建筑設(shè)計中玻璃幕墻的運用

唐 峰

(河北輝耀玻璃有限公司，河北 滄州 062655)

在建筑設(shè)計中，對玻璃幕墻的運用方面加強研究，可以為有關(guān)設(shè)計工作的順利開展提供保證，并可以豐富建筑設(shè)計內(nèi)容，提高設(shè)計方案的應(yīng)用價值。而在對玻璃幕墻在建筑設(shè)計中的運用進行研究時，需要將有關(guān)設(shè)計工作落實到位，為建筑建設(shè)整體提供支撐，避免由于設(shè)計不當(dāng)而影響到建筑建設(shè)進度。并基于此合理擴大玻璃幕墻的應(yīng)用范圍，進一步優(yōu)化建筑設(shè)計成效。

1 建筑設(shè)計中玻璃幕墻的運用優(yōu)勢及缺陷

1.1 建筑設(shè)計中玻璃幕墻的運用優(yōu)勢

玻璃幕墻運用于建筑設(shè)計中，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三方面。

第一，有助于控制建筑采光度。建筑采光度對住戶整體居住滿意度起到?jīng)Q定性影響。在民用房屋設(shè)計當(dāng)中，玻璃幕墻的使用能夠很好地控制建筑整體視覺感，從而讓陰暗部分轉(zhuǎn)變?yōu)槊髁恋募纫暩?，讓刺眼的陽光轉(zhuǎn)變成柔和的光線，最終提高建筑的整體活力與住戶的舒適度。而在商業(yè)性建筑設(shè)計中運用玻璃幕墻，也可以改善建筑給人帶來的整體感受，讓人感覺更加舒適明亮。所以，建筑設(shè)計中采用玻璃幕墻可以大幅度提高建筑的通透感。因此，不論是民用建筑或是商用建筑，建筑設(shè)計師都需要注意合理運用玻璃幕墻，要合理選擇玻璃幕墻類型。對建筑而言，陰陽面的觀感具有較大差別。陰面光照普遍不足，而陽面則具有相對刺眼的光線。在進行建筑設(shè)計時，上述問題都能夠通過合理選擇玻璃的類型來進行調(diào)整與控制。針對建筑陰面，透明的玻璃更為適合，可以保證較好的采光效果；而針對建筑陽面，則更應(yīng)選擇茶色玻璃，可以保證具有緩和的視覺效果。當(dāng)前的科技越來越發(fā)達，出現(xiàn)了一些科技含量較高的玻璃，例如變色玻璃，這類玻璃在不管是陰面還是陽面都適用，這類玻璃可以根據(jù)光照輻射強度自動改變顏色，因此在玻璃幕墻上的運用相對廣泛。

第二，可以達到建筑的通風(fēng)要求。建筑通風(fēng)性也會對其整體環(huán)境帶來極大影響。假如缺少良好的通風(fēng)條件，建筑會給人一種通透性很差的感覺，容易影響居住舒適度。特別是在環(huán)境相對悶熱的情況下，良好的通風(fēng)設(shè)計可以增加涼爽感，明顯提升人的感觀與視覺上的舒適感。為了進一步保障玻璃幕墻具有良好的通風(fēng)性，建筑設(shè)計師可以考慮將玻璃幕墻設(shè)計成開閉式。開閉式玻璃幕墻在陰雨天環(huán)境下，可以及時關(guān)閉，形成密閉空間；而在晴天可以及時打開，實現(xiàn)良好通風(fēng)，保證室內(nèi)空氣的清新與流通。尤其是進行商業(yè)建筑設(shè)計時，采用開閉式玻璃幕墻可以為人們打造一種更為開放的空間，營造明亮的露天活動區(qū)域，便于舉行有關(guān)活動。

第三，視野更加廣闊，轉(zhuǎn)變了建筑觀感。商業(yè)建筑與民用建筑都希望有廣闊的視野，這是其普遍追求的一種視覺感。在進行建筑設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)合理結(jié)合玻璃幕墻的通透性特征，以此有效拓展建筑空間的視野。而在民用建筑中合理采用了玻璃幕墻，如小戶型，通過運用大面積的玻璃幕墻也可以有效擴大視野的寬闊度，不會讓人感到拘謹和擁擠，進而提高住戶的寬闊感。商用建筑設(shè)計中，運用玻璃幕墻可以令建筑物更具大氣感與通透感，適當(dāng)運用彩色玻璃可以增強建筑物的整體設(shè)計感，讓建筑物更具格調(diào)，達到人們的審美需求。

