玻璃幕墙设计原则与设计中存在的问题及对策

发表时间:2020/6/12   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:高飞
[导读] 摘要:建筑设计中若能对玻璃幕墙应用方面加以探讨,则能使相应的设计工作开展更加高效,且能丰富建筑设计内容,提升其设计方案的潜在应用价值。
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        摘要:建筑设计中若能对玻璃幕墙应用方面加以探讨,则能使相应的设计工作开展更加高效,且能丰富建筑设计内容,提升其设计方案的潜在应用价值。因此,在对建筑设计方面进行研究时,需要对玻璃幕墙的应用加以思考,进而将切实有效的设计工作计划实施到位,使得建筑建设过程中能够得到相应的支持,避免给建筑领域发展中带来阻碍作用。在此基础上,有利于扩大玻璃幕墙应用范围,满足建筑科学设计要求。
        关键词:玻璃幕墙;设计原则;设计问题
        引言
        随着我国改革开放和城市化程度加深,各种高楼大厦不断刷新着城市的天际线,各种建筑新材料运用于现代高层建筑,特别是玻璃幕墙,完美体现了建筑的时代感和科技感。由于玻璃幕墙自重轻,外观美观轻盈,被广泛用于各类建筑,如机场、体育馆、火车站等大型公共建筑,以及办公楼、公寓、厂房等民用建筑。从20世纪90年代初至今,建筑玻璃幕墙在我国经历了近30年的快速发展,成了运用广泛的建筑结构体系之一。然而,玻璃幕墙设计还存在一些问题亟待解决,基于此,本文针对相关问题进行分析,以供参考。
        1玻璃幕墙设计原则
        主要包括以下几点:①选用安全性能高的玻璃材质。由于玻璃幕墙多用于建筑的围护结构及室内的隔断,在设计时要考虑其使用的安全性,了解玻璃幕墙的材质,选用安全性能较好的钢化玻璃、夹丝玻璃及夹层玻璃。这种玻璃强度高,不易碎,即使碎了也不会出现二次事故。②选用性能稳定的连接构件。在玻璃幕墙的施工中,幕墙与主体结构的连接一般都是通过骨架及构件进行的。在设计中,要准确计算荷载,合理选择参数,确保玻璃幕墙与主体结构连接的稳定性。③设计要遵循相关规范。在建筑工程设计中,作为一个单独的分项工程,玻璃幕墙设计具有一定的独立性,要严格遵守玻璃幕墙设计的规范和要求,还要结合建筑整体情况进行综合考虑,以提升设计方案的质量。
        2玻璃幕墙设计应关注的问题分析
        2.1重视适宜玻璃幕墙的使用。设计人员在建筑设计计划实施的过程中,必须从新颖性和美观性的角度着手,选择符合建筑设计要求的玻璃幕墙,并在确定好玻璃幕墙的型号规格后,按照建筑设计以及功能的要求,开展玻璃幕墙的施工,才能在充分体现建筑设计整体美观性的基础上,发挥出玻璃幕墙在建筑设计中的积极作用。
        2.2确定好玻璃幕墙分隔尺寸。为了发挥出玻璃幕墙增强室内功能与视觉效果的作用,设计人员在建筑设计中应用玻璃幕墙时,应该先确定玻璃幕墙的分割尺寸,然后按照玻璃幕墙立面分隔与空间组合的要求,运用多样化的设计方案开展建筑设计工作。在玻璃幕墙分隔尺寸确定后,设计人员应该根据门窗位置、面板压力、视觉效果等各方面要求,设置玻璃幕墙,才能在促进建筑设计水平有效提升的同时,满足人们对居住环境提出的要求。
        2.3避免产生光污染问题。对于高层镀膜玻璃幕墙来说,常常会产生明显的炫光,加大了光污染问题出现的概率,会对车辆行驶安全性、人们的正常生活等造成不利影响。针对这种情况,需要建筑设计人员在玻璃幕墙应用中对光污染问题的危害性进行深入思考,将切实有效的设计工作落实到位,并对相应设计方案的形成过程加以控制,促使玻璃幕墙在现代建筑实践中可得到科学应用。
        2.4充分考虑龙骨和玻璃颜色。对于玻璃幕墙的龙骨材料来说,主要包含了铝合金以及钢材等,玻璃幕墙中的龙骨主要是采用了铝合金。在完成建筑设计工作的过程中,需要根据其设计要求及玻璃幕墙龙骨材料自身的特性,考虑这方面的颜色,为建筑装饰设计效果增强提供保障。同时,通过对玻璃幕墙龙骨及玻璃颜色的充分考虑,也能使建筑建筑设计工作开展更具合理性,且能使其在长期实践中的潜在应用价值不断提升,最终达到现代建筑设计水平提升、功能完善及玻璃幕墙应用效果增强的目的。


