雷接地系统，将雷电能量传输到地下，最终避免雷电的危害。

4.7玻璃幕墙的遮阳设计

在玻璃幕墙的设计过程中，应考虑玻璃幕墙的遮阳设计。玻璃幕墙的遮阳设计应与建筑物的方向和功能相结合。一般来说，深色玻璃可以起到更好的遮光效果。比如，学习和办公区域，要用暗玻璃幕墙遮盖；活动休闲区，应采用轻玻璃或透明玻璃营造自然光效，增强人们的审美体验。

玻璃幕墙的遮阳设计通常分为外遮阳设计和内遮阳设计。根据我国玻璃幕墙外遮阳设计的实际情况，提出了遮阳设计的思路：一是在玻璃幕墙遮阳设计过程中，采用水平遮光法，即玻璃前延伸重叠板，可以起到更大的遮阳效果。二是采用垂直遮阳设计，即在玻璃前面突出垂直遮阳板，垂直遮阳方式可以覆盖玻璃的倾斜侧，但垂直遮阳方式存在不足，当玻璃窗顶部有大角度的阳光或直射阳光时，垂直遮阳方式基本上不能起到遮阳效果。因此，参与玻璃幕墙遮阳设计的设计者应根据建筑实际情况，设计出最合理的玻璃幕墙遮阳方法。

4.8抗震防脱设计

在幕墙设计中还要考虑到板块的抗震防滑脱设计问题。在建设项目中,抗震防脱设计主要以小震不坏、中震可修、大震不倒为原则。在幕墙工程中,单元体上下左右的相互咬合实际上就可以保障单元板不会脱出。因此,很多玻璃幕墙工程在吊挂设计上没有增加防滑脱落装置。不过,考虑到地震时可能会对邻板产生作用,让其向不同方位移动。如果邻板之间的位移高于插接深度时可能会造成板块的局部脱落,甚至带动其他单元板块脱落。所以,在建设项目中,在考虑搭接深度问题的同时,对支座进行锁定处理。项目的抗震防脱设计主要从科学设计搭接深度与设置支座锁定装置两个方面进行。在锁定装置设计上使用不锈钢逻辑把单元板块某侧挂件与支座进行固定,避免板块整体侧滑,保障支座伸缩方向,提高板块对施工安装的要求。

结论

随着城镇化建设的发展，建筑工程项目也呈现出多样化发展的优势。有一些建筑物甚至成为地标性建筑物。现代建筑工程即对建筑物的功能性和安全性具有较高的要求，同时还对建筑物的美观性有一定的要求。体现在外墙上就是老式的水泥墙逐渐开始被玻璃幕墙所取代。玻璃幕墙的使用既能提高建筑工程相应的整体美观度，也能提高其内部采光度，更好的节约能源。设计单位在进行玻璃幕墙设计时应关注不同类型玻璃幕墙结构的特点与设计要点，采取合理的方式与方法，提高玻璃幕墙的稳定性与安全性。

参考文献：

[1]黄鹤鸣,周新欣.玻璃幕墙在超高层建筑中的演变与应用:以深圳地区为例[J].建筑技艺,2020(4):122-124.

[2]刘恩德,赵志涛,牟晓牧.建筑外装饰采用铝复合板和玻璃幕墙施工[J].低温建筑技术,2020(2):28-29.

[3]张荣强,王月磊.玻璃幕墙立面外观的艺术设计[J].天津城市建设学院学报,2020(3):171-174.

[4]陈默君.节能设计在建筑设计中的应用与研究[J].工程建设与设计,2019(16):19-21.

[5]马岚.铝板-玻璃幕墙外墙围护结构节能设计要点的探究[J].科学技术创新,2017(32):111-112.