关于建筑工程中的玻璃幕墙设计分析

摘要：随着科学技术的不断发展，幕墙节能材料和节能体系的不断完善，通过对建筑幕墙构成材料节能体系的合理选择，采用并加强新技术新材料在玻璃幕墙上的应用，相信节能幕墙产品将会得到越来越广泛的应用。本文所叙述的抗风和抗震设计方法反映了我国玻璃幕墙设计技术标准的要求，可供设计人员参考应用。

关键词：建筑玻璃；幕墙设计

随着建筑师对玻璃幕墙的深入掌握，并加以灵活运用，必将创造出更多协调、美观，并富有中国建筑特点的现代化建筑。玻璃幕墙在建筑设计中合理运用，不仅要考虑建筑本身的特点，同时涉及了幕墙的设计、材料的选用、制作安装的全过程。

一、幕墙的建筑设计要素

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.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。

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。

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1.2：1～1.5：1，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。

二、建筑玻璃幕墙的节能设计

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有三种。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。

1.选择新型节能玻璃材料

（1）热反射镀膜玻璃。热反射镀膜玻璃又称阳光控制镀膜玻璃，是指具有反射太阳能作用的镀膜玻璃。其最大特点是利用镀膜能透过可见光，而把起加热作用的远红外光反射到室外，同时玻璃材料吸收的太阳热能被镀膜所隔离，使热主要散发到室外一侧，尽可能地减少太阳的热作用；

（2）低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃。低辐射玻璃、多功能镀膜玻璃又称保温镀膜玻璃，这类材料的特性是对可见光高通透，对红外线辐射高反射，特别是对远红外辐射有极高的反射率，可让80%的可见光进入室内，同时又能将90%以上的室内物体所辐射的长波保留在室内，透明性很好，广泛用于美术馆以及科学实验楼等；

（3）中空玻璃。现今中空玻璃的大幅度发展的主要原因是聚硫胶的出现和在中空玻璃中的广泛应用。中空玻璃是通过在两层平板玻璃中间利用间隔框架隔开，周边密封，充入干燥空气并填入少量干燥剂保持空气干燥而制得的。

2.玻璃幕墙的遮阳设计

（1）遮阳板面的组合与构造在满足阻挡直射阳光的前提下，可以有不同板面组合的形式，应该选择对通风、采光、视野、构造和立面处理等要求更为有利的形式。为了便于热空气的散逸，并减少对通风、采光的影响，常将板面做成百页的或部分做成百页的，或中间层做成百页的。遮阳板可用铝板，轻金属或混凝土制作。

（2）遮阳板的安装位置遮阳板安装的位置对防热和通风的影响很大。

三、幕墙的结构设计原则

玻璃幕墙是建筑物的护构件，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下产生位移时，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2.0～3.0KN/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：

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。

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。

3.非抗震设计的幕墙，在风力作用下，其玻璃不应破碎且连件应有足够的位移能力使幕墙不破损，不脱落。

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。

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安全性。

四、结语

随着我国经济的快速发展，面对当前国内建筑市场高速发展的机遇，我们要以更高的责任感和紧迫感来重新认识幕墙设计。以求建立健全幕墙设汁的完善体系，从建筑师幕墙设计师的培养、建筑设计的管理入手，让幕墙设计发挥出其应有的价值，来创造建筑设计的真正完美。

参考文献：

[1]JGJ102-2003，玻璃幕墙工程技术规范[S].

[2]玻璃幕墙的节能与环保.刘骁.建筑技术.2009-12-15.