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【摘 要】本文介绍了几种常见玻璃幕墙类型的特点及应用情况，及建筑师在设计玻璃幕墙时 应该考虑的主要问题和如何借鉴国外技术等方面做了阐述和总结。
【关键词】建筑设计；玻璃幕墙；幕墙设计
Discussion on glass curtain wall application in building design
Pei Zhi-hong
【Abstract】This paper introduces several common glass curtain wall type characteristics and applications. Discusses the architect in design glass curtain wall should be considered when the main problems, and how to draw lessons from foreign technology aspects.
【Key words】Architectural design;Glass curtain wall; Curtain wall design玻璃幕墙是建筑围护体系中一种新型的外装饰,它以明亮、通透、重量较传统的建筑材料较轻,有利于建筑采光、减轻结构自重等诸多优点,受到人们的青睐。最为常见的表现形式为明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙、全玻璃幕墙和点式玻璃幕墙、单元式玻璃幕墙。
1. 常见玻璃幕墙类型的特点及应用简介
1.1 框架式玻璃幕墙。
框架式玻璃幕墙是将车间内加工完成的构件,运到工地,通过转接件,按照施工工艺逐个
将构件安装到建筑结构上,最终完成幕墙安装的一种幕墙形式。框架式幕墙按照外视效果
分为全隐式、半隐式和明框式幕墙三种。按照装配方式分为压接式、挂接式两种。主要
特点如下:
1.1.1 施工手段灵活,工艺较为成熟,经过较多工程实践检验,是目前采用较多的幕墙结构形式。
1.1.2 主体结构适应能力强,安装顺序基本不受主体结构的影响。
1.1.3 采用密封胶接逢处理,水密性、气密性好,具有较好的保温、隔声降噪能力,具有一定的抗层间位移能力。
1.1.4面板材料单元组件工厂制作,结构胶使用性能有保证。
1.1.5 大量安装工序现场进行,要求现场管理工作量大。
1.1.6 密封胶施工要求严格,前期清洗、打胶过程对工人素质要求高;安装打胶控制点多,工序多,要求工程管理质量高。框架式玻璃幕墙因其成本较低、工艺成熟、施工方便,已经在建筑上广泛运用。建筑师可根据建筑的效果需要,选用明框、竖明横隐、横明竖隐、全隐框等不同的型式,以表达建筑的立面整体效果。
1.2点式玻璃幕墙。
点支式玻璃幕墙由玻璃面板、点支承装置和支承结构构成。按外立面装饰效果分为沉头点支式玻璃幕墙和浮头点支式玻璃幕墙。按支承结构分为肋驳接点支式玻璃幕墙,钢结构点式玻璃幕墙,钢拉杆点支式玻璃幕墙、索桁架点支式玻璃、单层索点支式玻璃幕墙和各种混合体系点支式幕墙。面板玻璃根据需要可采用单层玻璃,中空玻璃,夹层玻璃等多种玻璃。性能说明:
1.2.1 可使室内空间与室外环境自然和谐,效果通透,营造大跨度开放舒适空间。
1.2.2 结构美观耐用,构件精巧可靠,实现精美的金属结构与玻璃装饰艺术的完美融合。
1.2.3 支承结构灵活多样,形式多样,可满足不同建筑结构和装饰效果的需要。
1.2.4 玻璃与驳接爪件采用球铰连接,支承头能适应玻璃面板在支承点处的转动变形,具有较强的吸收各种变形的能力。
1.2.5 全装配式精巧结构,充分展现机械工艺装配美感。点式玻璃幕墙在各种建筑上普遍运用,而且技术也很成熟。因其通透的效果与结构的工艺性美观性,往往使用在建筑的关键部位,如
建筑的主入口、特殊造型处。
1.3 单元式玻璃幕墙。
单元式幕墙是在车间内将加工好的各种构件和饰面材料组装成整体单元板块,然后运至工地进行整体吊装,与建筑主体结构上预先设置调整好的挂接件精确连接,必要时进行微调即完成幕墙安装的一种幕墙结构形式。
