浅谈玻璃幕墙设计

浅谈玻璃幕墙设计

温勇威

温勇威

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摘要：本人现从事建筑设计有关的工作，本文主要论述玻璃幕墙的设计要点以及结构原则等内容进行探讨，旨在与同行探究学习共同进步。

关键词：玻璃幕墙；设计要点；结构原则

玻璃幕墙是建筑工程的一项装饰性结构以及外围护结构。在经济建设中已得到了广泛的应用，绿色环保、建筑节能、生态健康以及可持续发展的建筑设计理念已作为建筑设计日后的发展方向，对建筑幕墙设计不仅提出了越来越高的要求，还又迎来了难得的发展机遇以及严峻的挑战。

（一）玻璃幕墙的结构设计原则

玻璃幕墙通常都是处在建筑物的外部，是一种在外围起作用的结构护件。可能对其性能产生影响的因素主要有：外部的风压力、自身荷载自重、地震作用和温度，这些因素都会引起玻璃幕墙的变形，所以对其的支护构件要有绝对的伸缩变形能力，可用来适应主体玻璃幕墙的变形。对于支护结构护件还有一个主要要求就是要有合理的力传递路径。当有外力作用在玻璃幕墙上的时候，支撑结构必须可以较快的把这些力传递开去，以免在玻璃幕墙上出现应力击中的现象。通常来讲，因为玻璃幕墙全是竖直的，而且面积也大，所以风荷载的作用下，玻璃会产生很大的弯曲应力，这就是玻璃幕墙结构设计中最先需要考虑的因素。而在地震作用下，因为强烈的震动，可能会引起构件连接点的震动，因此引发松弛现象，导致玻璃幕墙坍塌事件，所以在结构设计中也要加强对其抗震性能的优化。玻璃幕墙的结构设计要遵循以下的原则：

1.通常在玻璃幕墙的结构设计中，必须要全面考虑风荷载、自重荷载、地震以及温度等因素，各因素综合优化，提出最合理的设计方案。

2.对于非抗震设计下的玻璃幕墙，要确保在风荷载的作用下玻璃的完整无损，这时连接构件也需要确保玻璃幕墙可以有足够的能力应对主体的位移变形。

3.玻璃幕墙不可以承受主题建筑的地震作用以及荷载作用力，幕墙上的构件需要悬挂在主题建筑商，玻璃幕墙的施工要秉承围护的原则，而不是支撑。

4.对于玻璃幕墙以及连接构件的刚度有绝对的要求，要求可以在主体建筑在地震、风荷载以及温度等作用发生位移变形的时候，以免出现幕墙的破坏。

（二）玻璃幕墙的特点以及设计要点

玻璃幕墙的特点

1.施工方便玻璃幕墙材料单一，不必需要太复杂的施工工艺就能够满足需求，所以通常具有较短的工期。而在维护中也比较方便，对于一些构件都能够进行更换。

2.降低造价通常来讲，玻璃幕墙具有较低的自重，不足混凝土墙的七分之一以及普通砖的十分之一，这就能够大大减少装饰基础的造价以及主体结构。

3.可以变旧为新相对已建工程的旧墙面能够采取玻璃幕墙技术进行改造，提高旧工程的使用年限。但是要特别主要的是，玻璃幕墙也是会有一些缺点的。例如玻璃幕墙本身的造价还是比较高的，其抗压性能一般般，还可能会对周围环境造成光污染，所以在设计中要对玻璃幕墙的有关方案进行足够论证以及合理使用。

玻璃幕墙的设计要点

1.墙面划分墙面划分要考虑的主要因素是建筑艺术气息的营造，在合理利用玻璃原材尺寸的基础上，结合施工工艺的选择、设计的协调性以及受力特性，对于玻璃幕墙墙面的划分假如是要追求比较正式或是严肃的感觉，通常来讲要求等距离的划分以及等尺寸，如果是追求比较个性张扬或是青春活泼的感觉，可以进行自由划分。

