从亚运综合体育馆看玻璃幕墙设计
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摘要：玻璃幕墙作为艺术与技术结合的先进产物，具备通透、高技等显著特点。本文以广州亚运综合体育馆为研究对象，简要剖析了玻璃幕墙的二次钢结构、节点构造、材料性能、节能参数等四个方面设计要素。
关键字： 玻璃 结构构造节能
Abstract：Glass curtain wall contains art and technology , with transparent, high-tech and other notable features. In this paper, it takes the Guangzhou Asian Games Stadium for the study, and analysisfour aspects of glass walls designing elements——the secondary steel structure, Building construction, material properties, energy saving
Key words：GlassStructureConstructionEnergy saving
中图分类号： TE08 文献标识码： A
前言
第一届世博会的水晶宫开始，玻璃在建筑上的应用开启了属于自己的篇章。从起初的人人侧目，到现今的广泛应用，玻璃幕墙日新月异的发展，使得它将成为建筑外皮设计尤其是公共建筑立面效果的重点。可以毫不夸张地说，平行于混凝土、砌体、建筑钢材，玻璃对于建筑的介入，将建筑设计引入了新的领域。
通透、 高技、节能，是玻璃幕墙带来的对传统建筑的直接冲击。尤其是应用于大跨度钢结构建筑，玻璃幕墙的存在更加凸显了建筑师对广阔空间的无限追逐，建筑由先前的朴实紧凑迈向了绚丽开阔，它是建筑技术和艺术结合的先进产物。
就2010年广州亚运会主场馆——亚运综合体育馆而言，它的玻璃幕墙设计涵盖了幕墙二次钢结构、节点构造、材料性能、节能参数等相同于主体建筑设计的全方位要素。简单概括，从大至小，从原理到构造,玻璃幕墙的设计思路也和主体建筑一样——麻雀虽小,五脏俱全。
亚运综合体育馆项目玻璃幕墙形式多样，不仅涉及多种玻璃材料，更包含多种不同的幕墙结构体系，因此关注的设计要点相当繁杂，接下来我们就幕墙设计的几个要素亚运综合体育馆的幕墙设计进行简单的剖析。
幕墙二次结构体系是幕墙效果的有力支撑
简而言之，如何将幕墙受到的水平外力和自重传递于主体结构，这种力学传递原理直接从根本上影响着幕墙的立面造型效果。
横向明框拉索式玻璃幕墙是通过横向工字钢将水平风荷载传递给主体钢结构柱，自重则通过明框传递与拉索，进而传递给屋面钢结构承担。由于拉索无法受压，且玻璃自重较大，故悬挂于上部主体钢结构，保证拉索构件承受拉力。整个幕墙体系，每种构件各司其职，各展所长，充分发挥材料的特有属性。
亚运综合体育馆中的历史馆玻璃幕墙设计则结合网状钢结构的特殊形式，选择点式接驳爪幕墙，通过三角形玻璃适应小半径曲面外观要求。幕墙的自重和风荷载受力，都通过焊接与主体钢结构交叉点的接驳爪直接传向结构主体。
玻璃幕墙的节点构造设计是玻璃幕墙设计的重点
玻璃幕墙的节点构造设计不仅涉及二次结构受力传递的实现，更直接影响幕墙工艺的精致度，从而达到提高整体幕墙完成效果的终极目标。
亚运综合体育馆拉索幕墙的构造亮点在于，将拉索藏于玻璃之间，使其在幕墙立面效果中直接隐藏于玻璃分隔的玻璃胶内。减少了拉索对立面效果的干扰，使得幕墙更为通透和明亮。而实现这一构造效果的关键在于控制好拉索线位于幕墙面的重合关系。对于高低起伏，曲直结合的玻璃幕墙造型来说，这不仅牵涉本身幕墙的定位，也对玻璃加工本身提出了考验。
人型水平支撑是水平力传递重点构件，它分为人型幕墙固定端和支座钢结构固定端。但是由于主体钢结构圆柱上下收分的形体，玻璃与结构柱完成面的间距随高度不同不断变化，为减少生产加工的模具成本，两固定端之间增加可变杆件以适应不断变化的距离。同时由于水平支撑受力特点，在造型上可以将其处理得更为轻巧、纤细，在满足结构受力的基础上提高美观效果。
横向水平工字钢梁是承载玻璃自重的核心构件，同时也是将水平风荷载传递到人型支撑的主要元素。设计中加入铝合金造型包裹，不仅起到手边收口的功能效果，也大大美化这一主力结构受力构件。
历史馆点式幕墙的构造设计在于利用钢结构交叉交点，作为幕墙接驳爪的引伸处，使得钢结构形式和幕墙形式更加相辅相成。同时由于不锈钢接驳爪的外露效果和曲面的适应性缘故，接驳爪设计为多向可变连接，且十分注重与钢构交接的节点造型设计。
材料的性质是指导设计的重要内因
材料的加工工艺和性质在很大程度上决定了幕墙的外观效果。
亚运综合体育馆幕墙采用50%透光率玻璃，玻璃元片选用高透白玻，尽可能避免了普通玻璃元片的本体绿色，使得室外景观更为真实地透过幕墙展现于内部观众。由于玻璃幕墙向地面倾斜，同样为了不使玻璃反光将地面纹理干扰投影上来幕墙光泽效果。玻璃在反光率上也予以严格控制。主要参数控制在10%-11%之间。
根据玻璃所处部位和形式的不同，玻璃的材料厚度各有差异。垂直形式的幕墙采用中空low-E玻璃。向下倾斜幕墙出于安全因素考虑使用中空夹胶三层玻璃，夹胶层向下。另外根据幕墙造型，涉及单曲、双曲面玻璃，受限于钢化加工工艺，双曲面玻璃采用四层双夹胶中空Low-E玻璃。严格来讲，四层玻璃相对三层玻璃自带本体绿更浓，无法避免微弱色差，因此不同厚度材料交接位的选择也颇为讲究。
节能是幕墙设计的重点要素
亚运综合体育馆的玻璃幕墙面积较大，部位较分散。大面积玻璃幕墙对建筑能耗提出相当严格的要求，不仅需要借助中空low-E的材料技术，场馆幕墙东西向能耗最大的区域也增加了不同疏密的白色彩釉，提高幕墙的遮阳能力。彩釉玻璃涉及100%、75%、50%三种规格，同时结合外观要求进行随机拼接形式处理。在通过节能设计的前提下达到美化效果。
从亚运综合体育馆的玻璃幕墙设计中，我们不难体会到幕墙设计是一个从体系到节点、从宏观到微观、相辅相成、互相牵引的综合性过程。其中不仅涉及到建筑结构，更关联到生产和加工工艺。它是艺术与技术高度结合的综合性产物。
放眼当下，玻璃幕墙发展迅猛，许多建筑效果亮点都取决于它。对于玻璃幕墙的设计我们不仅要追本溯源究其原理，更要大胆创新敢于应用，使我们的建筑走在设计的前列。同样也只有满足艺术和技术并驾齐驱，我们的建筑才更具生命力和持久力。