高层建筑外墙装饰玻璃幕墙设计要点探讨

高层建筑外墙装饰玻璃幕墙设计要点探讨

潘丽华

广东世纪达建设集团有限公司

摘要：本文结合工程实例，对高层建筑外墙装饰玻璃幕墙设计要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：高层建筑；外墙装饰；玻璃幕墙；设计要点

一、前言

随着我国城市建设的高速发展，人们生活的物质水平不断提高，从而更加注重精神上的享受，建筑玻璃幕墙的使用能够使简单的建筑外围结构变得更加丰富多彩，从而在建筑设计中得到越来越广泛的应用，但是玻璃幕墙也有其局限性，比如，玻璃作为一种易碎材料使用在建筑外围结构中很容易发生安全事故，不同的建筑对外围结构的要求也不同，因此，需要使用不同材质或者不同规格的玻璃幕墙，一定要根据建筑物的实际情况和要求进行设计，避免安全事故的发生。笔者在对东莞南城凯泰大厦（7号商业办公楼）幕墙工程，该项目设计参数：基本风压值：0.55KNm2（按50年一遇）；地面粗糙类别：C类；抗震设防烈度：7度；基本地震加速度值0.10g。东莞市属亚热带季风气候，长夏无冬，日照充足，雨量充沛，温差振幅小，季风明显，幕墙设计以《建筑结构荷载规范》GB50009-2012作为风荷载标准值取值依据。下面就对该项目玻璃幕墙设计要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。

二、幕墙结构设计

（1）结构设计。本工程建筑幕墙悬挂在主体结构上，幕墙通过预埋件与混凝土梁柱连接。幕墙主要构件均悬挂在主体结构上，只承受风菏载及自重和地震作用，不承受主体构的荷载。

（2）玻璃幕墙设计。玻璃幕墙横向和竖向骨架连接采取构造措施，有效解决伸缩问题。幕墙骨架与主体结构的连接可三围调节，保证幕墙的平面度与垂直度。

（3）防雷设计。本工程防雷措施按一类防雷建筑设防。钢骨架立柱全部连通，与原建筑防雷系统接地主筋焊接形成导电连接。防雷均压环采用直径12mm圆钢，在第三层设置，均压环与后埋件焊接连接。所有防雷焊接连接处焊接长度不小于

100mm。系统测试接地电阻≤10欧姆。

防火设计。按中华人民共和国国家标准《建筑设计防火规范》的要求进行耐火等级为一级。本工程幕墙按建筑防火分区设置防火隔离层。在跨层处，幕墙玻璃与梁之间存在一定的间隙，而上下两层属于不同的防火空间，因此必须进行防火处理，隔离层采用1.5mm厚镀锌钢板防火槽，填充1OOmm厚防火岩棉，耐火极限≥2小时。

三、幕墙系统性能设计

（1）抗风压性能。抗风压性能系指幕墙在与其垂直的风压作用下保持正常功能，不发生任何损坏的能力。和幕墙风压变形有关的气候参数主要为风速值和相应的风压值。对于幕墙这种薄壁外围护结构，既需考虑长期使用过程中，在平均风速作用下，保证其正常功能不受影响，又要注意到在阵风袭击下不受损坏，保证安全。《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）规定幕墙的抗风压性能能应根据

作用在幕墙上的风荷载标准WK确定其性能设计值。抗风压性能能分级值按《建筑幕墙》（GBT21086-2007）规定如表1所示：

表1、建筑幕墙抗风压性能等级

我国国家标准已明确规定风压变形性能设计值P3为风荷载标准WK，即

P3=WK。

本工程玻璃幕墙最大风荷载标准值：

则该工程玻璃幕墙系统的风压变形性能为2级。

（2）水密性能。水密性能系指在风雨同时作用下，幕墙透过雨水的能力。

GBT21086-2007《建筑幕墙》规定GB50178中ⅢA和ⅥA地区，热带风暴和台风多发地区按下式计算，且固定部份不宜小于1000Pa，可开启部分与固定部分同级。

