门窗幕墙知识--玻璃幕墙结构的深化设计

玻璃幕墙结构的优势在于能够虚化建筑立面,与实墙形成虚实对比,使建筑的立面更为丰富。此外,它还能够满足采光和通风的需求。玻璃骨架可以将立面分隔,增加了立面的变化性。在摩天大楼中,玻璃幕墙将整个建筑与天空融为一体,反射出空明的蓝天和飘舞的白云,营造出绚丽的色彩。

1、玻璃幕墙的概念

玻璃幕墙是一种由支承结构体系和玻璃组成的建筑外围护结构或装饰结构。相对于主体,玻璃幕墙具有一定的位移能力,不承担主体结构所受的负荷。由于其具有吸收红外线、减少室内太阳辐射和降低室内温度等优点,因此在我国建筑工程中广泛应用。玻璃幕墙是现代主义高层建筑的显著特征之一,也是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法。

一般情况下,玻璃幕墙使用铝合金或其他金属轧制而成的空心杆件做骨架,以玻璃作为围护墙。玻璃幕墙一般分为单层和双层玻璃墙体。反光绝缘玻璃厚度一般为6mm,墙面自重约为40kg/m2,具有轻巧美观、不易污染和节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有色彩的金属镀膜,从外观上看整片外墙犹如一面镜子。

写字楼玻璃幕墙

2、玻璃幕墙的优缺点

优点:

玻璃幕墙是一种当代新型建筑墙体,它将建筑美学、功能、节能和结构等因素有机地统一在一起,使建筑物从不同角度呈现出不同色调,随着阳光、月光和灯光的变化展现出动态美感。世界各大洲的主要城市都建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑,如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦和西尔斯大厦等。国内也有许多知名建筑采用了玻璃幕墙,如香港中国银行大厦、北京长城饭店和上海联谊大厦等。

缺点:

玻璃幕墙也存在一些局限性,如光污染和能耗较大等问题。此外,玻璃幕墙的光洁透明也不耐污染,尤其在大气含尘量较高、空气污染严重、降雨稀少的北方地区,玻璃幕墙容易受到污染,影响城市的景观。由于材料和施工质量的原因,玻璃幕墙颜色不均匀、波纹各异,并且由于光反射的不可控性,导致光环境的混乱。但随着新材料、新技术的应用,这些问题正在逐步纳入到建筑造型、材料和节能的综合研究体系中,作为整体设计问题来深入探讨。

办公楼玻璃幕墙

3、玻璃幕墙的设计要点

① 光影效果

玻璃幕墙具有很强的感光性,能够反射周围的光线,为建筑的光影艺术提供了极好的表现手法。在进行玻璃幕墙设计时,需要充分研究建筑周围的环境,结合其特点,设计出适合环境的玻璃幕墙,同时要避免光污染的产生。

在选择玻璃幕墙的色彩时,要考虑周围环境的主要色调,同时充分研究建筑物的艺术效果和功能用途。

② 造型设计

建筑设计应该通过优化组合玻璃幕墙和实体墙面,利用玻璃幕墙独特的采光性能,结合石材等实体墙面进行设计,创造出各种造型,实现标新立异。

③ 墙面划分

墙面划分应该考虑建筑艺术气息的营造,在合理利用玻璃原材尺寸的基础上,结合设计协调性、施工工艺的选择以及受力特性。对于玻璃幕墙墙面的划分,若要追求正式、严肃的感觉,一般要求等尺寸、等距离的划分;若要追求个性张扬、青春活泼的感觉,可以进行自由划分。

商场玻璃幕墙

4、玻璃幕墙的结构设计原则

玻璃幕墙通常是竖直的且面积很大,因此需要优化考虑风荷载对玻璃的弯曲应力。同时,在地震作用下,构件连接点可能会受到强烈震动导致松弛现象,从而引发玻璃幕墙坍塌,因此在结构设计中需要加强对其抗震性能的优化。

玻璃幕墙的结构设计要遵循以下的原则:

① 为了保证主题建筑的安全性,玻璃幕墙不能承受主题建筑的荷载作用力和地震作用,幕墙上的构件应该悬挂在主题建筑上,玻璃幕墙的施工应遵循围护原则而非支撑。

② 在设计玻璃幕墙和连接构件时,需要考虑其刚度,确保在主体建筑在风荷载、地震、温度等作用下发生位移或变形时,避免幕墙破坏。

③ 对于非抗震设计下的玻璃幕墙,应保证在风荷载作用下玻璃完整无损,并确保连接构件能够应对主体的位移变形。

④ 对于需要抗震设计的重要建筑,玻璃幕墙在地震时不能破损,应按照一定的抗震烈度进行设计,保障在地震后玻璃幕墙基本完好,超过地震烈度时,玻璃幕墙的主体骨架可以再次利用。

⑤ 在玻璃幕墙的结构设计中,应全面考虑自重荷载、风荷载、地震和温度等因素,并综合优化各因素,提出最合理的设计方案。

建筑玻璃幕墙

5、玻璃幕墙在设计中的应用

① 立面构成

建筑的层高、开间、柱距都是按照建筑模数统一划分的尺寸,通过等距等高的格线进行垂直和水平方向的统一划分。如果将其视作平面构成的骨格线,玻璃窗板就是基本形,整个幕墙立面如同一个平面的重复构成图案。这种重复排列具有很强的秩序性和统一感,为避免单调呆板,设计时可以在框格的面积划分、玻璃板的颜色、相邻材质、构成新的图案上进行变化,以达到视觉效果的完美,但也要避免过于散乱而显得琐碎。

玻璃幕墙多用于高层建筑上,可以通过建筑表面的各种变化达到立面设计效果,表现出虚实、光影和立面分隔等效果,同时还可以形成平面和曲面。在这个建筑中,玻璃幕墙形成了一个曲面,形态十分流动,具有动感。

采用了横框竖隐的玻璃幕墙形式,将建筑立面进行横向划分,使玻璃立面能横向延伸,并具有美感。这种虚的立面与顶部和旁边的实墙形成强烈的虚实对比。

②  色彩构成

可以在整体都是白色的玻璃幕墙上穿插一层黑色的玻璃幕墙,这样做,可以使这一层黑色的玻璃幕墙更为显眼。这样的色彩变化可以使建筑立面不那么呆板,稍稍形成色彩变化,打破立面的整体感。使建筑的色彩更为丰富。

③  对立统一

可以在整个白色玻璃幕墙中穿插一层黑色玻璃幕墙,这样可以使黑色幕墙更为突出显眼。这种色彩变化可以使建筑立面不显得呆板,稍微形成色彩变化,打破立面的整体感,从而使建筑的色彩更加丰富。

该建筑将一个长条状建筑嵌入到一个块状建筑中,其中长条状建筑采用了竖向分隔的形式,而块状建筑则采用了隐框碎玻璃的形式。两者有机地结合在一起,使立面呈现出对立统一的格局。

6、结语

综上所述,幕墙的设计可分为两个主要阶段:幕墙效果和幕墙构造。这两个阶段分别由建筑专业和幕墙专业的专业人员负责,需要相互配合和协调完成。由于玻璃幕墙可以增加主体建筑的艺术气息,成本相对较低等优点,因此在现代装饰中得到了越来越广泛的应用。因此,必须深入研究玻璃幕墙的设计要求、要点和原则,制定合理的设计方案,以确保玻璃幕墙既能增加主体建筑的魅力,又能保证其安全性。玻璃幕墙具有广阔的应用前景,通过对其进行详细研究,相信它将更好地应用于未来建筑的装饰中。