单元式玻璃幕墙设计实例分析与探讨

单元式玻璃幕墙设计实例分析与探讨

发表时间：2018-09-11T11:18:25.520Z 来源：《新材料.新装饰》2018年3月上作者：潘丽华

[导读] 单元式玻璃幕墙近年在我国大中城市迅速发展，单元式玻璃幕墙以其灵动、简捷、低廉的特点占据着幕墙的优势地位，只有掌握其设计和整个施工过程中的要点，才能确保玻璃幕墙工程的结构安全和重要使用功能。

（广东世纪达建设集团有限公司）

摘要：单元式玻璃幕墙近年在我国大中城市迅速发展，单元式玻璃幕墙以其灵动、简捷、低廉的特点占据着幕墙的优势地位，只有掌握其设计和整个施工过程中的要点，才能确保玻璃幕墙工程的结构安全和重要使用功能。基于此，本文结合工程实例对单元式玻璃幕墙设计要点进行分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：单元式玻璃幕墙；设计要点

一、前言

单元式玻璃幕墙将建筑物的外围护墙的保温、隔热、防水等使用功能与建筑物的装饰功能有效地结合起来。且因为单元式玻璃幕墙的组装主要是在工厂内进行，在施工现场工作量较小，施工方便快捷、工期较短，并且具有建筑物整体效果明显、装饰特点鲜明、结构性极强等优点受到了人们的喜爱。笔者曾负责东莞市某中心幕墙工程设计，建筑幕墙高度:幕墙标高最高为145米。建筑类别一类高层建筑，耐火等级一级，本工程要设计外立面幕墙，塔楼设计为单元式玻璃幕墙，裙楼设计为构件式玻璃幕墙，总幕墙设计面积约2.7万平万米。下面就对单元式玻璃幕墙设计要点进行探讨，以供类似工程参考。

二、单元式玻璃幕墙设计要点

本项目的玻璃幕墙为隐框玻璃幕墙，玻璃面板采用双钢化Low－E中空玻璃。保温隔热性能好，可以起到很好的节能作用，降低制冷采暖成本。

（1）隐框玻璃幕墙构造设计。竖梁通过连接件L型钢板扎制（表面热浸镀锌处理），与主体结构连接, 连接件分别开设横、竖向长条孔，通过M12连接螺栓与竖梁连接，竖梁与L型转接件可以进行垂直于幕墙表面的调整，L型转接件横向调整后与埋件焊接。这样，整体连接构造实现了三维调整，保证了主龙骨表面平整，从而保证外饰面平整度。同时，这种构造具有弹性位移功能，能够吸收主体结构的变位，满足抗震要求和温差效应，既保证连接构造的安全性，同时幕墙功能性也有可靠的保证。

（2）隐框玻璃幕墙节点设计。本项目隐框玻璃幕墙采用小单元式系统设计。抛开传统的构件式幕墙的系统劣端，传统幕墙技术采用压板方式，存在一系列缺陷：如压板漏压；采用自攻螺钉固定压板，在负风压的作用下，容易造成安全隐患，施工也比较困难。同时压板方式的受力方式是点受力，如果玻璃板块四周安装受力不均匀，玻璃板块容易产生畸形映像。小单元式系统构造设计：（如图1所示）

1)横梁与竖梁的结构的各部位都采用挂钩插接，并且设置了柔性胶条，起到弹性缓冲和防止噪音产生的作用，很好地满足幕墙整体的抗震、抗强风压、抗热应力的要求，保证了单元板块在相对位移时，不会造成变形损坏。

2)单元板块与立柱、横梁的连接安装，设计了挂连结构，板块四周副框设计的挂钩全部插入立柱与横梁相配套的槽口内，无须压板固定，实现了线面接合,因此能够承受强大的风荷载。