1.2 建筑設(shè)計中玻璃幕墻的不足

玻璃幕墻的運用很好地滿足了人們對于現(xiàn)代建筑的審美追求，為建筑設(shè)計注入了活力。但是建筑設(shè)計中運用玻璃幕墻也存在一些不足之處，也主要有三方面體現(xiàn)。

第一，玻璃幕墻容易使光污染增加。建筑設(shè)計中運用的玻璃幕墻，其所采用的鍍膜玻璃與涂膜玻璃等材料在光照的作用下，會在玻璃表面形成反射眩光現(xiàn)象，也就是光污染。光污染不僅對室外光環(huán)境具有負面影響，同時也對車輛交通安全與人們視力帶來不良影響。

第二，玻璃幕墻具有一定安全隱患。玻璃是一種脆性材料，當(dāng)受到外力時就會破碎，骨架結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場安裝質(zhì)量等都是影響玻璃幕墻耐受性的影響因素。尤其是一些地區(qū)有較多臺風(fēng)，玻璃幕墻就更加容易出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，因此安全問題更加顯著。

第三，玻璃幕墻后期維護較難。玻璃幕墻具有較高透明度，因此后期運用當(dāng)中如果出現(xiàn)損壞或積灰現(xiàn)象，這都容易影響到建筑整體的外在美觀與設(shè)計感。所以，建筑設(shè)計中運用玻璃幕墻必須考慮到后期維護事項。玻璃幕墻的后期清潔維護方式主要有兩種，分別是機械作業(yè)和人工作業(yè)。盡管機械作業(yè)效率高，不容易被外界因素所干擾，但是不能完全清潔，同時還受位置限制導(dǎo)致無法使用；人工作業(yè)方式清潔效果較好，但是效率不高，容易受外界因素影響，并且存在一定的安全隱患。

2 建筑玻璃幕墻設(shè)計要點分析

2.1 玻璃幕墻防火設(shè)計

在玻璃幕墻受到火燒或受熱時，容易出現(xiàn)大面積的破碎事故，使火勢快速蔓延，形成火災(zāi)危及人身財產(chǎn)安全，造成“引火風(fēng)道”。因為玻璃的耐火性能不強，如果出現(xiàn)火災(zāi)，火勢快速蔓延并隨外墻上卷延燒，不僅撲救難度高，且危害性大，因此需要重視幕墻防火設(shè)計。幕墻與玻璃面位置在主體結(jié)構(gòu)樓層梁處的水平防火封堵層需要盡可能貼近，封堵也需要超過幕墻橫梁背部，確保橫梁上的防火巖棉隔離標準不低于10cm，樓層間的防煙帶采用10cm的巖棉和0.15cm的鍍鋅鋼板，并利用鍍鋅鋼板起到支撐作用，結(jié)合規(guī)范耐火極限等級，構(gòu)建防火分區(qū)，設(shè)計獨立的防火玻璃。

2.2 玻璃幕墻防水設(shè)計

在進行玻璃幕墻設(shè)計工作中，設(shè)計者需要深入分析滲漏問題出現(xiàn)的前提條件，在了解有關(guān)細節(jié)之后，實施相應(yīng)的改進措施，來增強建筑玻璃幕墻設(shè)計的有效性。設(shè)計者在開展建筑玻璃幕墻設(shè)計工作中，應(yīng)遵守下面三項原則：第一，玻璃幕墻設(shè)計時，需要重視幕墻防水裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過等壓原理在幕墻鋁型材質(zhì)上設(shè)計等壓腔和特別壓力引入孔，以此保證幕墻內(nèi)外部壓力平衡，并借助壓力差把幕墻中的積水轉(zhuǎn)移，這種防水設(shè)計有助于提高建筑玻璃幕墻防水效果；第二，在設(shè)計建筑玻璃幕墻時，設(shè)計者應(yīng)采取在鋁型材料向室外方向設(shè)置泄水孔方式，當(dāng)幕墻中雨水累積到一定量，及時從幕墻內(nèi)排除雨水。這也是目前建筑玻璃幕墻相對常用的一種防水設(shè)計方式；第三，設(shè)計者在設(shè)計幕墻防水體系中，通過在對玻璃幕墻上設(shè)計雨水收集管道與排水槽方式，收集進入幕墻內(nèi)的雨水，之后通過排水槽排出，以此增強建筑幕墻防水設(shè)計成效。

