点式玻璃幕墙

点式玻璃幕墙

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简介

  由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构构成的玻璃幕墙称为点支式玻璃幕墙。根据支撑结构点支式玻璃幕墙可分为工形截面钢架、格构式钢架、柱式钢桁架、鱼腹式钢架、空腹弓形钢架、单拉杆弓形钢架、双拉杆梭形钢架、拉杆(索)形式一和拉杆(索)形式二

  

分类

  上述9种结构可分为三类

  (1)金属支撑结构点支式玻璃幕墙:这是最早的点支式玻璃幕墙结构,也是采用最多的结构类型。

  (2)点支式全玻璃幕墙:支撑结构是玻璃板,称其为玻璃肋。采用金属紧固件和连接件将玻璃面板和玻璃肋相连接,形成玻璃幕墙。由玻璃面板和玻璃肋构成的全玻玻璃幕墙视野开阔、结构简单,使入耳目一新。最大限度地消除了建筑物室内外的感觉。

  (3)杆(索)式玻璃幕墙:支撑结构是不锈钢拉杆或拉索,玻璃由金属紧固件和金属连接件与拉杆或拉索连接。在此类玻璃幕墙的结构中,充分体现了机械加工的精度,每个构件都十分的细巧精致,本身就构成了一种结构美。

  点支式玻璃幕墙是一门新兴技术,它体现的是建筑物内外的流通和融合,改变了过去用玻璃来表现窗户、幕墙、天顶的传统做法,强调的是玻璃的透明性。透过玻璃,人们可以清晰地看到支撑玻璃幕墙的整个结构系统,将单纯的支撑结构系统转化为可视性、观赏性和表现性。由于点支式玻璃幕墙表现方法奇特,尽管它诞生的时间不长,但应用却极为广泛,并且日新月异地发展着。新型的结构体系——平面网索结构,它的特点是:结构简洁、无任何空间遮挡、通透性极佳、变形大。

  

点支式玻璃幕墙的特性

  (1)通透性好:玻璃面板仅通过几个点连接到支撑结构上,几乎无遮挡,透过玻璃视线达到最佳,视野达到最大,将玻璃的透明性应用到极限。

  (2)灵活性好:在金属紧固件和金属连接件的设计中,为减少、消除玻璃板孔边的应力集中,使玻璃板与连接件处于铰接状态,使得玻璃板上的每个连接点都可自由地转动,并且还允许有少许的平动,用于弥补安装施工中的误差,所以点支式玻璃幕墙的玻璃一般不产生安装应力,并且能顺应支撑结构受荷载作用后产生的变形,使玻璃不产生过度的应力集中。同时,采用点支式玻璃幕墙技术可以最大限度地满足建筑造型的需求。

  (3)安全性好:由于点支式玻璃幕墙所用玻璃全都是钢化的,属安全玻璃,并且使用金属紧固件和金属连接件与支撑结构相连接,耐候密封胶只起密封作用,不承受荷载,即使玻璃意外破坏,钢化玻璃 破裂成碎片,形成所谓的“玻璃雨”,不会出现整块玻璃坠落的严重伤人事故。

  (4)工艺感好:点支式玻璃幕墙的支撑结构有多种形式,支撑构件加工精细、表面光滑,具有良好 的工艺感和艺术感,因此,许多建筑师喜欢选用。

  (5)环保节能性好:点支式玻璃幕墙的特点之一是通透性好,因此在玻璃的使用上多选择无光污染的白玻、超白玻和低辐射玻璃等,尤其是中空玻璃的使用,节能效果更加明显。

  

与普通玻璃区别

  (1)结构形式:点式玻璃幕墙是采用计算机设计的现代结构技术和玻璃技术相结合的一种全新建筑空间结构体系,幕墙骨架主要由无缝钢管、不锈钢拉杆(或再加拉索)和不锈钢爪件所组成,它的面玻璃在角位打孔后,用金属接驳件连接到支承结构的全玻璃幕墙上。而一般玻璃幕墙则多为平面框式、竖向杆件受力体系的结构。

  (2)玻璃固定形式:点式玻璃幕墙的玻璃是用不锈钢爪件穿过玻璃上预钻的孔得以可靠固定的,而一般玻璃幕墙,如全隐式或半隐式都是用结构胶粘接固定在框架上的。

  (3)构件加工:点式玻璃幕墙的主要金属构件,均需车钻、冲压机床的精密加工,成批工厂化生产,现场安装精度高而质量好。而一般玻璃幕墙的铝合金多在施工现场就地赖电动机具制作,加工略嫌粗糙,精度不高,效能低。

  (4)玻璃品种与规格:点式玻璃幕墙所用的玻璃多为低辐射或白钢化中空玻璃,且对解决城市光污染有一定效果,玻璃规格限制不是那么严格。而一般玻璃幕墙常采用镀膜反射玻璃,玻璃规格一般偏小。

  

设计参数

  中心主立面点式玻璃墙约1200m2,幕墙立面除最下排用12+12A+8钢化中空玻璃外,余采用10+12A+10钢化中空玻璃。设计按基本风压标准值0.40kN/m2,钢结构最大温差值41℃,玻璃最大温差值80℃,抗震设防六度,耐火等级一级考虑。钢结构涂装选用基层喷砂Sa2.5级,防腐涂料用Sz-1G无机镀锌涂料,厚度100μm,防腐年限20年;钢管、镀锌钢槽、钢棒为Q235材质;不锈钢拉杆、钢爪(X型)、扣件的材质应符合国标GB1220;耐候密封胶、结构硅酮胶采用美国道康宁DC793、DC995;其它材料质量需符合有关规范和标准。

