刍议高层建筑玻璃幕墙设计论文_余红平

刍议高层建筑玻璃幕墙设计论文_余红平

英海特工程咨询(北京)有限公司上海分公司

摘要:随着社会的发展,建筑行业获得了良好的发展。玻璃幕墙属于能够经常用到的结构,应用范围很广泛,而且由于其刚刚兴起,很多人在这方面的经验还不足,缺少足够的成功案例来进行学习,因此,在安装的时候,经常出现各式各样的问题。笔者深入的研究了幕墙设计施工各方面的状况,对其展开了详细的分析,同事,结合自身的实际工作经验,在这篇文章里写下了自己的想法,希望能够给相关的从业人员以帮助。

关键词:玻璃幕墙;设计技术;高层建筑

1.项目概况

金茂广场(二期)工程位于南京市鼓楼区中央路核心地段,毗邻玄武湖,面对紫金山。本项目紧贴一期工程,地上建筑面积约19.73万平方米,包含一座结构高度超过300m的超高层塔楼,7层高的商业裙房,以及五层地下室。项目容纳了零售、商业、办公、住宅和酒店功能,是南京市玄武湖畔的又一地标性建筑。

2.设计重难点分析及建议

(1)超过300米的超高层建筑,无论是其幕墙所承受的风荷载还是需要容许的地震荷载甚至热负荷下的主体结构变形量均与普通项目存在极大差异,需进行精细化分析,从而确定合理的幕墙性能指标,进而进行合适的系统选型和节点设计。本项目风荷载特别大。如何解决玻璃幕墙的安全性问题对于本项目来说是非常重要的。从经济的角度,玻璃应根据不同区域的风荷载来分别确定不同的厚度,但是从外观一致的角度需要减小不同厚度的玻璃对外立面的影响。

(2)超高层建筑由于“烟囱效应”更为明显,对于外墙系统的气密性提出了额外的要求,根据以往项目经验,目前国标中最高的气密性能等级也很难满足要求。建议在建筑设计前期进行聘请专业空气动力学顾问进行系统的“烟囱效应”分析,从而确定合适的幕墙气密性能等级,并合理设置入口、大堂等处的密封措施,避免建成后出现严重的室内压力紊乱等问题。

(3)地标塔楼曲面外墙的板块划分需要与建筑师一同研究,尽量减少双曲板块,并减少板块的规格数量,以保证并提高其可建造性和经济性能。同时建议聘请BIM顾问对复杂的外墙体系精确建模,精心设计。

(4)塔冠部位的大跨度悬挑女儿墙和装饰玻璃墙需要与主体结构设计充分协调,除了为玻璃墙提供可靠的支撑之外,还要考虑后期可能设置的直升机平台,以及幕墙用擦窗机系统。

(5)地标塔楼超高层异型建筑项目的擦窗机系统不同于其他项目。该塔楼有可能需要分段设置擦窗机(屋面及中部设备间或避难层),以满足工业城市大气环境下严苛的外墙清洗维护周期要求。若只考虑在顶部安装,则需精心分析清洗周期要求,以确定合适的设备类型和设计参数。而其他的塔楼也需要考虑在顶部设置擦窗机系统的前期选型和协调。

3.玻璃幕墙的设计重点

玻璃幕墙较常见的应用是建筑最关键的外立面维护结构,其对于建筑的各项参数有着非常大的影响,比如说玻璃幕墙的材料能够直接决定着建筑的质量,而且结构设计和建筑的安全稳定有着很大的关系。如果要做好玻璃幕墙的设计工作的话,幕墙设计师要具备优秀的专业技能,设计师要对建筑的整体状况有深入的了解,并且花费大量的时间对其展开研究。进行设计的时候不仅要确保玻璃幕墙可以和建筑的整体风格协调统一,还要使其各方面的性能能够满足行业标准。进行设计的时候以下几点非常的重要。