2.3 玻璃幕墻的抗風(fēng)壓設(shè)計

建筑玻璃幕墻設(shè)計中，還應(yīng)做好抗風(fēng)設(shè)計，保證在經(jīng)受住風(fēng)壓的情況下也可以保持較好的性能。對此，具體設(shè)計過程中需要采用專業(yè)設(shè)計軟件，根據(jù)實際情況構(gòu)建相應(yīng)的模型，科學(xué)、合理的設(shè)計幕墻所采用的抗風(fēng)壓變形系統(tǒng)，同時對影響玻璃幕墻的外壁環(huán)境進行分析，以此確保玻璃幕墻設(shè)計強度符合標準，有效提高玻璃幕墻的穩(wěn)固性和安全性。

2.4 玻璃幕墻抗震設(shè)計

地震容易使玻璃幕墻遭到破壞，所以必須正確認識玻璃幕墻的抗變形性能與抗變位性能，以此避免因地震而出現(xiàn)玻璃幕墻損壞情況。一方面，在建筑設(shè)計中需要對玻璃幕墻各分體連接部分加以合理計算。比如連接件與豎龍骨連接位置應(yīng)預(yù)留足夠的活動余量，提高玻璃幕墻抗震性能；另一方面，需要整個玻璃幕墻可以實現(xiàn)三維調(diào)整，強化幕墻當(dāng)面對地震情況的彈性，吸收主體結(jié)構(gòu)的變位，保證玻璃幕墻安全性，同時有效發(fā)揮其性能。

2.5 玻璃幕墻防雷設(shè)計

建筑玻璃幕墻因為采用了許多的金屬材料，雷雨天氣下容易形成靜電感應(yīng)電壓，從而危害到人與各種電氣設(shè)備，所以建筑設(shè)計中需要注意防雷設(shè)計。一般來說，建筑防雷分為防頂擊雷與防側(cè)擊雷。前者是在設(shè)置避雷針與接閃器等頂部避雷基礎(chǔ)上，通過下引線接地。幕墻更多的是防側(cè)擊雷，結(jié)合避雷各個等級，防側(cè)擊雷應(yīng)該考慮的高度主要分為一級30m、二級45m、三級60m。幕墻防雷設(shè)置也需要按照防雷等級與滾球原理進行判斷，例如針對二級防雷，要求設(shè)置超出45m立面形成防雷區(qū)格，區(qū)格小于10m×10m或者12m×8m。防雷區(qū)格10m×10m也就是高度方面，小于10m需要設(shè)置一道水平均壓環(huán)，往往通過直徑大于10mm圓鋼或者40×40mm扁鋼，水平向上，小于10m間距需要連通立柱，可以通過連接橫截面積大于25mm2的編織銅導(dǎo)線。并且均壓環(huán)和連通立柱也需要連接。在形成避雷區(qū)格之后，需要連接主體結(jié)構(gòu)預(yù)留的避雷勢點，往往是采取焊接連接方式，搭接長度大于100mm。為想達到這種效果，第一要保證建筑防雷類型與避雷網(wǎng)絡(luò)連接點相同；第二建筑玻璃幕墻需要構(gòu)建從上到下的防雷體系，并保證連接到主體結(jié)構(gòu)的防雷系統(tǒng)；第三建筑玻璃幕墻防雷設(shè)計中，幕墻電阻需要控制在5Ω之內(nèi)，一、二類防雷建筑物所有引下線接地電阻小于或等于10Ω，三類建筑物需要小于或等于30Ω。

