劉永生

【摘要】近年來，我國城市化進程加快，各類高層建筑的規(guī)模逐步擴大。在新建建筑工程的建設(shè)中，玻璃幕墻的設(shè)計和應(yīng)用有著廣泛的范圍。對高層建筑玻璃幕墻設(shè)計要點進行了探究，在設(shè)計中要突出玻璃幕墻光影表現(xiàn)效果，合理設(shè)計玻璃配比，構(gòu)建多樣化的藝術(shù)造型，要注重結(jié)合項目建設(shè)現(xiàn)狀選取對應(yīng)的設(shè)計方式。分析了玻璃幕墻工程建設(shè)中常見的質(zhì)量問題，并從安裝預(yù)埋件、連接件安裝與龍骨施工等方面，提出了針對性的質(zhì)量控制措施，旨在提高項目施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;玻璃幕墻;設(shè)計要點;質(zhì)量控制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.083

在高層玻璃幕墻設(shè)計與施工中，要注重對項目建設(shè)現(xiàn)狀與建設(shè)要求進行分析，整合多項要素，擬定完善的設(shè)計與施工方案。在施工中對預(yù)埋件安裝、龍骨架施工、連接件安裝等集中管控。做好施工管理，全面提升玻璃幕墻施工成效，提高玻璃幕墻穩(wěn)定性、安全性，全面適應(yīng)項目預(yù)期建設(shè)要求。

1、玻璃幕墻概述

高層建筑玻璃幕墻一般采用中空鋼化玻璃或者中空夾層鋼化玻璃。

中空玻璃（Insulating Glass） 由兩片或多片浮法玻璃組合而成，玻璃之間用鋁合金隔框隔開，鋁合金隔框內(nèi)填充有干燥劑，隔框與玻璃之間用丁基膠密封后再用聚硫膠（用于明框幕墻）或結(jié)構(gòu)膠（用于隱框幕墻）作二道密封，中空層（厚度為：6、9、12、14、17mm，常用9、12mm）可以是干燥空氣，也可以充惰性氣體（如氬氣、氪氣）或特種氣體（如氟化硫），中空玻璃有很好的保溫及隔聲性能。

夾層玻璃（Laminated Glass）：最常用的夾層玻璃為兩層玻璃中間放置一層（0.38 、0.76、1.14、1.52等）或多層玻璃多層聚乙烯醇縮丁醛（PVB）膠片，經(jīng)高壓窯等設(shè)備的加壓加熱工序組合而成的夾層玻璃。其最大的特點為安全性，當(dāng)遭受外力破壞后只產(chǎn)生裂痕但不會碎落。還具有良好的隔聲和防紫外線的功能。PVB能吸收沖擊能量，用不同厚度的PVB和玻璃片數(shù)可制成防彈玻璃。PVB不能浸水。

2、高層建筑玻璃幕墻的設(shè)計原則

2.1 合理性

玻璃幕墻是高層建筑工程裝飾性結(jié)構(gòu)和外圍護結(jié)構(gòu)，對于高層建筑工程來說，采用的幕墻的形式和類型都會對高層建筑整體立面效果造成一定影響，這也就會對幕墻的節(jié)能效果和工程整體造價產(chǎn)生影響。在設(shè)計玻璃幕墻時，要考慮高層建筑工程的整體節(jié)能效果和造價。總而言之，高層建筑工程造價和節(jié)能都受玻璃幕墻設(shè)計影響，

玻璃幕墻的節(jié)能效果與高層建筑的造型、幕墻類型、玻璃傳熱系數(shù)、工程所在區(qū)域氣候環(huán)境各項因素都有著密切關(guān)系，因此，在設(shè)計時必須遵循合理性原則，全面考慮各項因素，科學(xué)選擇玻璃幕墻類型和形式，完成對玻璃幕墻的設(shè)計。

2.2 適用性

設(shè)計高層建筑工程玻璃幕墻時，要全面了解高層建筑工程所在區(qū)域的自然環(huán)境以及工程具體情況，做好相應(yīng)分析工作。例如，在冬季較為寒冷區(qū)域內(nèi)進行玻璃幕墻設(shè)計時，要采用具有良好保溫性能的幕墻系統(tǒng)，而在夏季較為炎熱地區(qū)進行玻璃幕墻設(shè)計時，要采取外遮陽且隔熱性良好的幕墻系統(tǒng)。對于玻璃幕墻來說，要進行幕墻材料和系統(tǒng)選擇，確保選擇的材料和幕墻都能夠被合理應(yīng)用到高層建筑工程中，進而使高層建筑工程整體質(zhì)量得到進一步提高，滿足應(yīng)用需求。