1.3.1 幕墙单元工厂内加工制作易实现工业化生产,降低人工费用,控制单元质量;大量的加工制做、准备工作在工厂内完成,从而缩短幕墙现场施工周期和工程施工周期,为业主带来较大的经济效益和社会效益。
1.3.2 单元与单元之间阴阳镶嵌连接,适应主体结构位移能力强, 能有效吸收地震作用、温度变化、层间位移,单元式幕墙较适用于超高层建筑和纯钢结构高层建筑。
1.3.3 接逢处多使用胶条密封,不使用耐候胶(是目前国内外幕墙技术的发展趋势),不受天气对打胶的影响,工期易控制。
1.3.4 由于单元式幕墙主要在室内施工安装,主体结构适应能力较差,不适用于有剪力墙和窗间墙的主体结构。
1.3.5 要求有严格的施工组织管理,施工时有严格的施工顺序,必须按对插的次序进行安装。对主体施工用垂直运输设备等施工机械的安放位置有严格限制,否则将影响整个工程的安装。单元幕墙按构造,可以分为横滑型与横锁型、对插式与对碰式、开口式与闭口式、 普通型与节能型几种。建筑师可结合本建筑的特点和业主的要求选择合适的单元形式。
1.4 双层玻璃幕墙。
双层动态节能幕墙(也叫热通道呼吸式幕墙),按通风原理分为自然通风和强制通风两种系统,按气流循环方式可分为封闭式内循环系统(较适合于严寒地区)和开敞式外循环系统(较适合于冬冷夏热地区)。通常由外层幕墙,内层幕墙,外层幕墙,遮阳装置,进风装置,出风装置组成。其理念是实现舒适、节能、环保, 使室内生活工作环境与室外自然环境达到完美融和。具有以下几大主要功能:改善室内环境、减少风及恶劣气候的影响,节能环保、最大限度降低能耗,自然通风,充分利用太阳能,提高隔音降噪能力,实现幕墙功能智能化。按通风方式可细分为:整体式双层幕墙、通道式双层幕墙、廊道式双层幕墙、箱体式双层幕墙。但其造价相对来说是比较高的,建筑师选用时应充分考虑到业主的经济实力。
1.5 全玻璃幕墙。
全玻璃幕墙是随着玻璃生产技术的提高和产品的多样化而诞生的,它为建筑师创造一个奇特、透明、晶莹的建筑提供了条件,全玻璃幕墙已发展成一个多品种的幕墙家族,它包括玻璃肋胶接全玻璃幕墙和玻璃肋点连接全玻璃幕墙。玻璃肋胶接全玻璃幕墙是面玻璃与支承框架均为玻璃的幕墙,又称玻璃框架玻璃幕墙。它是一种全透明、全视野的玻璃幕墙,一般用于厅堂和商店橱窗,由于厅堂层高较高,一般在4m 以上,也有7～8m,甚至达到12m。为了减少面玻璃的厚度,于是利用玻璃作框架,固定在楼层楼板(梁)上,作为面玻璃的支承,面玻璃跨度就大大减少,就能使用较薄的玻璃。
2. 建筑师在设计玻璃幕墙时应该考虑的主要问题。
2.1 如何选用合适玻璃幕墙型式。
采用玻璃幕墙的建筑，外观的效果非常重要。玻璃幕墙的选型是建筑设计的重要内容，设计者不仅要考虑立面的新颖、美观，而且要考虑建筑的使用功能、造价、环境、能耗、施工条件等诸多因素。如果仅从围护功能来说，不同类型的幕墙形式都是一样的，但要表达建筑师所追求的建筑手法、建筑风格来讲，不同形式的玻璃幕墙在外观上的效果相差非常大，往往不只是线条上的差别，更重要的是质感、体量感的差别。对于外立面的幕墙效果来说基本上可以三种。一种是追求坚向线条，主要体现建筑挺拔向上的，第二种是追求横向线条，主要体现建筑宽广、水平延伸的建筑思路，第三种是追求空间轮廓线条，主要体现建筑异形、多维空间变换思路。
【关键词】建筑设计；玻璃幕墙；幕墙设计
Discussion on glass curtain wall application in building design
Pei Zhi-hong
【Abstract】This paper introduces several common glass curtain wall type characteristics and applications. Discusses the architect in design glass curtain wall should be considered when the main problems, and how to draw lessons from foreign technology aspects.
