淺談房屋裝飾中的玻璃幕墻設計分析

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        摘 要：下文主要結合自己多年來在建筑設計方面的經(jīng)驗，闡述了外墻玻璃幕墻設計中的注意要點，詳細介紹了玻璃幕墻構造設計的要求、原則，以及幕墻設計中易疏忽的設計環(huán)節(jié)等，以下僅供參考。

　　關鍵詞：外墻裝飾設計 玻璃幕墻 設計環(huán)節(jié) 　　 　　一、 玻璃幕墻建筑設計 　　 　　1.1 玻璃幕墻的選型 　　根據(jù)建筑物的藝術要求(建筑物的造型)、建筑物的功能、當?shù)氐牡匦魏蜌夂驐l件以及經(jīng)濟技術條件選用明框、半隱框、隱框或全玻璃幕墻類型。 　　1.2 玻璃幕墻的分格 　　玻璃幕墻的分格應根據(jù)以下幾個方面來考慮。 　?、俨Ａ粔Φ男阅?幕墻的風壓變形、空氣滲透、雨水滲透、保溫性能等)。 　?、诓ＡУ某叽绱笮?。目前國內(nèi)生產(chǎn)的浮法玻璃最大尺寸一般為:2400x3300mm。玻璃的利用率以在 80％以上為最佳。 　?、劢Y構的合理性，幕墻玻璃分格尺寸與所需的玻璃厚度、金屬骨架材料截面大小等關系很大，過太的尺寸將導致不經(jīng)濟。 　?、苁┕るy易程度。目前玻璃的安裝方法-般是幾個人在吊籃上手工操作的，如果玻璃尺寸較大，玻璃就比較厚，自重也就較大，就要求采取其它方法，如采用玻璃安裝吸盤機等。 　?、廾烙^的要求。玻璃高和寬之比要適中，既不能過小，也不能過大，一般為 1.1～1.2。 　　1.3 提出幕墻性能等級要求 　　玻璃幕墻的性能，主要有風壓變形、空氣滲透．雨水滲漏和保溫隔聲等。設計時應根據(jù)建筑物所在的地理位置，氣候條件，建筑物的高度，體型和環(huán)境，建筑物的功能和重要性等，對玻璃幕墻的各項性能提出等級要求。 　　 　　二、 幕墻的構造設計要求 　　 　　幕墻的構造設計，直接關系到幕墻的使用功能，設計時應對以下問題予以注意： 　　2.1 幕墻構件的面板與邊框所形成的空腔應采用等壓設計，使空腔內(nèi)氣壓與室外氣壓相同，防止室外空氣壓力將雨水壓人腔內(nèi)，以提高幕墻抗雨水滲透的功能。 　　2.2 應在可能產(chǎn)生滲水的部位或可能產(chǎn)滲水的部位可能產(chǎn)生結露的部位預留泄水孔道，集水后由管道排出。 　　2.3 板材與邊框連結處必須用硅酮密封膠進行處理，密封材料應能在長期壓力下保持良好的彈性。 　　2.4 伸縮縫、溫度縫、沉降縫處必須進行較好的處理，使其既能保持立面美觀，又能滿足縫兩側結構變形的要求。目前有兩種設計方法：一是采用活動蓋板，避免連接部位損壞；二是允許縫上的玻璃板局部損壞，只要及時修補既可。后者表面不露痕跡，較為美觀。 　　2.5 隱框玻璃幕墻構件之間的拼縫寬度不宜過大，過大影響美觀；也不宜過小，過小則容易因溫度變化而擠壓玻璃。一般為 l5～20mm，設有擦窗機軌道時則不宜小于 40mm。明框幕墻構件中。玻璃與鋁邊框之間的空隙要滿足溫度變形的要求，通常不小于 8～l0mm。 　　2.6 由于幕墻位移和溫度變化，幕墻各部位會因磨擦產(chǎn)生噪音，影響建筑物的使用質(zhì)量，所以應在磨擦部位設置墊片以減少磨擦噪音。 　　2.7 各種五金件、連接件設計要防止不同金屬相接觸產(chǎn)生電化學腐蝕。 　　 　　三、幕墻的結構設計原則 　　 　　玻璃幕墻是建筑物的外圍護構件，主要承受自重、直接作用于其上的風荷載、地震作用以及溫度作用，其支承條件須有一定的變形能力，以適應主體結構的位移。當主體結構在外力作用下產(chǎn)生位移時，不應使幕墻產(chǎn)生過大的內(nèi)力。對于豎直的玻璃幕墻，風荷載是主要的作用，其數(shù)值可達 2.0～3.0KN/m2。玻璃產(chǎn)生很大的彎曲應力。因此對幕墻構件本身而言，抗風是主要的考慮因素。但是，地震力的作用對連接節(jié)點會產(chǎn)生較大的影響，使連接節(jié)點發(fā)生震害，進而使建筑物幕墻脫落、倒坍，所以在抗震構造上還必須予以注意。結構設計的一般原則如下： 　　3.1 幕墻的主要構件應懸掛或支承在主體結構上，幕墻應按圍護結構設計．不承受主體結構的荷載和地震作用。 　　