建筑外墙装饰中单元式玻璃幕墙设计要点探析

建筑外墙装饰中 单元式玻璃幕墙 设计要点 探析

黄家强

广东世纪达建设集团有限公司

摘要：本文结合工程实例，对单元式玻璃幕墙设计要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：单元式玻璃幕墙；设计要点

一、前言

近年来，随着我国科学技术的不断发展，单元式玻璃幕墙在建筑行业中的应

用更为广泛。单元式玻璃幕墙的设计不仅要满足建筑风格的需求，更重要注重其各种性能的设计，注重气密性能设计，水密性能设计，抗风压变形性能设计，抗震性能设计，隔音及节能设计。同时要严格按照标准进行安装，从而促进单元式玻璃幕墙的发展。笔者曾负责某工程外墙幕墙设计项目，该项目由四栋塔楼，五层裙楼和三层地下室组成。其中A塔楼建筑标高170.00米，B、C、D塔楼建筑标高104.80米,幕墙总面积约97000㎡。A塔楼单元幕墙、A塔楼玻璃百叶、A裙楼单元幕墙、B C塔楼单元幕墙（明框）、B C塔楼单元幕墙（局部带玻璃翼）、B 塔楼倾斜面单元幕墙（局部带玻璃翼）、裙楼玻璃肋幕墙、裙楼雨篷、塔楼及裙楼穿孔铝板幕墙、裙楼石材幕墙等装饰项目。下面主要对单元式玻璃幕墙设计要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。

二、单元式玻璃幕墙设计要点

（1）组合板块设计。组合板块的设计是需要结合单元式玻璃幕墙每一个施工步骤来进行的，在不同的环境可能会对其造成的影响都应当在板块的组合方式上进行控制。由于在整个组装运输的过程都会受到组合板块的影响，因此，在对组合板块进行优化设计时，需要考虑到在这些步骤当中受到的影响，所以在进行组合板块的设计方面可以根据实际施工的需要来完成。换句话说，不管组合板块的设计侧重于什么形式的表达，最终的落脚点都需要建立在现场的施工环境和条件这一原则上。
（2）连接、支撑及细部结构设计。在连接部分，需要重点考虑幕墙的水平风荷载可以传导至水平以及竖直构件中，另外就是幕墙本身的重量可以传导至水平构件。对水平以及竖直构件的连接位置进行设计时，要重视剪力、扭矩这些构件的影响。在设计前要格外重视剪力、扭矩以及弯矩等对连接部分的影响。支撑结构主要影响着建筑的负荷能力。这部分的构件主要是在主体支撑的部分发挥作用，在设计的时候要考虑到各方面的荷载，例如风力荷载、持续荷载以及雨雪荷载等，甚至是地震会造成的冲击，在建筑的使用中影响着安全性以及可靠性。细部的设计主要是表现在收边、防水等细节方面的处理。接缝处缝隙以及空腔的外壁会有一些水分很难清除，因此要避免在这些部位产生积水，就要对接缝部位以及空腔内外壁水位差进行严格的控制，两侧的水压若是没有形成压力差，就能有效避免出现积水。

（3）支座连接设计。单元式支座连接，是铝合金挂件系统通过槽式埋件与主体结构连接，挂件系统是幕墙连接最重要的构件，其独特的设计关系到整个幕墙的安装质量，挂件系统通常是采用铝合金6061-T6的材质，强度高，加工精度高；铝合金挂件系统，加工、安装精度高，而且适应误差的调节能力比较高，在水平方向上，通过通过铝合金挂座和T型螺栓可调节±50mm的误差；前后方向通过铝合金挂座可调节±30mm的误差；竖向通过挂件系统的螺栓可实现±30mm的误差调节。单元式铝合金挂件的先进性的设计，保证现场安装的精度和质量。