【Key words】Architectural design;Glass curtain wall; Curtain wall design玻璃幕墙是建筑围护体系中一种新型的外装饰,它以明亮、通透、重量较传统的建筑材料较轻,有利于建筑采光、减轻结构自重等诸多优点,受到人们的青睐。最为常见的表现形式为明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙、全玻璃幕墙和点式玻璃幕墙、单元式玻璃幕墙。
1. 常见玻璃幕墙类型的特点及应用简介
1.1 框架式玻璃幕墙。
框架式玻璃幕墙是将车间内加工完成的构件,运到工地,通过转接件,按照施工工艺逐个
将构件安装到建筑结构上,最终完成幕墙安装的一种幕墙形式。框架式幕墙按照外视效果
分为全隐式、半隐式和明框式幕墙三种。按照装配方式分为压接式、挂接式两种。主要
特点如下:
1.1.1 施工手段灵活,工艺较为成熟,经过较多工程实践检验,是目前采用较多的幕墙结构形式。
1.1.2 主体结构适应能力强,安装顺序基本不受主体结构的影响。
1.1.3 采用密封胶接逢处理,水密性、气密性好,具有较好的保温、隔声降噪能力,具有一定的抗层间位移能力。
1.1.4面板材料单元组件工厂制作,结构胶使用性能有保证。
1.1.5 大量安装工序现场进行,要求现场管理工作量大。
1.1.6 密封胶施工要求严格,前期清洗、打胶过程对工人素质要求高;安装打胶控制点多,工序多,要求工程管理质量高。框架式玻璃幕墙因其成本较低、工艺成熟、施工方便,已经在建筑上广泛运用。建筑师可根据建筑的效果需要,选用明框、竖明横隐、横明竖隐、全隐框等不同的型式,以表达建筑的立面整体效果。
1.2点式玻璃幕墙。
点支式玻璃幕墙由玻璃面板、点支承装置和支承结构构成。按外立面装饰效果分为沉头点支式玻璃幕墙和浮头点支式玻璃幕墙。按支承结构分为肋驳接点支式玻璃幕墙,钢结构点式玻璃幕墙,钢拉杆点支式玻璃幕墙、索桁架点支式玻璃、单层索点支式玻璃幕墙和各种混合体系点支式幕墙。面板玻璃根据需要可采用单层玻璃,中空玻璃,夹层玻璃等多种玻璃。性能说明:
1.2.1 可使室内空间与室外环境自然和谐,效果通透,营造大跨度开放舒适空间。
1.2.2 结构美观耐用,构件精巧可靠,实现精美的金属结构与玻璃装饰艺术的完美融合。
1.2.3 支承结构灵活多样,形式多样,可满足不同建筑结构和装饰效果的需要。
1.2.4 玻璃与驳接爪件采用球铰连接,支承头能适应玻璃面板在支承点处的转动变形,具有较强的吸收各种变形的能力。
1.2.5 全装配式精巧结构,充分展现机械工艺装配美感。点式玻璃幕墙在各种建筑上普遍运用,而且技术也很成熟。因其通透的效果与结构的工艺性美观性,往往使用在建筑的关键部位,如
建筑的主入口、特殊造型处。
1.3 单元式玻璃幕墙。
单元式幕墙是在车间内将加工好的各种构件和饰面材料组装成整体单元板块,然后运至工地进行整体吊装,与建筑主体结构上预先设置调整好的挂接件精确连接,必要时进行微调即完成幕墙安装的一种幕墙结构形式。
