高層建筑玻璃幕墻設計與施工技術探究

方永勝

（浙江釕钚锝科技有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

1 工程概況

在高層建筑中使用玻璃幕墻，不僅能提升高層建筑的美觀性，還能提升高層建筑的隔熱、防霜等性能，對外墻具有保護功能。目前建設的大部分高層建筑結構均要求具備抗爆性能，以此提升建筑物的安全性。玻璃幕墻屬于高層建筑的外圍護結構，如果玻璃幕墻的設計和施工不合理，可能會導致高層建筑結構的安全性能下降，影響建筑物的使用安全。基于此，本文探究高層建筑玻璃幕墻設計與施工技術，以提升玻璃幕墻工程竣工后的安全性。

以廣東省深圳市南山區留仙大道航天工研院總部大廈幕墻工程為研究對象，進行玻璃幕墻設計與施工技術研究。該工程幕墻的具體信息如表1所示。

表1 航天工研院總部大廈幕墻的信息

以該工程內框架玻璃幕墻的設計與施工技術為例，單元式幕墻與鋁單板幕墻的設計與施工技術和框架玻璃幕墻相同。因為玻璃幕墻的抗爆性能直接影響高層建筑的安全性能，所以該工程玻璃幕墻的設計與施工必須重視玻璃幕墻抗爆性能的提升，本文以此為重點進行論述。

2 高層建筑玻璃幕墻設計技術

設計抗爆性能較優的玻璃幕墻，可避免建筑物內人們受到爆炸沖擊波的襲擊。玻璃幕墻設計共包含4個方面，即玻璃幕墻材料的合理選擇，復合結構系統的設計，單元玻璃尺寸的設計以及玻璃幕墻的受力分析。

2.1 合理選擇玻璃幕墻材料

選取合適的玻璃幕墻材料，盡可能選取抗沖擊強度較優的安全玻璃，例如鋼化玻璃或夾層玻璃等。當鋼化玻璃或夾層玻璃受到爆炸沖擊后，能夠很好地避免沖擊波襲擊[1]。鋼化玻璃或夾層玻璃被破壞后，其碎片也無尖銳的棱角，可最大限度地降低對室內人員的傷害。

2.2 設計復合結構系統

設計包含多種玻璃材料的復合結構系統玻璃幕墻，能最大程度地提升幕墻的抗爆性能。單種類型的玻璃材料，僅具備防風擋雨的功能，其抗爆性能較差[2-4]。采用多種玻璃材料進行設計的玻璃幕墻，不僅具備防風擋雨的功能，還能提升抗爆性能。復合結構選擇的玻璃為：鋼化夾層玻璃-15mm中空層-鋼化夾層玻璃。鋼化玻璃的厚度是10mm。

2.3 科學設計單元玻璃尺寸

要提升單元玻璃尺寸的科學合理性，可選取抗爆性能較優的鋁合金框與玻璃組合到一起，玻璃槽口深度在23mm 至28mm 之間，這樣便能保證玻璃幕墻遭受爆炸沖擊波襲擊時，充分約束玻璃，避免玻璃脫落[5]。利用優質結構硅酮膠，密封玻璃幕墻，進一步提升玻璃幕墻的抗爆性能。

2.4 重視玻璃幕墻受力分析

全部玻璃框槽口的深度必須完全相同，依據設計人員的經驗和計算模擬，確定最終的槽口深度，用于確保玻璃遭受爆炸沖擊波襲擊后，整個玻璃單元仍然約束在玻璃中，不會出現玻璃脫落現象。設計玻璃幕墻過程中，玻璃框需要依據其接收玻璃爆炸力的變形峰值，分析玻璃框的承載能力[6]。當玻璃框的承載力在允許范圍內，則按照該槽口深度進行設計，當玻璃框的承載力不在允許范圍內，則重新確定槽口深度。

設計整體玻璃幕墻時，需要考慮玻璃幕墻的彈塑性狀態。主要包括分析幕墻構建端部轉角與延長比是否在允許范圍中；遭受爆炸沖擊波襲擊時，玻璃幕墻的屈服強度是否在允許范圍中。當前，軟件模擬分析爆炸情況的技術先進可靠，依據分析結果，調整玻璃幕墻的設計方案，能最大程度地提升玻璃幕墻的抗爆性能。