2.6 玻璃幕墻遮陽設(shè)計

高層建筑采光性極好，可以為人們營造一個良好的生活環(huán)境。然而遮陽也是人們非常關(guān)注的內(nèi)容之一。一般而言，玻璃幕墻通常有兩種，一種是采用遮陽系數(shù)不高的玻璃，玻璃幕墻整體而言更為整潔，可以實現(xiàn)改善幕墻在建筑設(shè)計中應(yīng)用的整體效果。然而在運用中是存在一定不足之處的，假如玻璃通透性較差，將在一定程度上影響到采光性。另一種是采用遮陽裝置。在玻璃幕墻外側(cè)安裝遮陽裝置，一般是安裝遮陽造型與遮陽百葉等。當(dāng)前，大多高層建筑工程采用的是電動方式控制的遮陽裝置，根據(jù)光照與季節(jié)的不同進行調(diào)節(jié)，通過設(shè)定程序與人工方式實現(xiàn)控制。對外立面總體效果而言，靈活設(shè)計電動遮陽裝置，通過這種先進的功能性設(shè)計方式，有效優(yōu)化高層建筑工程外觀效果。

3 建筑設(shè)計中玻璃幕墻應(yīng)用的注意事項

3.1 注意合理應(yīng)用玻璃幕墻

設(shè)計人員在建筑設(shè)計方案實施當(dāng)中，需要在新穎性與美觀性方面下功夫，靈活選用與建筑設(shè)計要求相符的玻璃幕墻，同時在明確玻璃幕墻的型號規(guī)格之后，依照建筑設(shè)計與功能要求進行玻璃幕墻的施工，從而在充分體現(xiàn)建筑設(shè)計總體美觀性的同時，有效發(fā)揮建筑設(shè)計中玻璃幕墻的積極作用。

3.2 準確把握玻璃幕墻分割尺寸

為有效發(fā)揮玻璃幕墻在室內(nèi)設(shè)計中的功能和視覺效果的作用，在建筑設(shè)計中運用玻璃幕墻時，設(shè)計者就應(yīng)明確玻璃幕墻的分割尺寸，之后依照玻璃幕墻立面分割和空間組合要求，采用多樣化的設(shè)計方案進行建筑設(shè)計工作。在確定了玻璃幕墻分割尺寸之后，設(shè)計者綜合門窗位置、面板壓力以及視覺效果等各項要求設(shè)計玻璃幕墻，有效提升建筑設(shè)計水平，同時達到人們對于居住環(huán)境所提要求。

3.3 其他方面的注意事項

第一，注意節(jié)能保溫。低碳經(jīng)濟環(huán)境下，建筑是否具有良好的保溫效果，關(guān)乎到建筑設(shè)計效果和設(shè)計方案的運用價值。所以，設(shè)計者在實際設(shè)計中應(yīng)該從建筑外墻的窗墻和體型系數(shù)等方面出發(fā)，根據(jù)行業(yè)技術(shù)標準要求合理應(yīng)用玻璃幕墻，為建筑設(shè)計中運用節(jié)能保溫改善方面提供一定的支持，達到其科學(xué)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的要求。

第二，全面考慮龍骨與玻璃顏色。對玻璃幕墻所使用的龍骨材料而言，主要有鋁合金與鋼材等。在進行建筑設(shè)計工作時，設(shè)計者應(yīng)該結(jié)合建筑設(shè)計要求與玻璃幕墻中龍骨材料本身所具有的特性以及玻璃的顏色進行設(shè)計，為提高建筑裝飾設(shè)計效果提供保證，并同時促使建筑設(shè)計工作更為合理的推進，有效提高玻璃幕墻在建筑設(shè)計中的潛在應(yīng)用價值。最終實現(xiàn)提高現(xiàn)代建筑設(shè)計水平，優(yōu)化建筑設(shè)計效果，增強玻璃幕墻的應(yīng)用效果。

4 結(jié) 語

綜上所述，玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑設(shè)計中一種相對常用的要素，其具有通透性與放射性等優(yōu)勢，不僅能夠減輕建筑承重，還能提高建筑整體美觀性和采光性，還可以節(jié)約并提升能源的利用率。近些年，人們的環(huán)保意識不斷增強，建筑行業(yè)中加強這種環(huán)保節(jié)能材料的運用將成為必然趨勢。相信在今后的建筑行業(yè)中，玻璃幕墻的應(yīng)用范圍將進一步擴大，推動我國建筑行業(yè)邁上新臺階。