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    玻璃幕墙安全技术交底

    发布时间:2018-6-16 14:22:59浏览次数:192文章出处:建筑幕墙设计甲级

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      玻璃幕墙虽然具有自重比较轻(为砖墙的1/10左右)、施工工期短、外形美观、立面丰富等特点,但也存在造价高、耗能大等问题,一般只用于高级建筑工程中。玻璃幕墙作为高层建筑的装饰墙体之一,需要正式的玻璃幕墙安全技术交底才可以实行。

    玻璃幕墙安全技术交底
    (图01  幕墙设计技术交底)

      (一)满足自身强度要求

      高层建筑的主要荷载来源于水平力(风力、地震力等),其中地震荷载主要由建筑结构主体承担,建筑结构应当正确选用结构材料(如钢筋混凝土和钢结构)和结构类型;而玻璃幕墙需要承担相应的风荷载。

      风荷载对建筑物产生的影响,主要包括迎风面的正压力和背风面的负压力。风力的大小与地区气候条件、建筑物的高度有关。据有关部门测定,一般内陆地区100m左右高度的建筑承受的风压力约为1.97kN/m2,沿海地区则为2.60kN/m2,因此高层建筑中的风荷载是水平荷载中的主要荷载,玻璃幕墙在设计时应具有足够的抗风能力。

      玻璃幕墙设计应选取合理的框架材料的截面,确定玻璃的适当厚度及面积大小,使玻璃幕墙具有足够的强度和安全度,这是玻璃幕墙设计中应重点解决的问题。1972年,美国在波士顿建造的汉考克大厦,外墙采用玻璃幕墙,玻璃总数为10000多块,施工后竟有1200多块玻璃破碎掉落,当时引起全世界的震惊。产生如此重大质量事故的原因,主要是玻璃自身强度不足所造成的。玻璃幕墙安全技术交底为避免因玻璃自身强度不足而破损,除选用合理的玻璃厚度和尺寸外,还应采用钢化玻璃、夹丝玻璃和半钢化玻璃。

    玻璃幕墙安全技术交底
    (图02  满足结构变形要求)

      (二)满足结构变形要求

      玻璃幕墙是一种厚度很小、面积很大的特殊结构,在建筑结构的外围主要受到风压力水平荷载。在风力的作用下,玻璃幕墙应当具有足够的抵抗变形的能力,通常用刚度允许值来决定。

      玻璃幕墙安全技术交底根据工程实践总结,各国对玻璃幕墙的刚度允许值各有不同的规定,国外大部分控制幕墙挠度的允许值为l/1000~l/250,而我国则规定为l/800~l/150。挠度允许值过大或过小,对玻璃幕墙的安全度和经济性都有较大的影响,因此在进行玻璃幕墙设计时,应当慎重确定幕墙的刚度允许值。

      (三)满足温度变形要求

      工程实践证明,建筑的内外温差、天气温变和早晚温度的变化,均会使玻璃幕墙产生胀缩变形与温度应力,如铝合金型材其伸缩性比较大,幕墙与建筑结构主体之间应采取“柔性”连接,允许幕墙与建筑结构主体水平、垂直和内外方向有调节的可能性。玻璃幕墙安全技术交底试验充分证明,只有满足幕墙温度变形的要求,不仅可以防止幕墙玻璃的破碎,而且可以消除由于变形、摩擦而产生的噪声。

      (四)满足围护功能要求

      玻璃幕墙作为建筑结构的围护结构,应能满足防风雨、防蒸汽渗透、防结露等方面的要求,并具有一定的保温、隔声、隔热的能力。防风雨、防蒸汽渗透、防结露主要靠密封的方法堵塞缝隙,其中以硅酮胶进行密封的效果最好,但注入缝隙中的厚度不应小于5mm。硅酮密封胶性能优良,耐久性好,根据德国工业标准DIN 53504中提供的技术数据,其可以抵抗-60~200℃的温度,抗折强度可达1.6N/mm2。

      在实际玻璃幕墙的施工中,由于硅酮胶的价格高昂,为减少用量和降低工程造价,可与橡胶密封条配套使用,即幕墙的下层采用橡胶条,上层采用硅酮密封胶。这样既能达到密封的良好效果,又能降低工程的投资。在保温方面,应通过控制总热阻值和选取相应的保温材料解决。为了减少热量的损失,玻璃幕墙安全技术交底提供了以下方面加以改善。

    1.   (1)改善采光面玻璃的保温隔热性能,尽量选用节能型的中空玻璃,并减少幕墙上的开启扇。
    2.   (2)对非采光部分采取保温隔热处理,通常做法是采用防火和隔热效果均较好的材料,如浮石、轻混凝土等,并设置里衬墙,也可以设置保温芯材。
    3.   (3)加强对接缝的密闭处理,以减少透风量。