        3玻璃幕墙设计的优化对策
        3.1秉承设计原则,优化设计方案。要结合玻璃幕墙的设计原则优化设计方案,遵循玻璃幕墙设计规范,选择优质安全的玻璃幕墙材料,设定合理的设计参数。方案设计完成后要进行审查,结合建筑主体设计方案进行对比,看两者是否有机融合,保证玻璃幕墙设计方案具有可操作性。
        3.2重视玻璃幕墙的设计,提升设计人员专业水平。在设计招投标阶段,尽量选择有过玻璃幕墙设计经验的设计单位,以保证设计的玻璃幕墙符合标准要求。有条件的设计单位可以定期培训玻璃幕墙设计人员,学习先进的设计经验,提升设计人员的专业技术水平。
        4玻璃幕墙设计要点分析
        4.1单元式玻璃幕墙。单元式玻璃幕墙有其特殊的设计要点,如单元构件型材宜设置2个或以上腔体,幕墙组件的插接对接及开启部位,均应按等压腔和雨幕原理进行构造设计,明确排水路径,保证组合后的立柱前腔积水不会排入顶底横梁组件后腔。单元对插部位应有导插构造,防止密封胶条错位带出或损坏,影响整体性能。单元部位之间立柱及顶底横梁均应设置相应的搭接长度,以适应温度及地震作用下的位移协调,插接间隙应大于搭接长度。单元板块之间设置的过桥型材≥150mm,宜按1端铰接,1端可滑动连接设置,并使用硅酮密封胶完整密封。
        4.2点式玻璃幕墙。点式玻璃幕墙不仅在建筑立面大量应用,而且在屋面采光顶及雨棚等部位也有广泛应用。其面板与支承结构的驳接可采用钻孔式或无孔式,此连接部位常在面板强度薄弱处,因而应可靠密封,更应严格计算校核局部承压强度的安全性。对不同类型的支承结构,应有不同的分析方法。如钢管桁架可采用线性计算,对结构体系整体稳定、构件强度和稳定、连接强度和挠度进行验算;索杆桁架和索网体系应采用非线性分析计算,并按零状态、初始状态和工作状态进行阶段设计,叠加温度作用影响时,应在其他荷载组合平衡状态下附加作用效应。建筑主体结构的边界条件对支承体系有较大影响,对于各连接构造及负荷的可行性,建筑主体设计均应与幕墙设计统一协调,保证体系完整可行。
        4.3构件式玻璃幕墙。在设计此类型幕墙系统时,应注意不同主体结构体系的适应性,主体结构弹性层间位移角限值应由主体设计单位提前提供,供幕墙设计参考,对平面内变形性能进行校验复核。对于大跨度幕墙体系构造,尤其在转角位置,其变形适应性及侧向稳定性都较薄弱,应着重保证其安全性。同时,转角部位立柱弱轴方向的刚度和强度也应根据荷载的不利组合进行验算,并保证玻璃入槽及间隙尺寸的适应性。对于外围护结构中极为重要的防火构造,应按最新防火规范进行设计,面板材料和背板填充材料应为不燃或难燃材料,其防火体系应完整,幕墙层间封堵不能替代不燃烧实体墙,并明确是否设置消防喷淋措施,以此设置相应的防火构造高度。建筑幕墙与各层楼板、防火分隔、实体墙面洞口边缘的间隙等均应设置防火封堵,其构造在耐火时限内不应发生开裂或脱落。
        结语
        在玻璃幕墙的支持下,可提高建筑设计质量及效率,丰富其设计方面的实践经验,高效地完成相应的设计工作,且能满足与时俱进的发展要求。因此,未来在提升建筑设计水平、优化其设计方式的过程中,应充分考虑玻璃幕墙在其设计中的应用,使得建筑设计更加合理、科学,为建筑领域的更好发展打下基础。长此以往,有利于拓宽建筑设计思路,增加其设计中的技术优势,且能实现对玻璃幕墙的高效利用。
        参考文献:
        [1]付海军.建筑施工玻璃幕墙施工技术探讨[J].山西建筑,2019,35:128-129.
        [2]唐勇.建筑幕墙设计中存在的问题及对策[J].中国新技术新产品,2019,2:43-44.
        [3]张焱.建筑工程玻璃幕墙施工技术要点分析[J].科技创新与应用,2019,7:204.
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