（4）气密性能设计。单元式玻璃幕墙在进行设计时会注重其气密性能。单元式玻璃幕墙主要由竖框、横梁、板面组成，通常单元式玻璃幕墙的左、右竖框，上、下横梁的衔接处会设计三道封胶条，也就是气密封胶条、尘密封胶条以及水密封胶条。在单元式玻璃幕墙中的竖框与横梁都会设计密封腔，从而有效的满足单元式玻璃幕墙的气密性能的设计要求。将单元式玻璃幕墙的密封胶条进行精准定位，并且不会产生温度变化的因素导致密封胶条发生伸缩位移的情况，进而有效的保证单元式玻璃幕墙的气密性。
（5）水密性能设计。单元式玻璃幕墙的水密性设计是其重要的设计要点。单元式玻璃幕墙的各单元之间采用对插式组合结构，其包括的横竖缝的交接处需要应用防渗漏封口措施。单元式隐框玻璃幕墙在玻璃粘结处应该打结构胶，为玻璃与单元框之间的牢固程度打下坚实的基础。单元式明框玻璃幕墙要在预留的间隙内打耐候胶，从而有效的确保单元式玻璃幕墙的水密性。同时对于密封的玻璃与单元框之间存在的缝隙，要做好防雨水渗漏，从而有效的保护单元式玻璃幕墙的整体结构。
（6）抗风压变形性能设计。根据建筑工程所处的地域不同，对于单元式玻璃幕墙的抗风压变形性能的设计要求就不同。因此，在进行单元式玻璃幕墙设计时，要按单元式玻璃幕墙范围的最大值进行科学合理的计算，同时要科学合理的计算单元式玻璃幕墙的受力构件，从而促使单元式玻璃幕墙的抗风压变形性能得到提高。
（7）温度变形性能设计。温度的变化会导致建筑工程的施工材料发生变发生化，单元式玻璃幕墙也不例外。这就意味着，单元式玻璃幕墙会出现由于温度变化造成单元式玻璃幕墙的施工材料发生热胀冷缩的情况，进而导致单元式玻璃幕墙的整体结构出现问题。由此可见，单元式玻璃幕墙的温度变形性能设计是十分有必要的。单元式玻璃幕墙在设计过程中可以应用弹性材料作为连接材料，不仅能对幕墙的构件之间的安全性能提供保障，还可以避免温度变化造成的单元式玻璃幕墙的施工材料变形产生的应力。

（8）抗震性能设计。单元式玻璃幕墙的主受力部位是竖框，并且竖框是由左、右竖框通过插接的方式组成整体，当发生地震时，尽管会对单元式玻璃幕墙造成不同程度的位移，这种连接方式也会满足其发生位移的程度。单元式玻璃幕墙中主要受力的竖框和横梁由于水平插接的方式，也会满足地震时玻璃幕墙发生的位移与变形。因此，在进行单元式玻璃幕墙设计时，要对其进行规范取值，从而满足单元式玻璃幕墙的抗震性能的需要。

（9）防火性能设计。玻璃幕墙的防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定。玻璃幕墙防火封堵构造系统填充材料及保护性面层材料，采用耐火极限符合要求的不燃烧或难燃烧材料。玻璃幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的缝隙，采用岩棉封堵，其厚度不小于100mm，并填充密实；楼层间水平防烟带的岩棉采用厚度不小于1.5mm的镀锌钢板承托。

（10）防雷设计。根据《建筑防雷设计规范》（GB50057-2000）和《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16）的有关规定，对防雷结构作了如下设计，单元板块之间的插接部位均用柔性导线连通，形成水平及垂直防雷通路，竖龙骨与防雷系统中的钢带相连接时做特殊处理，竖龙骨铝料的接触处需去掉氧化膜，钢筋与钢带或主体结构均压环焊接时其焊缝长度不小于100mm，焊角高不小于6mm。

（11）耐腐蚀性设计。在材料选择上，以使用耐腐蚀性材料为选材原则，铝合金型材室外表面氟碳喷涂处理。隐蔽的钢龙骨、埋件、连接件均采用了热浸镀锌处理，钢龙骨外露部分进行氟碳喷涂处理，具有足够的耐气候性。如：螺钉、垫圈等附件选用不锈钢件，所有连接角码也均采取表面镀锌防腐处理，所有的密封件为耐腐蚀的非金属材料。不同金属材料之间加设绝缘垫片，以防止电化腐蚀。

三、结语

综上所术，单元式幕墙在设计和施工过程中，各个环节都是紧密相连，并形成一个有机的整体，各个环节一旦出现问题，都会对整个幕墙工程的安装过程中造成比较大的影响，因此我们需不断地提高单元式幕墙设计技术，同时加强在施工安装过程中的质量控制，从而提高幕墙工程综合性能的品质。

参考文献：

[1]曹美生.建筑玻璃幕墙的节能技术应用[J].中华建设，2014，02：146-147.

[2]邱泉，黄志成，幸晴文.建筑幕墙密封胶设计应用技术及存在问题探讨[J].中国建筑防水，2014，02：11-15+26.