2.3 經(jīng)濟性與節(jié)能性

經(jīng)濟性與節(jié)能性是設(shè)計高層建筑工程幕墻時必須考慮的一項內(nèi)容，這主要是因為設(shè)計的玻璃幕墻性能會對高層建筑工程內(nèi)部的具體能耗造成一定影響。 需要注意的是，若設(shè)計人員在實際設(shè)計玻璃幕墻時只注重節(jié)能，而不考慮經(jīng)濟問題，一味采購價格昂貴的節(jié)能材料，忽視高層建筑工程的整體建設(shè)成本，這可能還會導(dǎo)致工程總成本過高;如果只注重經(jīng)濟性，而不注重節(jié)能性，則會導(dǎo)致玻璃幕墻的作用無法得到合理發(fā)揮?？梢?，在設(shè)計高層建筑工程玻璃幕墻時，要綜合分析玻璃幕墻的經(jīng)濟性與節(jié)能性，最終設(shè)計出一個滿足需求的方案。

3、玻璃幕墻設(shè)計要點

3.1發(fā)揮玻璃光影效果

在設(shè)計期間需進行多方面論證，結(jié)合玻璃幕墻自身具備的特性，保證玻璃幕墻達(dá)到抗壓能力的前提下，具有良好的光影藝術(shù)效果，最大程度發(fā)揮玻璃在建筑外觀方面的美化作用。設(shè)計人員需要認(rèn)真調(diào)研建筑周邊環(huán)境，考慮玻璃幕墻對其他建筑的反射影響，收集工程項目的建筑參數(shù)，對環(huán)境要素進行整理與分析，從宏觀層面進行整體設(shè)計，在保證建筑具備美觀特質(zhì)的同時避免出現(xiàn)光污染。

3.2合理設(shè)計玻璃配比

為提升建筑整體觀感效果，必須對建筑外立面進行科學(xué)的比例劃分，確保玻璃尺寸科學(xué)合理，與其他材質(zhì)無縫對接，提升建筑整體的觀感效果，使建筑具備良好的協(xié)調(diào)性。

3.3設(shè)計多樣的藝術(shù)造型

需要考慮玻璃幕墻承重方面的需求，對建筑材料進行科學(xué)的預(yù)判，從施工經(jīng)濟、技術(shù)等層面出發(fā)，選擇合適的建筑材料，借助多種材料搭配提升建筑造型的觀賞性。

4、玻璃幕墻結(jié)構(gòu)

玻璃幕墻是由支撐結(jié)構(gòu)體系與玻璃面板組成的、可相對于主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護結(jié)構(gòu)或裝飾性結(jié)構(gòu)。主要荷載有自重、地震荷載和風(fēng)荷載，其中又以風(fēng)荷載影響較大。風(fēng)荷載的傳遞途徑為面板-橫梁（立柱）-轉(zhuǎn)接系統(tǒng)-埋件-主體結(jié)構(gòu)。其中，幕墻龍骨可以根據(jù)建設(shè)項目要求選擇不同型材配置構(gòu)成，采用連接件固定裝飾玻璃。在幕墻龍骨設(shè)計過程中，需要考慮到幕墻承重支撐體是否滿足設(shè)計要求，對玻璃幕墻載荷分布狀態(tài)進行分析，確保幕墻龍骨可以承受玻璃和幕墻所受到的荷載，通過自身結(jié)構(gòu)傳遞給支撐體系，再由支撐體系將荷載反饋于主體結(jié)構(gòu)中。玻璃幕墻可以達(dá)到美化建筑外立面的效果，同時其還擁有維護建筑的功能。另外，玻璃幕墻可靠性與安全性體現(xiàn)于抗風(fēng)壓性能、氣密性能、水密性能、平面內(nèi)變形性能、抗震性能、防火性能、耐撞擊性、承重力性等方面。

5、玻璃幕墻工程質(zhì)量存在的問題

5.1使用材料問題

玻璃幕墻施工期間，必須選擇符合國家規(guī)范要求的材料，如果選擇不合格的材料，將會使幕墻的使用壽命大幅縮短，還可能會影響到玻璃幕墻整體質(zhì)量，讓用戶難以獲得良好的居住體驗。部分工程設(shè)計使用鋼化玻璃，但是卻在實際施工中以次充好，使用普通的鍍膜玻璃或是半鋼化玻璃，由于普通的鍍膜玻璃及半鋼化玻璃強度無法達(dá)到設(shè)計要求，會存在一定的安全隱患。部分工程為了縮減工程成本，選擇剛度不足的不銹鋼滑撐作為開啟扇應(yīng)用材料，嚴(yán)重降低了玻璃幕墻的整體質(zhì)量。

5.2構(gòu)件制作質(zhì)量問題

構(gòu)件是玻璃幕墻施工的重要材料，可能由于鋁合金型材及切割精度沒有達(dá)到制作標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致構(gòu)件質(zhì)量無法達(dá)到規(guī)定要求。鋁合金型材相鄰構(gòu)件裝配間隙存在過小或過大的情況，部分玻璃幕墻在玻璃切割后，因為倒角沒有按照技術(shù)要求處理或操作人員技能水平不足，容易在此過程中造成邊角應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致玻璃破碎。