      玻璃幕墙的各种玻璃保温性能,如表图03所示。‌

    玻璃幕墙的各种玻璃保温性能

    (图03  玻璃幕墙的各种玻璃保温性能)


      (五)满足隔热功能要求

      在我国南方炎热地区,为减少太阳的辐射和减少能耗,玻璃幕墙一般应采用吸热玻璃和热反射玻璃。常用的吸热玻璃又称为有色玻璃,可以吸收太阳辐射热45%左右;热反射玻璃又称为镜面玻璃,它能反射太阳辐射热30%左右,反射可见光40%左右。最新研制成功的热反射玻璃,在夏季能反射86%的太阳辐射热,室内的可见光仅17%左右,是一种极好的玻璃幕墙材料。

      在玻璃幕墙的设计中,还可以根据实际情况,采用不同品种的玻璃组合的中空玻璃,如吸热玻璃与无机玻璃的组合、吸热玻璃与热反射玻璃的组合、热反射玻璃与无色玻璃的组合等,其中热反射玻璃与无色玻璃的组合是采用最多的一种。

      热反射玻璃的最大特征是具有视线的单向性,即视线只能从室内的一侧看到室外的一侧,但不能从室外的一侧看到室内的一侧。这种特征使玻璃既有“冷房效应”,又有单向观察室外的效果。

      (六)满足隔声功能要求

      作为建筑结构外围的玻璃幕墙,必须具有一定的隔声性能,其隔声效果主要考虑隔离来自室外的噪声。按照声音传播的质量定律和材料试验,一般玻璃幕墙的隔声量低于实体承重墙,通常只有30dB左右,为半砖双面抹灰墙体隔声量65%左右。如果采用中空玻璃,其隔声量可以达到45dB;如果采用中空玻璃加其他隔声措施,其隔声效果会更好。

      在表图04中列举了不同材料墙体隔声性能的有关数据,在进行玻璃幕墙设计和施工中可供参考。‌

    不同材料墙体隔声性能的有关数据
    (图04  不同材料墙体隔声性能的有关数据)

      (七)具有一定防火能力

      玻璃幕墙的防火必须符合《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102—2003)中的要求。采用铝合金全玻璃幕墙的高层建筑,一旦发生火灾,铝合金框架达不到预定的耐火极限,为此除应设置砖石材料的里衬墙外,还应设置防火隔墙,即在玻璃与墙体之间填充岩棉或矿棉等非燃烧材料。

      玻璃幕墙安全技术交底为确保玻璃幕墙具有一定的防火能力,在幕墙与楼板处的水平空隙,应采用阻燃性材料进行填充,有条件时应设置水幕,水幕的喷水强度为0.5L/s,喷头的间距应不大于1m。此外,所有裸露的金属支座均应采用防火涂料进行保护。


    玻璃幕墙安全技术交底

    (图05  满足清洁更换要求)


      (八)满足清洁更换要求

      玻璃幕墙位于建筑结构的外围,暴露于大自然之中,其表面不可避免地存在不同程度的污染问题,所以在玻璃幕墙设计中应设置擦窗机。如深圳国贸大厦的玻璃幕墙为满足清洗和维修的要求,共设置了三台擦窗机,在主楼、裙房和旋转餐厅各设置一台。

      擦窗设备种类很多,如平台、滑动梯、单元式吊架、整体式吊架、吊轨式吊箱、轨道式悬臂吊箱、无轨吊车和大型轨道式双悬臂吊箱等多种,在设计中应根据玻璃幕墙的实际情况进行选用。

      (九)防止“冷热桥”出现

      玻璃幕墙一般由金属骨架和玻璃饰面组成,这两种材料的热导率存在很大差别,因此玻璃幕墙的“冷热桥”现象,是玻璃幕墙在使用中常见的一种质量问题,多发生在玻璃和型材的接触部分。

      玻璃幕墙安全技术交底为减少这种现象的发生,一种方法是在其间设置绝热材料,如聚氯乙烯硬质塑料垫等,这是最常采用的方法;另一种方法是在金属骨架中间设置阻止导热材料,不使金属传热速度过快,从而可防止“冷热桥”出现。

      最近几年,玻璃幕墙发展非常迅速,国外已朝着进一步提高保温、隔热、防水、气密、隔声、节能方向发展。除玻璃幕墙以外,还有铝板幕墙、铝合金复合保温板幕墙、其他金属复合保温板幕墙等。这些幕墙的骨架组合施工吊装和玻璃幕墙相同,幕墙饰面板的安装固定方法主要采用扣式连接和挂式连接。
    • 文章来源:建筑幕墙设计甲级
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