摘 要：文章阐述了玻璃幕墙的设计要点，构造要求及结构设计原则。强调对所述要点，在设计前进行充分的方案可行性论证研究，设计上力求严谨，从而达到可利用玻璃幕墙形成出五光十色、变化无穷的现代建筑。� 关键词：玻璃幕墙；特点；设计要点；构造要求；设计原则 �� �引言� 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(1950―1980)的显著特征。最早具有代表性的采用玻璃幕墙的建筑是20世纪50年代初建成的纽约利华大厦和联合国大厦；在此后的几十年间.玻璃、铝合金和钢材，被认为是现代高技术发展在建筑上的标记。印一70年代，国外高层建筑采用玻璃幕墙迅速增多，我国也于1985年建成第一幢采用玻璃幕墙的星级饭店――北京长城饭店。下面浅析其设计要点。� 1 玻璃幕墙具有的特点� 1.1 能产生较好的建筑艺术效果；� 1.2 墙体自重较轻，通常为0. 3-0.5kN/m2，只是普通砖墙的1/10-1/12，是混凝土预制板墙面的1/7，从而降低了地震力，同时也降低了主体结构和基础的造价；� 1.3 材料单一，施工方便，工期较短；� 1.4 维护方便，可以更换幕墙的构件；� 1.5 能较好适应旧建筑立面更新的需要，常用于已建工程的改造。由于玻璃幕墙本身造价较高，抗风、抗震性能较弱，能耗较大，对周围环境可能形成光污染，因而在设计过程中要经过充分的方案可行性论证研究，力求设计严谨，合理使用。� 2 幕墙的建筑设计要点� 玻璃幕墙已成为现代主义建筑的一个主要特征，也成为现代化大都市的标志和国家经济技术水平的一个代表。其设计一般要把握如下要点：� 2.1 光影效果。建筑艺术常常借助于光和影的表现手法，玻璃幕墙(特别是采用镀膜玻璃的玻璃幕墙)能较完全地反射外界光线，所以幕墙建筑设计中特别要考虑所建造的幕墙的光影效果。立面上的玻璃幕墙可反射天空的色彩、周围的自然景物以及其它建筑物的影子，借周围的景色丰富自身，设计中应仔细研究。在布置幕墙时，不仅要考虑建筑物本身，而且要考虑周围环境；此外还要避免形成光污染。� 2.2 幕墙玻璃的色彩。玻璃的类型和色彩是影响建筑艺术效果的至关重要的因素。选择时要由建筑物的使用性质和用途决定，同时注意和周围环境的配合。� 2.3 玻璃幕墙的造型功能。玻璃幕墙为虚墙面.有明亮、轻巧、透明的感觉，并容易适应任意几何形状的特点。铝材、石材等墙面为实墙面，给人以沉稳、密实的感觉，通过两者的不同组合，可以产生形状特异，非常规的建筑造型。� 2.4 玻璃幕墙的墙面划分。玻璃幕墙的墙面划分主要考虑建筑艺术的要求、玻璃原材的尺寸，与室内空间分隔的协调、结构的受力要求、施工工艺等因素。一般情况下，玻璃的边长比为1.2∶1一1.5∶1，面积不超过3m2。在布置上.等距离、等尺寸划分显示了严谨、庄重、严肃；自由划分则显示韵律，活泼和动感，在设计时要考虑这些手法所透露出的设计信息。� 3 幕墙的构造设计要求� 幕墙的构造设计，直接关系到幕墙的使用功能，设计时应对以下问题予以注意：� 3.1 幕墙构件的面板与边框所形成的空腔应采用等压设计，使空腔内气压与室外气压相同，防止室外空气压力将雨水压入腔内，以提高幕墙抗雨水渗透的功能。� 3.2 应在可能产生渗水的部位或可能产生结露的部位预留泄水孔道.集水后由管道排出。� 3.3 板材与边框连结处必须用硅酮密封胶进行处理，密封材料应能在长期压力下保持良好的弹性。� 3.4 伸缩缝、温度缝、沉降缝处必须进行较好的处理，使其既能保持立面美观，又能满足缝两侧结构变形的要求。目前有两种设计方法：一是采用活动盖板，避免连接部位损坏；二是允许缝上的玻璃板局部损坏，只要及时修补既可。后者表面不露痕迹，较为美观。� 3.5 隐框玻璃幕墙构件之问的拼缝宽度不宜过大.过大影响美观；也不宜过小，过小则容易因温度变化而挤压玻璃。