高层建筑玻璃幕墙设计要素解析

杨俊

深圳市三鑫科技发展有限公司上海鑫技幕墙分公司， 上海， 201114

摘要：在社会经济快速发展的环境背景下，高层建筑也拔地而起，掀起了建筑建设的浪潮。在高层建筑中，玻璃幕墙凭借自身的节能性、新颖性脱颖而出，成为了高层建筑广泛应用的新形式。玻璃幕墙作为高层建筑的重要外围结构之一，对高层建筑的室内空间环境、外在建筑形象等多方面都有着重要的影响。但是从目前的玻璃设计现状来看，其设计模式缺乏对玻璃幕墙建筑设计的重视，导致二者之间的矛盾越来越突出。因此，要想玻璃幕墙的质量、性能符合标准，就必须在设计时不断进行完善和调整。本文从高层建筑这一建筑类型出发，对玻璃幕墙的设计展开进一步研究，以期能对指导高层建筑实践、促进建筑创作有重要作用。

关键词：高层建筑；玻璃幕墙；设计原则；幕墙材料

引言

玻璃幕墙作为高层建筑的主要墙体装饰之一，显然已经成为了现代建筑的一种象征形式。玻璃幕墙顾名思义，玻璃是其主要构成材料，所以易随性是其主要特征，也是其主要缺点，所以玻璃幕墙在设计时也面临着更加严苛的要求。尽管玻璃幕墙自身的节能性能优越，隔热、保温效能也非常好，具有维修便捷和设计灵活的优势，但其造成的光污染和能耗严重等问题也是玻璃幕墙在使用过程中不得不重点解决的问题。

一、玻璃幕墙概述

玻璃幕墙的主要结构就是支撑体系和面板，具备一定的位移能力，并不需要承担主体结构的受力作用，所以又称之为外围护结构或者装饰结构，是现代化高层建筑中款式最新颖、最受欢迎的装饰方法之一。一般情况下，玻璃幕墙可以分为单层玻璃和双层玻璃两种。在实际设计中，玻璃幕墙可以通过普通玻璃和镜面玻璃进行结合，形成中空玻璃；双层玻璃则需要在控制玻璃中注入一些气体。中空玻璃应用在现代高层建筑中，具有很多非常强势的优势，例如隔音效果好、隔热效果好、可以隔离太阳直射而产生的紫外线、辐射，冬季寒冷可以起到保温作用，夏季潮湿可以起到防潮作用等等。玻璃幕墙也凭借着自身的诸多优势和多样化的形式种类，广泛应用于现代高层建筑中。

二、设计原则

要想确保玻璃幕墙的质量，确保其能够发挥出全部的作用，在进行设计时必须要遵循以下几个原则。首先就是在针对高层建筑的装饰及外围结构，玻璃幕墙的具体类型和形式是极其重要的，因为它不仅能直接对建筑接触面产生影响，而且对工程造价、幕墙节能效果都产生不同程度的影响。节能效果作为玻璃幕墙设计的核心因素，在设计时必须要重点考虑。换言之，不仅幕墙种类会影响到工程造价，而且其他节点因素形式也可能会影响到工程造价。此外，还存在外部环境因素也会对目前的节能效果产生影响。总之，在进行玻璃幕墙设计时，要充分考虑可能会对节能效果产生影响的因素，在符合科学合理的原则下，采用高效、可行的方式来进行幕墙类别选择。

在玻璃幕墙设计之前，要对当地的地理环境、气候环境等进行综合考量，例如北方地区夏季炎热，冬季寒冷，所以在进行玻璃幕墙选择时，应该要考虑其保温能力；其次在南方地区因为夏季炎热潮湿，光照时间强，所以在进行玻璃幕墙选择时，要选取隔热效果好、遮阳效果好的系统。所以，在进行玻璃幕墙设计时，要充分考虑实际需求和各种影响因素，满足高层建筑的实际使用需求，遵循经济实用原则和科学节能原则，避免不合理的玻璃幕墙设计对建筑物造成能耗浪费，进而提高高层建筑的整体性能。

尤其是在设计过程中，如果只追求节能效果好，而选用大量的昂贵材料，很有可能造成工程造价超预算；反之，如果只是单方面的考虑经济价格，很有可能导致选择的玻璃幕墙并不具备良好的节能效果，甚至直接影响到玻璃幕墙无法发挥作用。因此在设计时，必须要综合考虑经济因素和节能因素。