2.光影效果玻璃幕墙具有较强的感光性，它会对周围的光线进行反射。在进行玻璃幕墙设计的时候，必须要对建筑周边的环境做好探究，在考虑建筑本身特点的基础上结合环境设计玻璃幕墙，必须要适当以免光污染的形成。

3.造型设计要通过对玻璃幕墙以及实体墙面的优化组合来进行建筑设计，对于玻璃幕墙而言，这独特的采光性能可以使它适应各种形状，然后和石材等实体墙面结合起来进行设计，久能够搭配出各种造型，标新立异。

（三）玻璃幕墙的构造设计要求

1.温度缝、伸缩缝以及沉降缝处一定要进行较好的处理，让其既能保持立面美观，又可以满足缝两侧结构变形的要求。当前有两种设计方法：一是允许缝上的玻璃板局部损坏，只要按时修补就好。二是采取活动盖板，以免连接部位损坏，后者表面不露痕迹，较为美观。

2.幕墙构件的边框以及面板所形成的空腔要采取等压设计，使室外气压以及空腔内气压相同，以防室外空气压力把水滴压入腔内，可提高幕墙抗雨水渗透的功能。

3.要在可能产生渗水的部位又或是可能产生结露的部位预留泄水孔道，集水后由管道排出。

4.边框以及板材连结处一定用硅酮密封胶进行处理，密封材料要可以在长期压力下保持良好的弹性。

（四）玻璃幕墙的建筑设计

1.幕墙的通风以及换气过去在幕墙建筑设计中，强调以通风为主以及人工换气，不主张开启或是尽量少设开启扇，以降低能耗，以防开启扇破损，也使立面较为美观。所以规定开启扇面积不可超于幕墙面积的15％。要采取双层通风幕墙时，室内能够从热通道取得新风，外幕墙有进风口进风，可以不用设开启扇，因而在确保自然通风的同时，可以使幕墙保持安全以及美观。

2.选用合适的玻璃幕墙材料幕墙材料选择是幕墙工程中尤为主要的一环。它不但决定整个工程的总造价，而且关系到整个使用寿命、工程的档次以及外观效果。合理地使用材料最为重要，好的材料堆砌在一起并不可以能产生好的效果，只有合理地以及巧妙地发挥各种材料的特性，才可以产生极佳地效益。

3.骨架材料的选用骨架一般选用铝合金型材，楼层跨度较高的一般选用钢结构骨架，有时候为了提高整个幕墙的通透效果，就采取玻璃肋作为骨架。钢材以及铝合金就有各种材性选择，合理选择材性，对节约造价方面起到有效的作用。

4.面板的选用玻璃面板一般分为中空玻璃、夹胶玻璃以及单层玻璃，要求较高一点的为双中空玻璃或是中空夹胶玻璃。玻璃颜色又划分了各种种类，每个颜色对太阳光线的反射以及吸收均有所不同，要依据建筑物的外观和用途要求进行选择。

结语：

一概而言，玻璃幕墙能够增加主体建筑的艺术气息，成本比较低等优点。在当今装饰中应用的越来越多，所以对其设计要点、设计要求以及设计原则一定要研究清楚，制定一个更加合理的设计方案，使得玻璃幕墙既可以增加主体建筑的魅力，又可以确保这安全性。玻璃幕墙具有很宽阔的应用前景，有了对其的详细研究，相信它会被更好的应用到未来建筑的装饰中去。

参考文献：

[1]郭瑞逊，李雪.玻璃幕墙设计浅析[J].建材发展导向（下），2011，09（2）.

[2]玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003.中国建筑工业出版社.

[3]田丽华.浅谈玻璃幕墙设计的一般原则[J].科技情报开发与经济，2011，21.

[4]陈志秀.浅议建筑设计中的玻璃幕墙设计[J].城市建设理论研究（电子版），2011，32.