高层建筑玻璃幕墙设计要素

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月40卷第6期   作者:周丽明
[导读] 随着社会经济的进步和人们生活水平的提升,越来越多人开始关注建筑美学
        周丽明
        浙江宝龙幕墙科技有限公司  浙江省杭州市  310000
        摘要:随着社会经济的进步和人们生活水平的提升,越来越多人开始关注建筑美学,在这样的背景下,出现了高层建筑玻璃幕墙设计。对高层建筑玻璃幕墙设计要点进行了探究,在设计中要突出玻璃幕墙光影表现效果,合理设计玻璃配比,构建多样化的艺术造型,要注重结合项目建设现状选取对应的设计方式。因此,相关工作人员要加强对这一内容的研究,做好高层建筑玻璃幕墙设计探讨,提高设计的合理性。
        关键词:高层建筑;玻璃幕墙;设计
        引言
        近年来,我国城市化进程加快,各类高层建筑规模逐步扩大。在新型建筑项目施工中玻璃幕墙设计与应用范围较广,玻璃幕墙设计与施工管控对提升建筑项目整体质量、观感度具有重要作用。在高层玻璃幕墙设计与施工中,要注重对项目建设现状与建设要求进行分析,整合多项要素,拟定完善的设计与施工方案。
        1玻璃幕墙的概念和特点
        所谓幕墙是指采用相对更加轻便的材料来进行建筑外墙的包裹,在建筑对立面应用特殊材料来对其进行保护,与帷幕比较相似。另外,幕墙并不单纯地铺设建筑外墙的部分,也包括建筑施工中的采光和雨蓬的安装。随着科学技术的逐步发展,幕墙展现出了更多的优势,具体表现在安全性和美观性等几个方面,所谓安全性,是指幕墙能够起到防雨、风和抗压的效果,除此之外,幕墙也能够起到抗震、保温、防雷和隔音等效果。在建筑对立面的设计过程中,幕墙发挥着重要的美观效果,同时也能够起到节能的作用,可以说玻璃幕墙对于建筑起到了非常重要的作用,尤其是对于高层建筑而言,因为高层建筑施工中无法应用重量较高的材料,所以采用玻璃幕墙能够提升整体的抗压性,从而为建设施工提供便利条件。
        2高层建筑玻璃幕墙的设计原则
        2.1合理性
        玻璃幕墙是高层建筑工程装饰结构和外围结构,对于高层建筑工程来说,采用的幕墙的形式和类型都会对高层建筑整体立面效果造成一定影响,这也就会对幕墙的节能效果和工程整体造价产生影响。在设计玻璃幕墙时,要考虑高层建筑工程的整体节能效果和造价。总而言之,高层建筑工程造价和节能都受玻璃幕墙设计影响,这也是设计人员在开展具体设计作业期间需要特别注意的一项内容。玻璃幕墙的节能效果与高层建筑的造型、幕墙类型、玻璃传热系数、工程所在区域气候环境各项因素都有着密切关系,因此,在设计时必须遵循合理性原则,全面考虑各项因素,科学选择玻璃幕墙类型和形式,完成对玻璃幕墙的设计。
        2.2适用性
        设计高层建筑工程玻璃幕墙时,要全面了解高层建筑工程所在区域的自然环境以及工程具体情况,做好相应分析工作。例如,在冬季较为寒冷区域内进行玻璃幕墙设计时,要采用具有良好保温性能的幕墙系统,而在夏季较为炎热地区进行玻璃幕墙设计时,要采取外遮掩且隔热性良好的幕墙系统。对于玻璃幕墙来说,要进行幕墙材料和系统选择,确保选择的材料和幕墙都能够被合理应用到高层建筑工程中,进而使高层建筑工程整体质量得到进一步提高,满足应用需求。
        2.3经济性与节能性
        经济性与节能性是设计高层建筑工程幕墙时必须考虑的一项内容,这主要是因为设计的玻璃幕墙性能会对高层建筑工程内部的具体能耗造成一定影响。需要注意的是,若设计人员在实际设计玻璃幕墙时只注重节能,而不考虑经济问题,一味采购价格昂贵的节能材料,忽视高层建筑工程的整体建设成本,这可能还会导致工程总成本过高。可见,在设计高层建筑工程玻璃幕墙时,要综合分析玻璃幕墙的经济性与节能性,最终设计出一个满足需求的方案。


        3高层建筑玻璃幕墙设计要素
        3.1结构设计