1.3.1 幕墙单元工厂内加工制作易实现工业化生产,降低人工费用,控制单元质量;大量的加工制做、准备工作在工厂内完成,从而缩短幕墙现场施工周期和工程施工周期,为业主带来较大的经济效益和社会效益。
1.3.2 单元与单元之间阴阳镶嵌连接,适应主体结构位移能力强, 能有效吸收地震作用、温度变化、层间位移,单元式幕墙较适用于超高层建筑和纯钢结构高层建筑。
1.3.3 接逢处多使用胶条密封,不使用耐候胶(是目前国内外幕墙技术的发展趋势),不受天气对打胶的影响,工期易控制。
1.3.4 由于单元式幕墙主要在室内施工安装,主体结构适应能力较差,不适用于有剪力墙和窗间墙的主体结构。
1.3.5 要求有严格的施工组织管理,施工时有严格的施工顺序,必须按对插的次序进行安装。对主体施工用垂直运输设备等施工机械的安放位置有严格限制,否则将影响整个工程的安装。单元幕墙按构造,可以分为横滑型与横锁型、对插式与对碰式、开口式与闭口式、 普通型与节能型几种。建筑师可结合本建筑的特点和业主的要求选择合适的单元形式。
1.4 双层玻璃幕墙。
双层动态节能幕墙(也叫热通道呼吸式幕墙),按通风原理分为自然通风和强制通风两种系统,按气流循环方式可分为封闭式内循环系统(较适合于严寒地区)和开敞式外循环系统(较适合于冬冷夏热地区)。通常由外层幕墙,内层幕墙,外层幕墙,遮阳装置,进风装置,出风装置组成。其理念是实现舒适、节能、环保, 使室内生活工作环境与室外自然环境达到完美融和。具有以下几大主要功能:改善室内环境、减少风及恶劣气候的影响,节能环保、最大限度降低能耗,自然通风,充分利用太阳能,提高隔音降噪能力,实现幕墙功能智能化。按通风方式可细分为:整体式双层幕墙、通道式双层幕墙、廊道式双层幕墙、箱体式双层幕墙。但其造价相对来说是比较高的,建筑师选用时应充分考虑到业主的经济实力。
1.5 全玻璃幕墙。
全玻璃幕墙是随着玻璃生产技术的提高和产品的多样化而诞生的,它为建筑师创造一个奇特、透明、晶莹的建筑提供了条件,全玻璃幕墙已发展成一个多品种的幕墙家族,它包括玻璃肋胶接全玻璃幕墙和玻璃肋点连接全玻璃幕墙。玻璃肋胶接全玻璃幕墙是面玻璃与支承框架均为玻璃的幕墙,又称玻璃框架玻璃幕墙。它是一种全透明、全视野的玻璃幕墙,一般用于厅堂和商店橱窗,由于厅堂层高较高,一般在4m 以上,也有7～8m,甚至达到12m。为了减少面玻璃的厚度,于是利用玻璃作框架,固定在楼层楼板(梁)上,作为面玻璃的支承,面玻璃跨度就大大减少,就能使用较薄的玻璃。
2. 建筑师在设计玻璃幕墙时应该考虑的主要问题。
2.1 如何选用合适玻璃幕墙型式。
采用玻璃幕墙的建筑，外观的效果非常重要。玻璃幕墙的选型是建筑设计的重要内容，设计者不仅要考虑立面的新颖、美观，而且要考虑建筑的使用功能、造价、环境、能耗、施工条件等诸多因素。如果仅从围护功能来说，不同类型的幕墙形式都是一样的，但要表达建筑师所追求的建筑手法、建筑风格来讲，不同形式的玻璃幕墙在外观上的效果相差非常大，往往不只是线条上的差别，更重要的是质感、体量感的差别。对于外立面的幕墙效果来说基本上可以三种。一种是追求坚向线条，主要体现建筑挺拔向上的，第二种是追求横向线条，主要体现建筑宽广、水平延伸的建筑思路，第三种是追求空间轮廓线条，主要体现建筑异形、多维空间变换思路。