则该工程幕墙的雨水渗漏性能为3级。水密性能分级值如表2所示：

表2、建筑水密性能分级

（3）气密性能。气密性能系指在风压作用下，其开启部分为关闭时的幕墙透过空气的性能。和幕墙气密性能有关的气候参数主要为室外风速和温度。气密性能分级值如表3所示：

表3、建筑幕墙整体气密性能分级

该工程幕墙系统开启部分均设置密封胶条，固定部分和其他室内外接缝均采用

密封设计，使空气渗透降低，满足规范要求。该工程幕墙的空气渗透性能为3级。

四、材料选用设计

（1）铝型材。本工程采用国产优质铝型材6063-T5和6063-T6，铝型材采用粉末喷涂。型材表面颜色以业主确认的样板为准，粉末喷涂局部膜厚40μm；室外铝型材表面氟碳喷涂处理颜色都为灰色或以业主样板为准。铝材应符合中华人民共和国标准GB5237最新标准。

（2）钢材。本工程所有钢材全部采用Q235B钢材，用于幕墙的钢材表面作热镀锌处理，其膜厚应大于45μm；外露钢构表面均采用氟碳喷涂处理，其膜厚应大于40μm，颜色以业主样板为准。所有钢材应选用国产优质碳素结构钢，其技术要求和性能指标应符合国家相关标准。

（3）玻璃。本工程采用国产优质玻璃，根据建筑图纸和设计计算的要求，选用以下玻璃类型用于本建筑外装饰工程。1）6mm热反射镀膜钢化玻璃（玻璃幕墙及门窗）；2）12或15mm钢化清玻璃（地弹簧门）；3）钢化透明夹胶防火玻璃6防火+1.14PVB+8mm（雨篷）；4）热反射镀膜夹胶钢化玻璃8+1.14PVB十8mm（中庭玻璃采光顶）；5）热反射镀膜夹胶钢化玻璃6+1.14PVB+6mm（MQ1）；6）透明夹胶钢化玻璃5+1.14PVB+5mm（玻璃栏杆）；玻璃必须采取均质处理（HST）来消除钢化玻璃自爆，厂家列出质量保证和验收措施。玻璃最终颜色在计算节能要求前提下以业王确认的样板为准。

（4）铝板。铝板选用国产优质2.5mm或3.0mm厚基材3003-H26单层防锈铝单板，会议厅球形幕墙选用25mm厚蜂窝铝板，须符合YS/T429.2-2000等相关标准。颜色为银灰色，最终以业主确定样板为准，铝单板表面采用氟碳三涂，其膜厚应大于4Oμm，须符合《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》（JG/T133-2000）等相关标准。

（5）结构胶、密封胶。本工程选用优质品牌公司生产的建筑硅酮结构胶、硅酮密封胶。隐框玻璃窗，其玻璃与铝型材的粘结必须采用中性硅酮结构密封胶；全玻璃幕墙采用镀膜玻璃时，必须采用中性硅酮结构密封胶，不能采用酸性硅酮结构密封胶。硅酮结构密封胶和硅酮建筑密封胶必须在有效期内使用；硅酮结构密封胶使用前，应经国家认可的检测机构进行与其相接触材料的相容性和剥离粘结性试验，并应对邵氏硬度、标准状态拉伸粘结性能进行复验。

（6）密封垫和密封胶条。1）橡胶垫断和密封胶条应采用黑色高密度的三元乙丙橡胶（EPDM）制品，均应挤压或模压成形，并符合中国国家现行标准GB10711的规定；2）铝合金之间的隔热垫块及两种不同金属（不锈钢除外）之间的幕墙横梁、立柱之间防噪音胶垫均采用邵氏硬度为60±5的三元乙丙胶条；3）玻璃承重垫块或塞压式垫块采用邵氏硬度为85±5的硬质三元乙丙橡胶（EPDM）制品；4）铝合金框开启门窗玻璃之间的防水密封胶条，室内、外均采用邵氏硬度为60±5的三元乙丙胶条，并具有20%至35%的压缩度。

