淺談單元式玻璃幕墻的設計與安裝

趙 娜

沈陽黎東幕墻裝飾有限公司

淺談單元式玻璃幕墻的設計與安裝

趙 娜

沈陽黎東幕墻裝飾有限公司

隨著我國建筑幕墻的發(fā)展，各種先進的幕墻設計在工程中也得到廣泛應用。玻璃幕墻是表現(xiàn)建筑特征和藝術美感的重要載體，在建筑幕墻設計中有著舉足輕重的地位。單元式玻璃幕墻是建筑玻璃幕墻的發(fā)展趨勢,給建筑外立面帶來不一樣的視覺效果，在滿足建筑外立面效果的基礎上進一步考慮單元式玻璃幕墻的設計與安裝。

單元式；玻璃幕墻；設計；安裝

1 前言

在建筑技術快速發(fā)展的時代,玻璃幕墻逐漸成為建筑幕墻中的一個亮點。玻璃幕墻給人一種輕巧、美觀、現(xiàn)代、簡約的感覺。在我國城市的高層建筑和超高層建筑中，越來越多的建筑物開始采用單元式幕墻。單元式玻璃幕墻的應用，提高了我國建筑玻璃幕墻設計水平和安裝效率等。

2 單元式玻璃幕墻的定義

單元式玻璃幕墻是豎框、橫梁、面板在工廠加工組裝成幕墻單元，再將幕墻單元運輸?shù)浆F(xiàn)場，以幕墻單元的形式在現(xiàn)場完成安裝施工的框支承玻璃幕墻。

3 單元式玻璃幕墻的特點

單元式玻璃幕墻根據(jù)主體結(jié)構的框架特點可分為：單元式隱框玻璃幕墻、單元式明框玻璃幕墻、單元式半隱框玻璃幕墻。單元式玻璃幕墻主要有以下幾個特點：

（1）單元式玻璃幕墻的單元板塊全部在工廠內(nèi)加工，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)化，降低人工費，組裝精度高。玻璃幕墻投入生產(chǎn)、準備工作都在工廠內(nèi)完成，可以縮短幕墻工程的施工周期，提高經(jīng)濟效益。

（2）單元與單元之間陰陽鑲嵌連接，安裝方便，適應主體結(jié)構位移能力強。

（3）豎框和橫梁之間均為插接，抗震能力強。接縫處使用膠條密封，可與土建主體結(jié)構同步施工，工期容易控制。

（4）單元式玻璃幕墻不適用于主體結(jié)構有剪力墻和窗間墻結(jié)構。

（5）嚴格按照施工組織管理，按照順序進行施工，必須按對插的次序安裝。

4 單元式玻璃幕墻的設計重點

4.1 單元式玻璃幕墻氣密性能設計

單元式玻璃幕墻系統(tǒng)中，單元左、右豎框設計了三道密封膠條。單元上、下橫梁銜接處設計了三道密封膠條。單元式玻璃幕墻的插接面設計三道密封膠條分別為，塵密封膠條、水密封膠條、氣密封膠條。單元式玻璃幕墻豎框、橫梁分別形成了兩個密封腔，滿足單元式玻璃幕墻的氣密性能要求。采用特殊工藝，將密封膠條準確定位，不會因為溫度的變化產(chǎn)生伸縮，保持密封可靠。

4.2 單元式玻璃幕墻水密性能設計

玻璃幕墻單元之間用對插式組合構件時，橫豎縫相交處要采用防滲漏封口措施。隱框單元式玻璃幕墻結(jié)構，玻璃粘結(jié)需要打結(jié)構膠，保證玻璃和玻璃幕墻單元框粘結(jié)牢固。明框單元式玻璃幕墻結(jié)構，在預留間隙中填耐候膠。密封玻璃與單元框之間的縫隙處理，要防止雨水滲漏，對玻璃幕墻結(jié)構系統(tǒng)等進行保護。

4.3 單元式玻璃幕墻抗風壓變形性能設計

單元式玻璃幕墻抗風壓變形性能，需要滿足工程地域設計要求，按照幕墻規(guī)范的最大值進行計算，滿足工程的荷載要求。玻璃幕墻的受力構件要進行合理計算，確保單元式玻璃幕墻的安全。