  

施工技术

  (1)安装施工顺序:现场测量放线→安装(预埋)铁件→安装钢管立柱→安装钢管横梁→安装不锈钢拉杆→钢结构检查验收→除锈刷油漆→安装玻璃→玻璃打胶→清理玻璃表面→竣工验收。

  (2)安装施工质量控制:首先对加工生产的钢构件及钢化中空玻璃按国家规范组织进行验收,并审核出厂合格证,未经认定合格不得使用;其次,铁件的安装是整个安装工程的基础,既是难点,又是重点,必须严格按图纸要求认真测量放线,需经检查核对确认无误后方可定位施工;第三、按照施工方案确定的顺序,先安装钢管立柱并固定,再按单元从上到下安装钢管横梁,在安装尺寸复核调整无误后焊牢,注意焊接质量,做好防腐。在安装横梁的同时按顺序及时安装横向及竖向拉杆,并按设计要求分阶段施加预应力;第四,安装玻璃,先要确定吊装方案,经批准后方可执行。玻璃按顺序全部安装完毕后,应进行整体平面平整度的检查,确认完全符合图纸设计要求后方可进行打胶,需打胶部位宜用“二甲苯”擦净,然后粘贴保护胶纸?(注意平行),打胶要持续均匀,胶注满后要随时检查里面是否有气泡并及时进行处理。修饰好缝表面后,迅速撕掉保护胶带。待耐候胶表面固化后,清洁内外玻璃面,并做好防护标志。

  

优缺点分析

  优点

  玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来,建筑物从不同角度呈现出不同的色调,随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑,如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。香港中国银行大厦、北京长城饭店和上海联谊大厦也相继采用。

  反光绝缘玻璃厚6毫米,墙面自重约50kg/㎡,有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜,从外观上看整片外墙犹如一面镜子,将天空和周围环境的景色映入其中,光线变化时,影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下,室内不受强光照射,视觉柔和。中国1983年首次在北京长城饭店工程中采用。

  去过美国纽约的人大凡会被其繁华的都市风貌所折服,那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观,而其通体的玻璃幕墙映衬出空明的蓝天和飘舞的白云,更为之增添了绚丽的色彩。那么,玻璃幕墙是怎么做成的呢?玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃,它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等,并经钢化制成颜色透明板状玻璃,它可吸收红外线,减少进入室内的太阳辐射,降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线,又能像玻璃一样透过光线。

  缺点

  玻璃幕墙也存在着一些局限性,例如光污染、能耗较大等问题。但这些问题随着新材料、新技术的不断出现,正逐步纳入到建筑造型、建筑材料、建筑节能的综合研究体系中,作为一个整体的设计问题加以深入的探讨。

  光污染

  玻璃幕墙大约于20世纪80年代传入我国,深圳、广州、北京、上海等大中城市,大面积采用玻璃幕墙的建筑随处可见,然而由此造成的光污染却是人们始料不及的。玻璃幕墙的光污染,是指高层建筑的幕墙上采用了涂膜玻璃或镀膜玻璃,当直射日光和天空光照射到玻璃表面时由于玻璃的镜面反射(即正反射)而产生的反射炫光。

  首先,光污染是制造意外交通事故的凶手。矗立在交通繁忙道路旁或十字路口上的一幢幢玻璃幕墙大厦,就像一大块几十米宽、近百米高的巨大镜子,在太阳光下熠熠闪光,并对地面车辆和红绿灯进行反射(甚至是多次反射)。反射光进入高速行驶的汽车内,会造成人的突发性暂时失明和视力错觉,在瞬间会刺激司机的视线,或使他感到头晕目眩,给行人和司机造成严重危害。据北京的一些司机反映,下午4点左右从西往东开车时,强烈的反光刺得眼睛都睁不开了,若不警惕,这种光污染可能造成交通事故,威胁人们的生命安全。其次,光污染也给附近的居民生活带来了麻烦,尤其是那些建在居民小区附近的玻璃幕墙,会对周围的建筑形成反光。据光学专家研究,镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈,其反射率高达82%~90%。夏日阳光被反射到居室中,使室温平均升高4~6℃,空调开支大幅增长,影响人们的正常居住使用。更有甚者,长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人,容易导致视力下降,产生头晕目眩、失眠、心悸、食欲下降及情绪低落等类似神经衰弱的症状,使人的正常生理及心理发生变化,长期下去会诱发某些疾病。国家环保局每年都接到全国各地对光污染的多起投诉,并对此予以高度重视。  此外,玻璃幕墙很容易被污染,尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区,玻璃幕墙更易蒙尘纳垢,这对城市景观而言,非但不能增“光”,反而丢“脸”。又由于一些玻璃幕墙所用材质低劣,施工质量不高,出现色泽不均匀,波纹各异,导致玻璃幕墙如同哈哈镜一般。在阳光下,每块玻璃不是显现均衡一致的光影,而是四处漫射。显然,这样的建筑物,难以使人联想到明快、豪华,只能使人感到光怪陆离和滑稽可笑,城市形象也因此大打折扣。  光污染虽然危害很大,但只要采取适当措施还是可以预防的。

知识延伸——玻璃幕墙

  玻璃幕墙(reflection glass curtainwall),是指由支承 结构体系与玻璃组成的、可相对 主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的 建筑外围护结构或 装饰结构。墙体有单层和双层玻璃两种。玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法,是 现代主义高层建筑时代的显着特征。

  现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合,隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分,两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架,形成一个夹层空间;三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量,当室外温度为-10℃时,单层玻璃窗前的温度为-2℃,而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在炎热夏天,双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙,但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉,极大地改善了生活环境。

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