（7）五金配件。1）本工程的各类五金件、紧固件、螺丝及垫片采用国产优质不锈钢件，不锈钢螺钉、螺栓的组别性能为A2-70，五金件应有钢材的材质报告、复验报告和产品合格证书。2）本工程上悬窗采用多点锁组件，五金件的颜色与门窗型材颜色一致；3）锚固件。后埋件钢板采用国产优质Q235B钢，后埋件锚栓采用国产优质化学锚M12x16。及相配套的优质树脂锚固剂并应有产品合格证书。

（8）其他材料。1）隔热保温材料选用国产100mm厚防火岩棉，其密度≥100kg/m3，导热系数≤0.044W/mk；2）双面胶、单面胶采用国产优质产品，与结构密封胶配合使用的中等硬度的聚胺基甲酸乙脂间隔双面胶带应具有透气性；3）用作填充材料聚乙烯泡棒采用国产优质产品，其密度不应大于37kg/m3。

五、幕墙施工中应用注意的相关问题

（1）防腐处理。1）连接钢码和连接钢板均进行热镀锌处理，其膜厚应大于45μm；2）所有受力钢构件的除锈等级为Sa2.5；焊缝必须除渣，焊缝处涂环氧富锌漆和银漆各二道；3）当铝材表面须与砂桨或混凝土等不同材料接触时，铝材表面应加上沥青涂料或其他防腐漆，沥青漆膜厚度为大于或等于0.75mm；4）所有钢立柱与钢角码连接处采用1mm厚橡胶片隔离，以防止产生摩擦噪音和不同金属之间的电化学腐蚀。

（2）焊接技术要求。1）钢结构的焊接除应执行《钢结构焊接规范（GB50661-2011）外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定；2）本工程所采用手工电弧焊，焊条为E43型，焊缝质量等级为二级；3）焊接长度除特别说明外均为满焊；4）焊缝高度除特别说明外焊脚高度等于板厚或不小于hf=6mm；5）采用合理的焊接方式和焊接顺序控制焊接变形；6）所有构件的连接件均采用优质碳素结构钢制品或不锈钢制品；所有锚栓锚固后须点焊以及立柱与主体连接的螺栓扭紧后，点焊，以防松脱。

（3）锚固件施工。化学锚栓M12x160锚入深度≥110mm。单个现场拉拔试验值：9.75KN。

（4）钢件加工精度要求：1）长度尺寸允许偏差±1Omm，角度尺寸允许偏差±30'；2）四边不应有明显加工变形，毛刺不大于0.2mm；3）孔位允许偏差±0.5mm，孔距允许偏差±0.5mm，累计偏差不大于±1.0mm；

（5）封修、清理。1）复核外饰面板块之间的距离及平整度，确认无误后，在接缝处中填塞与接缝宽度相配套的泡沫条，并保证连接且深度一致，以保证胶面厚度均匀可靠；2）在接缝两边饰面上粘贴不小于30mm宽度的保护胶带，防止密封粘到外饰面上造成污染，影响外观效果；3）用酒精或其它易挥发的清洁剂，擦拭胶缝的表面，除去灰尘及其它杂物，保证表面清洁无污染，防止密封胶粘接不牢，影响密封胶效果；4）注胶。注胶之前需做封胶与饰面材料之间的相溶性试验，并将试验报告提交监理公司等有关单位，得到各单位认可确定后开始注胶。除全玻幕墙外，不应在现场填注硅酮结构胶；5）修胶。注好的密封胶表面要用到刮板或其它修胶工具进行修整，以保证胶缝表面光滑、平整、均匀；6）清理。

对外饰面进行清洗，保持外饰面清洁，同时撕去注胶用的胶带，除去铝合金窗板块表面的保护膜；7）玻璃门及落地窗在视线高度须设置警示标志（或防碰撞设施）。

六、结语

总之，建筑物的外围结构是建筑物首先呈现给人们的部分，关系到建筑物的总体形象。在高层建筑玻璃幕墙设计中一定要注重结合建筑物的实际情况，建筑外围结构的形式，科学合理地设置幕墙的比例，保证幕墙的安全性和可靠性。本工程由于各方面设计得当，取得了满意的施工效果，赢得了业主的好评。