浅析玻璃幕墙设计与施工中应注意的问题
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【摘 要】玻璃幕墙是将玻璃装饰于建筑物外表的外墙构造形式。从某种角度上理解，它是建筑物外窗的无限扩大，以致将建筑物的外表，全部用玻璃包上，由单纯的采光、保温、防风雨等功能变为多功能的装饰品。用玻璃作高层建筑幕墙，不仅增加了建筑物的美观，减轻建筑物的自身重量，而且还缩短建设工期，提高经济效益，同时也是雄厚经济实力的象征。
玻璃幕墙是近代科学技术发展的产物，是现代主义高层建筑时代的显著特征。传统幕墙的结构设计要求能满足抵抗外界的风荷载、自重和由地震或温度变化引发的偶然荷载等。进入21世纪，装饰华丽、造价高昂的城市高层公共建筑往往会成为袭击的对象。因此在现代大型、重要高层建筑设计时，建筑物的抗爆炸性能也逐渐被列为设计要求之一，即建筑物要能够抵抗一定程度的爆炸破坏影响，从而避免建筑物内的人员受到可能的伤害。本文仅就玻璃幕墙设计与施工中应注意的问题做简单探讨。
1、防火设计与施工
目前，玻璃幕墙作为特殊的装饰性围护结构来代替墙壁，在建筑中得到了广泛的应用，它将建筑美学、建筑功能、建筑结构等因素有机地结合起来，不仅使建筑物在不同角度呈现出不同的色调，随着周围环境的变化给人们以动态的美，而且大大地减轻了建筑物的自重，但同时也给防火带来了新问题，因此，要重视玻璃幕墙的防火设计。
（1）关于防火分隔。大面积的玻璃幕墙大多跨越数个楼层甚至几十层楼，在幕墙与楼板、幕墙与防火墙之间一般留下5-10cm的空隙，这个空隙不论从防水还是从使用的角度出发，均应采取适当的措施，特别是防火方面应当用非然材料严密堵实。竖抽分隔是玻璃幕墙建筑防火的关键。有窗间墙、窗槛墙的玻璃幕墙，其窗间墙、窗槛墙的填充材料应采用非燃烧材料，其墙内填充材料可采用难燃材料；无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙，应在每层楼板外沿设置不低于80cm高的实体裙墙或在玻璃幕墙内侧每层设自动喷水保护，既可隔火降温，也可扑灭初起火灾，其喷头间距不宜大于2m，喷头动作温度不应大于700摄氏度；玻璃幕墙每层楼板、隔墙处的缝隙，必须用非燃烧材料严密填实。
（2）通道口防护挑檐的设计。幕墙材料应尽可能利用一些不燃材料或难燃材料。目前幕墙所使用的材料仍有部分是易燃材料，如双面胶条、泡沫棒，还有如玻璃、铝合金型材等的耐高温性能也不理想。因此有必要在人员最为集中的疏散通道口等部位上方设置防护挑檐。此防护挑檐在设计时，应注意以下事项：①幕墙结构设计人员应充分理解规范的本质要求，在建筑立面美观与安全防护方面应做到两者兼顾，绝不能单纯为了建筑立面的美观而盲目减少挑檐宽度。特别要注意的是此挑檐宽度宜从建筑幕墙的最外面起算，对与幕墙整体外挑门洞内凹的结构，应从幕墙外表面起算。当条件允许时，建议挑檐宽度宜适当加大，同时要考虑增大面积后的自身荷载。②因为通道口处为火灾时人员的密集之处，在结构计算时必须考虑充足的安全系数，即不仅应考虑到正负风压、结构自重、雨雪及积尘荷载，还必须充分考虑到上部物体坠落到挑檐时对挑檐产生的冲击荷载；同时，在选取板材时，应充分考虑到在上部冲击荷载作用下，板块可能产生破裂但不允许板块掉落。因此，建议优先选取双钢化夹胶玻璃。③选取合适的结构形式：在同样分格大小、厚度及荷载的情况下，玻璃板块的最大应力随板块的支承模式的不同而各异，作为设计人员，应综合考虑安全、经济与美观三方面的因素，力求三者兼顾。