4.4 單元式玻璃幕墻溫度變形性能設計

氣溫變化引起材料的熱脹冷縮。幕墻安裝以后材料的膨脹或收縮會產(chǎn)生應力使幕墻系統(tǒng)結(jié)構遭到破壞。幕墻之間的縫隙引起雨水滲漏、氣密性不佳。為了避免溫差引起變形，在幕墻構造上設計成彈性連接，確保構件間的安全連接，可以在一定范圍內(nèi)滑動，消除材料變形產(chǎn)生的應力。

4.5 單元式玻璃幕墻抗震性能設計

幕墻抗震性能指在設計所依據(jù)的抗震設防烈度下地震發(fā)生時，幕墻構件不發(fā)生破壞。單元式玻璃幕墻豎向主受力豎框是由左、右豎框采用插接的機械構造組成一體。一個單元板塊的左右兩根豎框共同承擔一個板塊的荷載組合。滿足在地震環(huán)境影響下不同方向變形及位移要求。單元式玻璃幕墻的主受力豎框和水平插接的橫梁要滿足變形、位移要求。當?shù)卣鹱饔脮r，按照規(guī)范取值，玻璃幕墻要滿足抗震要求。

4.6 單元式玻璃幕墻節(jié)能設計

現(xiàn)代建筑的噪聲污染、光源污染、熱量損失對建筑質(zhì)量和環(huán)境有較大危害。玻璃采用LOW-E鍍膜中空玻璃，玻璃幕墻的反射比不大于0.3。密封材料采用三元乙丙膠條，通過膠條把主框和面板分開，有效阻止室內(nèi)外熱量的傳遞，達到節(jié)能要求。通過密封膠條密封，提高單元式玻璃幕墻水密性、氣密性等節(jié)能要求。

4.7 單元式玻璃幕墻保溫性能設計

幕墻熱量散失有輻射、對流、傳導三種方式。熱量通過紅外輻射透過幕墻、通過空氣運動進行傳遞、通過材料本身傳導熱量。采用LOW-E鍍膜中空鋼化玻璃可以降低熱量從室內(nèi)向外輻射，提高幕墻的氣密性能切斷空氣傳播熱量，通過結(jié)構斷熱、中空玻璃、實體墻加保溫等措施降低幕墻材料的熱傳導系數(shù)從而降低材料傳導熱量，確保建筑保溫性能。

4.8 單元式玻璃幕墻環(huán)保設計

單元式玻璃幕墻的玻璃、鋁型材、鋼材等選用環(huán)保材料，不造成環(huán)境污染，可回收利用。采用LOW-E鍍膜中空玻璃具有很好的隔熱、隔聲、保溫作用。玻璃幕墻采用的膠條，耐老化性能強、不吸附灰塵、不造成污染。幕墻清洗劑、油漆、稀釋劑等對空氣和環(huán)境造成污染的材料，嚴格按照管理程序定點存放、運輸、使用，完工后徹底清除。

4.9 單元式玻璃幕墻防腐設計

單元式玻璃幕墻的防腐要多方面綜合考慮。首先，材料的選用。單元式玻璃幕墻的鋁型材要進行噴涂處理。鋼材和鋼制連接件采用熱浸鍍鋅防腐處理，附件為不銹鋼件。不同金屬材料的接觸面加設絕緣墊片，防止不同金屬材料接觸所產(chǎn)生的電化學腐蝕；其次，現(xiàn)場施工的處理。現(xiàn)場的埋件、連接件均涂防銹漆進行防腐處理；最后，工藝質(zhì)量保證。在廠內(nèi)做好鋼件的工藝孔等加工，進行熱浸鍍鋅處理，鍍鋅層厚度滿足國家設計標準要求。

4.10單元式玻璃幕墻玻璃防炸裂設計玻璃的炸裂有多方面原因。外部條件造成炸裂包括設計因素、太陽輻射、外加荷載。玻璃自身造成炸裂包括力學性能、熱物理性能、缺陷大小與分布。采用鋼化玻璃，玻璃的強度高、吸熱率較低、耐溫變能力強，所以鋼化玻璃不會產(chǎn)生熱炸裂。其次，玻璃板面尺寸越大，增加炸裂幾率，要對大尺寸板塊玻璃進行計算。玻璃接觸面材料選用柔性材料，滿足幕墻變位要求，避免因結(jié)構變形而產(chǎn)生玻璃炸裂。最后，嚴格控制玻璃的質(zhì)量，將玻璃邊部細磨倒角。