3.2 幕墻及其連接件應有足夠的承載力，剛度和相對于主體結構的位移能力，避免在荷載、地震和溫度的作用下產(chǎn)生過大的變形及破壞。 　　3.3 非抗震設計的幕墻，在風力作用下，其玻璃不應破碎且連件應有足夠的位移能力使幕墻不破損，不脫落。 　　3.4 抗震設計的幕墻，在常遇地震作用下玻璃不應破損，在設防烈度地震作用下經(jīng)修理后幕墻仍可使用，在罕遇地震作用下幕墻骨架不應脫落。 　　 　　四、 幕墻設計中易疏忽的設計環(huán)節(jié) 　　 　　4.1 連接件的設計： 　　幕墻的傳力路徑為：面板的自重和所承受的風荷載、地震作用等通過連接件傳給橫梁→立柱→通過錨接點以點傳遞方式傳至建筑物主框架。所以，連接件與主體結構的錨固承載力設計值應大于連接件本身的承載力設計值。幕墻本身變形能力較小，在水平地震或風荷載作用下，主體結構梁容易產(chǎn)生側移。幕墻構件與立柱、橫梁的連接要盡可靠地傳遞風荷、地震作用、自重作用及主體結構水平位移產(chǎn)生的影響，所以連接件須具有一定的適應位移的能力。 　　4.2 設計圖中未交代或不重視連接件的構造設計和措施。 　　風荷載作用下，幕墻與主體結構之間的連接件發(fā)生拔出、折斷等嚴重破壞的情況比較少見，只要保證其足夠的活動能力，使幕墻結構避免受主體結構過大位移的影響，一般不會出現(xiàn)這樣的問題。但在地震作用下，幕墻和連接件會受到強烈的動力作用，相對而言更容易發(fā)生破壞。防止或減輕震害的主要途徑是加強構造措施、精心設計、從嚴掌握。 　　幕墻結構與主體砼結構應通過預埋件來進行連接，預埋件應在主體結構砼施工時埋入，且位置應準確。當無條件采用預埋件時，應采用其他可靠的連接措施，并通過試驗確定其承載力。通?？刹捎煤蠹踊瘜W植筋螺栓連接，螺栓直徑和數(shù)量應通過承載力計算確定，且應進行承載力現(xiàn)場試驗，必要時應進行極限拉、拔試驗。施工操作時，應避開主體結構的受力鋼筋及防止截斷其受力筋。 　　4.3 結構膠未進行設計計算，設計圖中未標注膠寬度和厚度。 　　4.3.1設計計算中，風荷載分項系數(shù)取值有些不準確。 　　主要疏忽：未區(qū)分負壓區(qū)墻角，凹凸部位，取值 1.2 偏小，應取 1.4。對高度＞ 200m 或體型、風荷載環(huán)境復雜時，宜進行風洞試驗。 　　4.3.2 玻璃幕墻的防火設計不到位。 　　幕墻四周與主體結構之間的縫隙、與每層樓板、隔墻處的縫隙僅用普通裝飾材料進行封閉，沒有采用防火保溫材料進行填塞，未能滿足消防要求，如樓層發(fā)生火災時不能有效對火勢進行隔斷。一般的做法是，采用防火封堵法，通過在縫隙間填塞不燃或難燃材料或由此形成的系統(tǒng)，以達到防止火焰和高溫煙氣在建筑內(nèi)部擴散的目的。但在審圖過程中，筆者還是發(fā)現(xiàn)了設計中有些封堵不到位，標準做法是：縫隙封堵填塞材料應采用巖棉或礦棉，襯托巖棉用鍍鋅鋼埋件無法事先預埋。當無條件采用預埋件時，應采用其他可靠的連接措施，并通過試驗確定其承載力。通?？刹捎煤蠹踊瘜W植筋螺栓連接，螺栓直徑和數(shù)量應通過承載力計算確定，且應進行承載力現(xiàn)場試驗，必要時應進行極限拉、拔試驗。施工操作時，應避開主體結構的受力鋼筋及防止截斷其受力筋。 　　化學螺栓的錨固長度也應滿足計算要求。實際工程實例中常遇見在屋頂女兒墻或樓層砼欄板上設置連接件，欄板厚度一般小于120mm。如此難以滿足連接螺栓的錨固長度的需要，應根據(jù)實際情況采取相應的措施。 　　4.3.3 玻璃幕墻的防雷設計易疏漏 　　高層建筑在被玻璃幕墻圍護后，原建筑物的防雷裝置由于玻璃幕墻的屏蔽效應，不能直接起到接閃和防雷作用，閃電對建筑物的雷擊往往變成對玻璃幕墻的雷擊。故防雷設計也是保證幕墻安全使用的一個重要環(huán)節(jié)，不可疏漏。有些幕墻設計中未作防雷設計，或雖有些做了防雷設計，其設計和技術措施也不到位，防雷未與主體建筑的防雷接地系統(tǒng)可靠連接，形成一個導電通暢的整體系統(tǒng)。 　　 　　五、結束語 　　 　　以上是本人在建筑外墻設計中的相關見解，還望各同行指正。 　　 　　參考文獻： 　　[1]淺談玻璃幕墻的節(jié)能設計.王占良,張春輝.門窗.2009-11-20