3 高層建筑玻璃幕墻施工技術

3.1 施工工藝流程

框架式玻璃幕墻施工工藝流程如圖1所示。

圖1 框架式玻璃幕墻施工工藝流程

3.2 施工技術要點

3.2.1 前期準備

以設計要求及現場情況為前提，確定玻璃幕墻施工標準與控制指標。依據材料用途，分類放置玻璃幕墻施工材料。同時按照放置要求，合理存放施工材料，避免破壞材料，影響施工進度。

3.2.2 連接件安裝

安裝過程中，需將連接件橫縱方向的交叉點與預埋件的交叉點對齊。連接件的面安裝完成后，利用線條檢查連接件安裝位置是否正確，當連接件安裝位置正確后，則以焊接的方式將連接件安裝到一起，并對焊縫展開防腐處理[7]。

3.2.3 框架安裝

框架安裝包含立柱、橫梁與線條連接件安裝。

（1）立柱安裝：以螺栓的方式，安裝立柱。安裝過程中，按照設計的節點圖，放置立柱，立柱放置完成后，在安裝螺栓的位置放入螺栓并擰緊螺絲。通過鋼板插接，連接不同的立柱。兩個立柱間的距離需要大于250mm，通過密封膠密封鋼板插接的縫隙。兩根立柱間的安裝標高差需要低于3mm，立柱前后安裝誤差需低于3mm，立柱左右安裝誤差需低于2mm。為提升立柱安裝精度，在立柱安裝前要全面了解設計圖紙，明確各立柱的安裝位置。

（2）橫梁安裝：在豎框架和橫梁間使用柔性貼片，可避免豎框架和橫梁間出現磕碰問題。通過不銹鋼連接橫梁的穿螺桿，橫梁保持水平后，擰緊螺絲。安裝橫梁過程中，還要檢驗記錄，確保防雷裝置的電氣已接通，同時安裝過程中還要不斷調整每層橫梁，令各層橫梁均符合安裝要求。

（3）線條連接件安裝。橫梁立柱安裝完成后，將線條連接件安裝在立柱，為保證垂直度需吊線，線條連接件安裝結束后需要對其展開檢查與調整，確保線條連接件符合安裝要求。

3.2.4 防火保溫層安裝

以自攻釘與射釘的方式將防火板分別固定在防火隔斷橫梁兩側，對于自攻釘的安裝方式，需要提前在橫梁上打好鉆孔。安裝順序是先用自攻釘固定防火板的一側，再利用射釘固定防火板的另一側。按照玻璃幕墻設計需求，在防火板內安裝合適的防火巖棉。為防止雨水淋濕防火板，影響其防火性能，防火板需要在晴天時進行安裝。

3.2.5 玻璃面板和扣蓋安裝

（1）確定玻璃安裝位置，并不斷修正玻璃運送方向，將玻璃精準運送至指定安裝位置；

（2）將玻璃安裝至指定槽口內，并對膠縫、鉆孔；

（3）修正玻璃安裝方向，確保室內與室外玻璃均橫平豎直，并檢查玻璃尺寸是否符合設計需求；

（4）玻璃安裝方向修正結束后，通過壓板固定玻璃。壓板間距需要低于300mm，固定玻璃時要確保壓板和玻璃壓緊，避免玻璃松動；

（5）玻璃安裝結束后，安裝扣蓋；

（6）玻璃面板與扣蓋安裝結束后，對其進行驗收。驗收內容包含膠縫尺寸是否合理，玻璃面板是否安裝錯誤，鋁合金接口是否符合安裝要求，并做好記錄。

3.2.6 線條安裝

線條主龍骨安裝，檢查調整主龍骨垂直度，安裝完成后，利用吊籃安裝橫向線條。

3.2.7 注膠與驗收

注膠前，利用清潔布與二甲苯清理注縫，確保注縫無灰塵與雜質后進行注膠。注膠結束后進行刮膠處理，確保膠面無凸起。注膠完成后，進行清潔驗收，完成施工。

4 結束語

在高層建筑中使用玻璃幕墻既能提升高層建筑的美觀性，還能提升人們生活的舒適性。為此，探究高層建筑玻璃幕墻設計與施工技術非常重要，可提升玻璃幕墻的安全性能，還能有效提升玻璃幕墻施工的質量和效果。本文以廣東省深圳市南山區留仙大道航天工研院總部大廈幕墻工程為例，詳細介紹了玻璃幕墻的設計與施工技術，可為玻璃幕墻工程的合理應用提供技術參考。