4.11單元式玻璃幕墻防火設計

建筑幕墻是建筑物的外圍護結(jié)構，建筑的重要組成部分，防火設計非常重要。玻璃幕墻層間封修采用1.5mm厚鍍鋅板，內(nèi)填厚度為100mm不燃燒防火巖棉材料。室內(nèi)窗臺板與幕墻之間的空隙做封閉處理，縫隙處用密封膠填滿。為了避免玻璃破碎相通造成火勢蔓延，設計同一個玻璃板塊不宜跨越兩個防火分區(qū)。

4.12單元式玻璃幕墻防雷設計

單元式玻璃幕墻多應用于高層建筑、超高層建筑。單元玻璃板塊之間采用插接構造，板塊與板塊之間相對獨立，板塊四周邊采用膠條材料，有效防止互相傳遞熱能、電能。單元式玻璃幕墻在防雷區(qū)域內(nèi)，通過銅質(zhì)膨脹節(jié)將單元的左右豎框和上下橫梁互相連接，用扁鋼與主體結(jié)構的防雷系統(tǒng)連接，同時也要考慮幕墻轉(zhuǎn)角處和特殊部位，保證每個板塊都能夠防雷。安裝銅質(zhì)膨脹節(jié)時，去除安裝部位龍骨上的噴涂層，形成良好的導電線路。

4.13單元式玻璃幕墻安全性能設計

單元式玻璃幕墻是單元板塊加工及組裝在廠內(nèi)進行，施工現(xiàn)場的工序少，使安裝過程中的安全施工大幅度提高。單元式玻璃幕墻結(jié)構特點是每個單元板塊采用插接，均能自由伸縮，避免溫度變化產(chǎn)生的溫度應力導致結(jié)構變形，提高玻璃幕墻的安全性能。

5 單元式玻璃幕墻的安裝

單元式玻璃幕墻在固定玻璃幕墻支承結(jié)構時，主要的受力構件是埋件。采用槽式埋件安裝單元板塊掛件時，把加工好的鋼件用T形螺栓與槽式埋件連接，現(xiàn)場不需要焊接，施工方便，縮短施工周期，大大減少了現(xiàn)場工作量。每個樓層間的高度方向為一個單元板塊。單元式玻璃幕墻板塊的安裝方式特殊，采用插接方式，安裝后不容易更換。在單元式玻璃幕墻加工前要對各個玻璃的板塊進行編號。單元式玻璃幕墻在組裝時，要按照單元組件順序的要求進行組裝，按照安裝的先后順序送往工地施工。由于單元式玻璃板塊自重較大，而且在工廠組裝，其連接構造應該牢固，以免運輸及吊裝中存在安全隱患。單元式玻璃幕墻采用結(jié)構構造防水，豎框和橫梁作為集水槽或排水道，安裝后不容易發(fā)現(xiàn)滲漏部位，因此構件連接處的縫隙要做好密封處理。單元式玻璃幕墻采用構造防水時，板塊間縫隙一般為空縫，結(jié)構膠不易外露。單元式玻璃幕墻通過連接件的安裝精度、單元組件構造厚度的精度來保證玻璃幕墻外表面的平整度。單元式玻璃幕墻的連接與錨固必須可靠，連接用的螺栓至少布置2個。

6 結(jié)論

建筑幕墻設計成敗決定建筑外在形象，同時也影響整個城市的建筑形象。不論選擇哪種形式的建筑幕墻，都要滿足不同建筑的設計風格，體現(xiàn)不同建筑的自身特點，符合美學要求。單元式玻璃幕墻作為建筑幕墻的重要表現(xiàn)形式之一，給幕墻設計師提供更大的發(fā)揮空間，嚴格按照規(guī)范，做好每一個細節(jié)，達到單元式玻璃幕墻設計和安裝要求。

[1]趙西安.建筑幕墻工程手冊(中冊)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2002(12).

[2]JGJ 102－2003.玻璃幕墻工程技術規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社,2003(11).