(1)落实幕墙分隔的尺寸

如果设计师想要让玻璃幕墙发挥足够好的效果,就一定要科学合理的确定幕墙分隔的尺寸,这么做才能加强幕墙的性能并且在视觉上令人满意。不仅要确定玻璃幕墙分隔的尺寸,还应该加强原片的利用成效,尽可能地让生产设备发挥最大的价值。如果面板分隔太大的话就没有办法达到强度与刚度方面的标准,而且也会导致工程造价提升。所以,设计师在进行设计的时候一定要将这些因素考虑到位,确保其性能足够的优秀。进行玻璃幕墙设计的时候,设计者一定要了解建筑中门窗所在的区域,在设计的时候要质疑这方面的情况,应该留出的空间一定要留出,这样其实际的效果才不会受到影响。除此之外,便捷性也很重要,设计的时候要注意避开一些不能安放玻璃幕墙的区域。例如说,设计师在进行横向分割设计的时候,绝对不能将其安放于人视线高度处,之所以这么做是由于这种类型的设计方法很有可能导致室内的视觉效果受到严重的影响,会使得人们感受到负面的情绪。

(2)实现节能保温的要求

随着社会的发展,人们开始重视对环境的保护,建筑行业也开始重视节能保温方面的内容,很多的建筑企业开始大力研发节能技术。伴随着这样的背景,玻璃幕墙在很多时候会用到中空玻璃,如果条件允许的话还应该选用隔热性优秀的材料。设计人员需要在这方面展开深入的研究,对其实际情况要有足够的了解,确保相关的计算结果足够的精确,数值要足够的科学合理。设计师需要注意的是节能保温要足够的脚踏实地,要具备可行性,不能不切实际,不然的话就完全没有意义。

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(3)杜绝光污染

光污染一直是一项非常棘手的问题,特别是对于高层镀膜玻璃幕墙而言,经常会使得四周的建筑物发出非常强烈的炫光,如果长时间的被这样的光芒照射的话,就很有可能使人出现不良反应,例如说眩晕或者呕吐等,给人们带来不好的作用。在夏天,因为玻璃幕墙的原因导致居民楼受到强光的侵扰,这就会使得室内温度有较大的提升,人们无法像以前一样的生活。还有就是,有相当多的玻璃幕墙为半圆形,很可能因为强光的原因,出现非常严重的火灾事故等。如果太阳光的强度足够的话,在路面上行驶的乘凉也很有可能受到影响,这是因为强光经过玻璃幕墙之后强度会变得更大,这会导致人们的视觉受到严重干扰,出现交通事故。如今有很多的大规模商业建筑,也存在这方面的设计失误,一旦太阳光足够强烈的话,就很有可能出现光反射的情况,给交通带来非常不好的影响,驾驶员与行人的视觉会受到很大的干扰,如果严重的话有可能产生短暂性失明等状况,如此一来就有很大概率出现交通事故。为了避免这种状况的出现,设计师在进行设计的时候要进行全方位的思考,尽可能的杜绝反光现象的出现,避免造成光污染。

(4)玻璃幕墙龙骨颜色与玻璃颜色

玻璃幕墙可能用到很多种类的龙骨材料,比如说,使用铝合金以及钢材等。一般来说,玻璃幕墙中的龙骨通常会选用铝合金。喷涂外观上的时候大部分时间会选择阳极氧以及电泳涂漆等,这些颜色能够让外观更加的好看,具有着很好的美观性,设计人员在这方面有着比较大的权限,能够比较随意的挑选颜色。不过需要注意的是,阳极氧化的在颜色上具有着非常大的局限性,大概有银白色、给色以及香槟色等几种颜色。在玻璃幕墙中用到的钢材涵盖了碳素结构钢以及低合金结构钢等。为了让钢材能够发挥足够好的成效,需要对其展开表面处理,这样能够使其防腐性满足相应的规范,而且还能够在装饰上令人满意。若是不考虑装饰方面的影响的话,应该选择热浸镀锌法进行处理,这样能够使其防腐性更加的优秀,不过其在外观上就会非常的粗糙,美观性会大打折扣。一旦对饰面有特殊需求的话,就应该选择聚酯漆喷涂等方法,确保颜色调配足够的优秀。尽管目前的玻璃颜色极为丰富,不过因为各方面因素的作用,例如说技术不过关等,还是具有非常大的局限。因此设计人员在挑选的时候,有必要做好相应的沟通与交流工作,这样设计才会足够的科学合理。