        在进行玻璃幕墙安装的过程中,对于支撑结构体系的设计是非常重要的,因为玻璃幕墙所具备的风、动荷载效应和抗震能力都需要通过在支撑结构体系当中完成传递,需要建筑玻璃幕墙的支撑结构体系能够达到相应的标准,同时也要满足主体条件,这对于后续的维护工作是非常有利的,确保玻璃幕墙支撑结构具有足够的耐久性。首先要对预埋件设计进行足够的重视,一般情况下会选择平板或者槽形的锚板,这样一来才能够避免其受到腐蚀,完成锚板和钢筋的焊接工序后,要将其预埋的设计位置,一般情况下可采用坡口塞焊的方法或者穿孔塞焊的方法。其次,在进行支撑结构的设计过程中,其中立柱设计是最为重要的,必须在设计中关注立柱的强度,确保其能够达到荷载要求,并且具有良好的稳定程度。另外,立柱的衔接设计也非常关键,在具体的设计过程中要确保其符合相关的规范。最后是在处理后置埋件的过程当中,要采用锚栓的方式,其中最为常用的是金属膨胀锚栓和化学锚栓,在对化学锚栓进行应用时,要保证其固栓直径能够达到12mm以上,且深度应该为直径的六倍左右,金属膨胀锚栓能够帮助混凝土和膨胀片形成承载力,从而为连接件提供受力。在完成钻孔过程之后,通过空压设备来将孔洞中的粉尘清除掉,在固定锚板之后将其与转接件焊接在一起,从而对锚固栓进行抗拔测试。
        3.2材料选择
        这里主要以隐框玻璃幕墙为例,隐框玻璃幕墙所应用的材料具体包括了铝材、埋件、连接件、玻璃等等,在进行材料的选择过程中,应确保其耐久性和抗腐蚀性以及承重压力都符合相关的标准,运用这些材料所制造的玻璃幕墙能够通过极限状态的质量监测,且不会出现变形或者气密性不佳等问题。
        3.3安全性设计
        在进行高层建筑玻璃幕墙的设计过程中,要重视其安全性设计和可靠性设计,具体来看首先应该严格规定玻璃幕墙的气密性、风压性、平面变形以及水密性的数值,并要对其承受力进行检查,这里要重视规定数值是否达到要求。其次要注意进行接地防雷系统的设计,通常是将高层建筑中的防雷钢筋和预埋件之间进行焊接,使得雷击能够通过钢筋传输给大地,并和外部接地系统进行连接,确保高层建筑玻璃幕墙的安全。
        3.4防火设计
        对于玻璃幕墙和楼板之间和与防火隔离构件之间的空气应该注意进行防火封堵,所选用的填料应该属于不可燃的料,并注意对其他部分进行防火涂层。对于没有设置窗槛墙的玻璃幕墙应该在每层外沿部分进行防火玻璃幕墙的设计,并且要采用单独设立的方式。玻璃幕墙和楼层资金的空气要用钢板来进行支撑,并要注意对钢板进行镀锌处理。
        3.5遮阳设计
        (1)采用遮阳系数较低的玻璃。采用遮阳系数低的玻璃的优势是玻璃幕墙整体十分整洁,通过对其进行应用,容易实现幕墙在应用的整体效果。但是,其在应用时也存在一些坏处,如玻璃透通性差,会对采光性造成一定影响。(2)采用遮阳装置。将遮阳装置安装在玻璃幕墙外侧,常用的装置有遮阳造型、遮阳百叶等。目前,许多高层建筑工程都采用了可以通过电动方式控制的遮阳装置,依据光照、季节变化进行调节,通过设定程序或人工方式完成控制。针对外立面整体效果来说,设计巧妙的电动遮阳装置,不仅是一种功能性设计,而且是一种先进的科技手段,可以改善高层建筑工程外观。
        结束语
        在高层建筑工程中应用玻璃幕墙时,要对玻璃幕墙设计进行全面分析,保证设计的合理性,从而满足人们对高层建筑工程外观的需求。因此,采用玻璃幕墙时,要提高对玻璃幕墙设计的重视度,做好设计要素分析,提升高层建筑工程中采用的玻璃幕墙的安全性。
        参考文献
        [1]胡坤.建筑玻璃幕墙的类型特点及设计要点分析[J].上海建设科技,2020(1):76-78.
        [2]陆聚.建筑玻璃幕墙应用中安全问题应对策略研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2018.
        [3]谢东海.机场航站楼建筑幕墙设计要点[J].工程技术研究,2020,5(12):201-202.
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