一般为15-20mm,设有擦窗机轨道时不宜小于40mm，明框幕墙构件中玻璃与铝边框之间的空隙要满足温度变形的要求，通常不小于8-10mm。� 3.6 由于幕墙位移和温度变化，幕墙各部位会因磨擦产生噪音，影响建筑物的使用质量，所以应在磨擦部位设置垫片以减少磨擦噪音。� 3.7 各种五金件、连接件设计要防止不同金属相接触产生电化学腐蚀。� 3.8建筑设计时必须考虑察窗机的轨道布置、连接件和相应的荷载值，并及时向结构专业提出。� 3.9 幕墙墙面活动部分面积不宜大于墙面面积15%，宜采用上悬窗，开启角度不宜大于30度，开启后的宽度不宜大于300mm。� 4 幕墙的结构设计原则� 玻璃幕墙是建筑物的外围护构件，主要承受自重、直接作用于其上的风荷载、地震作用以及温度作用，其支承条件须有一定的变形能力，以适应主体结构的位移。当主体结构在外力作用时，不应使幕墙产生过大的内力。对于竖直的玻璃幕墙，风荷载是主要的作用，其数值可达2至3KN/M2，玻璃产生很大的弯曲应力，因此对幕墙构件本身而言，抗风是主要的考虑因素。但是，地震力的作用对连接节点会产生较大的影响，使连接节点发生震害，进而使建筑物幕墙脱落、倒坍，所以在抗震构造上还必须予以注意。结构设计的一般原则如下：� 4.1 幕墙的主要构件应悬挂或支承在主体结构上，幕墙应按围护结构设计，不承受主体结构的荷载和地震作用。� 4.2 幕墙及其连接件应有足够的承载力，刚度和相对于主体结构的位移能力，避免在荷载、地震和温度的作用下产生过大的变形及破坏。� 4.3 非抗震设计的幕墙，在风力作用下，其玻璃不应破碎，且连接件应有足够的位移能力使幕墙不破损，不脱落。� 4.4 抗震设计的幕墙，在常遇地震作用下玻璃不应破损，在设防烈度地震作用下经修理后幕墙仍可使用，在罕遇地震作用下幕墙骨架不应脱落。� 4.5 幕墙构件设计时，应考虑在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主体结构位移影响下的完全性。
摘 要：文章阐述了玻璃幕墙的设计要点，构造要求及结构设计原则。强调对所述要点，在设计前进行充分的方案可行性论证研究，设计上力求严谨，从而达到可利用玻璃幕墙形成出五光十色、变化无穷的现代建筑。� 关键词：玻璃幕墙；特点；设计要点；构造要求；设计原则 �� �引言� 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(1950―1980)的显著特征。最早具有代表性的采用玻璃幕墙的建筑是20世纪50年代初建成的纽约利华大厦和联合国大厦；在此后的几十年间.玻璃、铝合金和钢材，被认为是现代高技术发展在建筑上的标记。印一70年代，国外高层建筑采用玻璃幕墙迅速增多，我国也于1985年建成第一幢采用玻璃幕墙的星级饭店――北京长城饭店。下面浅析其设计要点。� 1 玻璃幕墙具有的特点� 1.1 能产生较好的建筑艺术效果；� 1.2 墙体自重较轻，通常为0. 3-0.5kN/m2，只是普通砖墙的1/10-1/12，是混凝土预制板墙面的1/7，从而降低了地震力，同时也降低了主体结构和基础的造价；� 1.3 材料单一，施工方便，工期较短；� 1.4 维护方便，可以更换幕墙的构件；� 1.5 能较好适应旧建筑立面更新的需要，常用于已建工程的改造。由于玻璃幕墙本身造价较高，抗风、抗震性能较弱，能耗较大，对周围环境可能形成光污染，因而在设计过程中要经过充分的方案可行性论证研究，力求设计严谨，合理使用。� 2 幕墙的建筑设计要点� 玻璃幕墙已成为现代主义建筑的一个主要特征，也成为现代化大都市的标志和国家经济技术水平的一个代表。其设计一般要把握如下要点：� 2.1 光影效果。建筑艺术常常借助于光和影的表现手法，玻璃幕墙(特别是采用镀膜玻璃的玻璃幕墙)能较完全地反射外界光线，所以幕墙建筑设计中特别要考虑所建造的幕墙的光影效果。立面上的玻璃幕墙可反射天空的色彩、周围的自然景物以及其它建筑物的影子，借周围的景色丰富自身，设计中应仔细研究。