4.高层建筑玻璃幕墙的设计技术

4.1高层建筑玻璃幕墙的材料挑选

笔者对室外所要用到的隐框玻璃幕墙展开了深入的研究。隐框玻璃幕墙能够用到的材料有很多种类,各方面的性能也要达到相关的行业标准。而且这部分使用的原材料的质量能够直接影响到玻璃幕墙的质量,如果材料的质量出现问题的话,玻璃幕墙的质量也就难以达到行业的需求,因此,材料的采购人员一定要认真的挑选材料,要重视性价比,不能为了价格便宜就忽视材料的质量。

4.2高层建筑玻璃幕墙的安全可靠性设计

为了保障高层建筑玻璃幕墙的安全性,使得玻璃幕墙足够的可靠,第一步,设计师要做的就是确保玻璃幕墙的水密性、气密性、风压变形性、平面变形性符合相关的标准,展开科学严谨的验算,特别是对于极限变形这方面,设计师一定要给予足够的重视。还有就是,防雷接地系统的设计工作非常的重要。通常是将土地建筑的防雷钢筋与预埋件实施焊接,确保避雷均压环能够形成环形,在之后经由钢筋传输至大地,而且与建筑外的接地系统进行连接,这么做能够保障高层建筑玻璃幕墙具有优秀的安全性。

4.3高层建筑玻璃幕墙的防火设计

防火设计是高层建筑玻璃幕墙比较重要的部分,设计者在进行设计的时候要考虑到玻璃幕墙和楼板之间的空隙等等方方面面的内容。封堵的填充料一定要挑选阻燃的材料,而且一定要针对保护层上的防火涂层展开妥善的处理。对于还没有安排窗槛墙的高层建筑玻璃幕墙,有必要针对各个楼层的外沿部分安设相应的高度,大概要超过零点八米的防火玻璃幕墙。其耐火极限一定要超过1h,而且需要单独设立。玻璃幕墙和楼层间测空隙需要选择厚度大于等于一点五毫米的钢板进行承托,而且钢板应该镀锌。

5.结论

随着社会的飞速发展,我国的国民经济在飞速的向前迈进,高层建筑玻璃幕墙设计方面的内容受到了很多人的关注,人们不仅对其质量以及安全性有要求,而且还希望其具有一定的美观性,能够给人们带来精神层面的享受。高层玻璃幕墙的设计工作涉及到很多层面的内容,非常的复杂,设计师要按照具体的状况展开切实可行的设计,在不影响到整体质量的前提下,尽可能的加强其美观性。相关的施工设计和规范很重要,施工人员进行施工的时候一定要认真的遵循设计规范,不能随意的对设计进行更改,不然的话会给整体的施工带来非常大的影响。有关单位要严格的进行监测工作,不能敷衍了事,发现问题的话要及时上报,确保问题能够得到迅速且妥善的处理。进行正式的安装之前,要对设计展开认真的审核。工作人员在挑选材料的时候要确保其质量足够的优秀,这样施工质量才能令人满意。

参考文献:

[1]胡宇.刍议高层建筑玻璃幕墙设计原则及发展方向[J].房地产导刊,2015(8).

[2]王良梅.刍议高层建筑玻璃幕墙设计与施工[J].建筑•建材•装饰,2015(14):55-55.

[3]杨加爱,杨加普.刍议玻璃幕墙在现代高层建筑施工中的技术[J].现代装饰:理论,2014(4):172-172.

[4]章子廉.刍议建筑玻璃幕墙的节能技术[J].城市建设理论研究:电子版,2014(7).

论文作者:余红平

论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期

论文发表时间:2018/7/9

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