（3）关于水喷淋保护系统。在玻璃幕墙建筑防火设计中，有两个问题需要解决：一是对扑救工作的要求必须合理；二是烟和热不能过分地威胁用户，采用自动水喷淋系统可以解决此问题。水喷淋系统的降温作用可以为铝合金骨架保持结构的稳定性，提供必要的保护措施。更重要的是它可以防止楼层之间火灾相互蔓延，起到降温灭火和防火隔墙的作用，从而防止火情扩大。
2、节能设计与施工
建筑节能是贯彻可持续发展战略的一个重要方面，是执行节约能源、保护环境基本国策和《中华人民共和国节约能源法》的必要组成部分。应该针对不同地域采取不同的措施，处理好建筑的节能问题。
合理选择幕墙玻璃材料，降低建筑能耗。对于玻璃幕墙来说，由于玻璃的面积占据立面的大部分，可以参与热交换的面积较大，能耗也大，决定了玻璃材料是其节能的关键。不同的玻璃具有不同的性能，一种玻璃不能适用于所有气候区域和建筑朝向。为阻挡太阳热辐射，必须对玻璃进行一定的处理。
玻璃幕墙的节能，一方面是减少其使用面积，特别是东、西墙面的使用面积，这主要在建筑设计时确定。在建筑设计中，将需要采光、通风和设置玻璃幕墙的墙面安排在南、北面；另一方面是遮阳，遮阳对玻璃幕墙节能是很有效的，可以使室内长期处于阴凉的地方，从而实现最大限度的降温。
在设计遮阳构造时要结合幕墙建筑的整体艺术效果、材料与颜色进行考虑，而且形式要简单、美观，便于清洗、安装。不同形式的遮阳板有时会影响建筑的立面造型，但如果处理得好，会使建筑更加协调。
总之，在设计玻璃幕墙建筑时，应科学合理地规划、设计和施工，避免玻璃幕墙带来的弊病。同时，不能将玻璃幕墙建筑物安排得过于集中，不要面向居民楼设置玻璃幕墙，限制在并列的和相对的建筑物上采用全部玻璃幕墙。设计落地幕墙时可采用在墙脚布置绿化遮挡热量，也可改用反射率低的铝板、石板等。
随着光电幕墙和生态幕墙越来越多的应用到各个高层智能建筑上，智能玻璃幕墙系统的概念已经逐渐深入人心，智能建筑是一个包括建筑结构、空调、环境监测和智能控制的综合体，将计算机技术、控制技术、通讯技术和图形显示技术应用于建筑物之中，它包含了幕墙结构系统，通风空调系统、阳光调节系统、环境监测系统和计算机控制系统，通过这些系统的协调工作，包括信息采集和反馈、指令传动和控制、运行状态的监控、电力系统的配置，乃至楼宇自动化的应用等多方面因素的结合，由计算机网络系统对建筑物进行管理、调节，从而使建筑“智能化”。
需要注意的是，大多数的玻璃幕墙都采用铝合金骨架，而冶炼铝所消耗的电能很高，同时玻璃幕墙所用镀铜、镀铬、镀镍玻璃和镜面玻璃，所消耗的能源也相当高。此外，玻璃幕墙散热快，保温性能差，也不适合北方寒区使用。特别是我国电能缺乏，不宜大量提倡使用。我们应从整体环境进行科学合理的规划、设计和施工，针对具体的建筑功能等因素，努力克服玻璃幕墙带来的弊病，使玻璃幕墙建筑得以持续健康地发展，以营造出优美的城市建筑环境。
参考文献
[1]JGJ 102-2003,玻璃幕墙工程技术规范[S].
[2]GB 50045-95,高层民用建筑设计防火规范[S].