图1、小单元式系统构造设计（竖梁标准节点）

（3）单元式玻璃幕墙的细部结构的设计。单元式玻璃幕墙的细部结构的设计主要体现在防水、收边处理等一系列的问题上。在单元式玻璃幕墙的防水设计过程中，要谨防单元式玻璃幕墙的渗漏，在单元式玻璃幕墙的接缝部位的缝隙及空腔外壁上的水无法消除，但要想避免接缝部位和空腔外壁的水就要控制接缝部位及空腔内外壁的内、外侧水压不存在水压差，就避免了接缝部位和空腔外壁上产生水。但在大多数情况下，很难做到内、外侧的等压，就需要将渗入等压腔中的水及时排出，从而避免水渗入内壁，进而避免雨水渗入室内。

（4）水密性及气密性设计。单元式玻璃幕墙的设计是根据玻璃幕墙的气密线和水密线分离处理的原则，将单元式玻璃幕墙的单元板块的插接部位通过设置插接构造和挡水胶条，形成等压腔，这些等压腔与室外环境相连通，从而使已进入等压腔的水可排入室外，从而保证气密线与水密线分离，不存在水，保证了单元式玻璃幕墙的水密性良好。本建筑幕墙水密性能等级为3级。按照《建筑幕墙》GB/T21086-2007第5.1.2条的规定，水密性能指标计算如下：由《建筑气候区划标准》GB50178知，本工程所在地属IV A地区，为热带风暴和台风多发地区，故P＝1000μzμcw0

式中：P——水密性能指标（Pa）；μz—— 风压高度变化系数，取1.746；

μc——风力系数，取1.2；W0 ——基本风压（kN/m2），取0.5。

经计算得，P＝1047.6Pa，故取ΔP＝1047.6Pa，可开启部分与固定部分同级，所以本建筑幕墙水密性能等级为3级。

本建筑幕墙气密性能等级为3级。建筑幕墙的气密性能以在标准状态下，压力差为10Pa的空气渗透量q为分级依据，按照《建筑幕墙》

GB/T21086-2007第5.1.3条规定了建筑幕墙气密性能设计指标的一般规定，如下表所示。

地区分类建筑层数、高度气密性

能分级气密性能指标小于开启部分qL(m3/m·h) 幕墙整体qA(m3/m2·h) 夏热冬暖

地区 10层以下 2 2.5 2.0 10层及以上 3 1.5 1.2其他地区 7层以下 2 2.5 2.0 7层及以上 3 1.5 1.2本建筑所在地属于表中其他地区，建筑层数为7层以上，本建筑幕墙的气密性能等级设计为3级，符合上表的一般要求，并符合GB 50176、GB 50189、JGJ 132、JGJ 134以及JGJ 26的有关规定，满足这些标准的节能要求。

（5）节能环保设计。随着社会经济的迅猛发展，人类对于自己赖以生存的自然环境及自然资源的保护有了更深一层的理解和认识。因而，在单元式玻璃幕墙的设计过程中，必须要将节能环保的理念融合进去。要选择节能环保的材料，例如：将外露的大装饰线条局部处选用聚酰胺尼龙断热条，该材料热阻值较大，强度较大，耐久性良好。

三、结语

总之，随着建筑幕墙技术的不断发展，其使用材料的不断丰富，一大批新材料，新工艺被应用。单元式玻璃幕墙不仅在建筑物的使用功能上满足要求，而且在建筑物的外观设计上具有很好的装饰作用，是一种既美观又新颖的外围围护结构。单元式玻璃幕墙的设计不仅是单元式玻璃幕墙的施工前提，也是建筑物设计成败的主要影响因素。在设计过程中，无论哪一个环节出现问题都会对下一步安装过程的顺利进行产生不利影响。因此，我们认为在从事幕墙设计行业当中，应当多从施工工艺的角度考虑，摸索出能够提高施工工作效率、降低工程成本的设计方案，使项目做到安全性、经济性、使业主更加满意。参考文献

[1]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003，中国建筑工业出版社，2004.1.1

[2]《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001，中国标准出版社，2001.6.1 [3]黄海生.浅谈高层建筑玻璃幕墙设计的方向[J].中华民居（下旬刊），2014.