在布置幕墙时，不仅要考虑建筑物本身，而且要考虑周围环境；此外还要避免形成光污染。� 2.2 幕墙玻璃的色彩。玻璃的类型和色彩是影响建筑艺术效果的至关重要的因素。选择时要由建筑物的使用性质和用途决定，同时注意和周围环境的配合。� 2.3 玻璃幕墙的造型功能。玻璃幕墙为虚墙面.有明亮、轻巧、透明的感觉，并容易适应任意几何形状的特点。铝材、石材等墙面为实墙面，给人以沉稳、密实的感觉，通过两者的不同组合，可以产生形状特异，非常规的建筑造型。� 2.4 玻璃幕墙的墙面划分。玻璃幕墙的墙面划分主要考虑建筑艺术的要求、玻璃原材的尺寸，与室内空间分隔的协调、结构的受力要求、施工工艺等因素。一般情况下，玻璃的边长比为1.2∶1一1.5∶1，面积不超过3m2。在布置上.等距离、等尺寸划分显示了严谨、庄重、严肃；自由划分则显示韵律，活泼和动感，在设计时要考虑这些手法所透露出的设计信息。� 3 幕墙的构造设计要求� 幕墙的构造设计，直接关系到幕墙的使用功能，设计时应对以下问题予以注意：� 3.1 幕墙构件的面板与边框所形成的空腔应采用等压设计，使空腔内气压与室外气压相同，防止室外空气压力将雨水压入腔内，以提高幕墙抗雨水渗透的功能。� 3.2 应在可能产生渗水的部位或可能产生结露的部位预留泄水孔道.集水后由管道排出。� 3.3 板材与边框连结处必须用硅酮密封胶进行处理，密封材料应能在长期压力下保持良好的弹性。� 3.4 伸缩缝、温度缝、沉降缝处必须进行较好的处理，使其既能保持立面美观，又能满足缝两侧结构变形的要求。目前有两种设计方法：一是采用活动盖板，避免连接部位损坏；二是允许缝上的玻璃板局部损坏，只要及时修补既可。后者表面不露痕迹，较为美观。� 3.5 隐框玻璃幕墙构件之问的拼缝宽度不宜过大.过大影响美观；也不宜过小，过小则容易因温度变化而挤压玻璃。一般为15-20mm,设有擦窗机轨道时不宜小于40mm，明框幕墙构件中玻璃与铝边框之间的空隙要满足温度变形的要求，通常不小于8-10mm。� 3.6 由于幕墙位移和温度变化，幕墙各部位会因磨擦产生噪音，影响建筑物的使用质量，所以应在磨擦部位设置垫片以减少磨擦噪音。� 3.7 各种五金件、连接件设计要防止不同金属相接触产生电化学腐蚀。� 3.8建筑设计时必须考虑察窗机的轨道布置、连接件和相应的荷载值，并及时向结构专业提出。� 3.9 幕墙墙面活动部分面积不宜大于墙面面积15%，宜采用上悬窗，开启角度不宜大于30度，开启后的宽度不宜大于300mm。� 4 幕墙的结构设计原则� 玻璃幕墙是建筑物的外围护构件，主要承受自重、直接作用于其上的风荷载、地震作用以及温度作用，其支承条件须有一定的变形能力，以适应主体结构的位移。当主体结构在外力作用时，不应使幕墙产生过大的内力。对于竖直的玻璃幕墙，风荷载是主要的作用，其数值可达2至3KN/M2，玻璃产生很大的弯曲应力，因此对幕墙构件本身而言，抗风是主要的考虑因素。但是，地震力的作用对连接节点会产生较大的影响，使连接节点发生震害，进而使建筑物幕墙脱落、倒坍，所以在抗震构造上还必须予以注意。结构设计的一般原则如下：� 4.1 幕墙的主要构件应悬挂或支承在主体结构上，幕墙应按围护结构设计，不承受主体结构的荷载和地震作用。� 4.2 幕墙及其连接件应有足够的承载力，刚度和相对于主体结构的位移能力，避免在荷载、地震和温度的作用下产生过大的变形及破坏。� 4.3 非抗震设计的幕墙，在风力作用下，其玻璃不应破碎，且连接件应有足够的位移能力使幕墙不破损，不脱落。� 4.4 抗震设计的幕墙，在常遇地震作用下玻璃不应破损，在设防烈度地震作用下经修理后幕墙仍可使用，在罕遇地震作用下幕墙骨架不应脱落。� 4.5 幕墙构件设计时，应考虑在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主体结构位移影响下的完全性。