6、玻璃幕墻工程質(zhì)量控制策略

6.1預(yù)埋件的安裝

建筑玻璃幕墻施工期間，應(yīng)深入研讀設(shè)計圖紙，掌握施工作業(yè)要求，并嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙對預(yù)埋件尺寸要求進行相應(yīng)的復(fù)核。在預(yù)埋件加工過程中，需要確定預(yù)埋件尺寸是否達(dá)到規(guī)定要求，如果誤差超出規(guī)定范圍，需要重新返工。安裝前，應(yīng)確定預(yù)埋件安裝的位置，按照施工方案并結(jié)合現(xiàn)場情況進行多方面考量，建筑主體與預(yù)埋鋼筋兩者應(yīng)該進行合理的固定，根據(jù)建筑主體結(jié)構(gòu)鋼筋與預(yù)埋鋼筋兩者的焊接牢固程度，靈活的選擇焊接方式，在一般的工程中，以點焊的形式居多。應(yīng)保證預(yù)埋件安裝位置精準(zhǔn)并在后期不會發(fā)生移位，將預(yù)埋件位置偏差維持在20mm范圍內(nèi)，高度誤差控制在10mm范圍內(nèi)。最后，混凝土振搗施工是預(yù)埋件安裝技術(shù)需要重點關(guān)注的內(nèi)容，為保證相關(guān)工作順利進行，需要確保錨板底部混凝土已經(jīng)振搗密實。采用后錨固處理的方式，同時確保錨栓尺寸達(dá)到設(shè)計施工標(biāo)準(zhǔn)，并且錨固深度也要滿足設(shè)計要求。

6.2連接件的安裝

高層建筑玻璃幕墻施工期間，應(yīng)該重視連接件安裝技術(shù)的應(yīng)用。連接件是玻璃幕墻的重要材料，需要在連接件安裝前確保其質(zhì)量符合要求，同時確認(rèn)型號以及種類與設(shè)計要求一致，在連接件安裝期間必須保證預(yù)埋件位置在規(guī)定的范圍內(nèi)。此外，在施工過程中一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件位置偏離正常值，需要進行糾偏處理，采用焊接或螺栓，使用錨固處理手段，安裝3根立柱對連接件進行調(diào)平處理。采用焊接連接預(yù)埋件和連接件的過程中，應(yīng)該注意焊接方式，焊接應(yīng)連續(xù)、飽滿，需及時敲掉焊渣。還應(yīng)該在完成質(zhì)量檢驗工作后，對其進行防腐處理，可以采用涂抹防銹漆的方式。

6.3龍骨施工技術(shù)

龍骨施工作業(yè)將會直接影響到玻璃幕墻的整體效果，施工人員需要在龍骨制作期間，熟悉設(shè)計圖紙內(nèi)容，了解立柱的連接方式，并按照設(shè)計圖紙標(biāo)記的位置使龍骨正確的安置在2個連接件中間，并在兩者接觸的部位放置防腐墊片，使用連接螺栓緊固立柱與連接件，調(diào)整垂直度與平整度。立柱可以采用插接或焊接形式，在立柱安裝結(jié)束后，需要對整體進行微調(diào)，在此過程中要求水平方向具有3根或3根以上立柱，豎直方向具有2根或2根以上立柱。相鄰的立柱高度差在3mm之內(nèi)，同一層的立柱高度差最大允許值為5mm。龍骨施工過程中，通常采用吊垂或是水平尺測量主梁的垂直度，根據(jù)測量結(jié)果進行科學(xué)管控，而水平方向以定位軸線作為水平面進行誤差控制，將高差控制在3mm范圍內(nèi)，將前后方向的偏差控制在2mm范圍內(nèi)，將左右方向的偏差控制在3mm范圍內(nèi)。

結(jié)語：

高層建筑玻璃幕墻可以美化建筑外立面，同時還能穩(wěn)定建筑的局部結(jié)構(gòu)，玻璃幕墻具有操作簡潔且施工表現(xiàn)優(yōu)異的特點，因此成為高層建筑項目常用的作業(yè)方式。在工程進行前，必須收集工程所在地的相關(guān)參數(shù)作為建筑玻璃幕墻設(shè)計的參考數(shù)據(jù)，根據(jù)項目建設(shè)要求靈活的尋找工程特征，確定結(jié)構(gòu)作業(yè)方式，在滿足工程設(shè)計規(guī)范及結(jié)構(gòu)強度剛度的基礎(chǔ)上，通過合理的作業(yè)方式，提升玻璃幕墻的可靠性、安全性，確保玻璃幕墻施工可以順利進行，并在規(guī)定時間內(nèi)移交工程項目。

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