三、幕墙材料的选取

1、选择节能性好的材料

在时代快速发展的背景下，高楼耸立，对建筑材料也提出了更高的要求，各种高性能的幕墙材料层出不穷。尤其是高层建筑物的玻璃材料选择上，不仅要求有良好的隔热性能，而且要求在阳光的长时间照射下不会轻易毁坏。变色玻璃又称调光玻璃，是指在外部环境，例如阳光直射，温度较低或者表面受到一定的压力时会改变颜色，并且能够随之变化；当外部环境释放的压力消失时，玻璃幕墙便会恢复本来的颜色。LOW-E玻璃，也就是人们常说的低辐射玻璃，顾名思义，是在玻璃自身镀上一层金属物质，然后这些金属物质会在玻璃的表面形成一层具有隔离保护作用的镀膜层，能在隔热的同时，有光线穿入。再者就是隔热玻璃，能够将太阳照射产生的热量进行吸收和隔离，能够起到很好的降温效果和隔热效果。

通常，市面上常用的Low-E玻璃镀上的金属物质层均为银层。而针对不同的玻璃技术参数要求，我们可以适当的选择単银、双银甚至三银产品玻璃。单银Low-E玻璃通常只含有一层功能层（银层），加上其他的金属及化合物层，膜层总数达到5层。随着建筑物节能、通透性（采光）的进一步需求，具有两层功能层（银层）的双银Low-E玻璃应运而生，双银玻璃的膜层总数达到9层以上。双银Low-E玻璃较単银Low-E玻璃而言的优势可简单总结如下：在相同玻璃组合下，双银Low-E玻璃比单银LOW-E具有更低的辐射率和更低的传热系数（U值）。双银Low-E玻璃具有更低的遮阳系数即Sc值。在遮阳系数（Sc值）相同的情况下，可见光透过率比单银Low-E更高。而三银玻璃的技术参数虽然比双银和単银更好，但是，三银玻璃的技术工艺控制难度也更高，且产品性能不够稳定，所以在玻璃的选择上，我们应该更多的选择双银玻璃。

2、选择玻璃幕墙的气密性高的材料

玻璃幕墙气密性和节能性是互相关联的，一旦一方出现问题必然会影响到另一方，甚至影响整体建筑的节能效果。因此，要想提高幕墙的气密性，可以以幕墙的设计级别为基础来进行有效控制。如果幕墙的面积较大，则需要对相关配件以及玻璃幕墙材广域感，保证材料符合各方面的实际需求，保证玻璃幕墙的气密性良好。所以在材料的选择和应用上，可以选择加入一些玻璃元素。

四、高层建筑玻璃幕墙的设计要素

1、可靠性设计

可靠性对于任何一项建筑而言都是至关重要的，当然，高层建筑并不例外，甚至在进行玻璃幕墙设计时更应该高度重视玻璃幕墙的可靠性和安全性。在设计过程中，不仅要严格遵守设计要求和标准，而且要严格遵守具体安全规定，尤其是要对幕墙玻璃的防震能力、抗风能力、承重能力进行反复试验和分析，避免存在安全漏洞。当然，会对玻璃幕墙安全性和可靠性产生影响的因素还有很多，所以在设计时要综合考虑所有可能会对玻璃幕墙可靠性产生威胁的因素。

2、防火设计

对高层建筑玻璃幕墙进行必要的防火设计，不仅能够保证建筑室内环境的安全，而且对于整体高层建筑而言也是十分必要的。进行防火设计主要是为了处理好玻璃幕墙和接触洞口葛其他构建之间的缝隙，也就是说，良好的气密性、耐久性和稳定性是进行防火设计的前提。而且在进行防火设计时，玻璃幕墙的材料也要慎重选择，任何可能易燃的材料都不能在考虑范围内。其次，还要根据实际情况进行适当的高度外延，并反复对玻璃幕墙的耐火性进行实验，掌握耐火极限。此次之外，还要充分考虑设计的美观，考虑玻璃幕墙的多样性和合理性，根据材料自身特点进行综合设计，使高层建筑玻璃幕墙的防火设计达到最佳。

3、避雷设计

玻璃幕墙作为高层建筑的主要外围结构之一，并不会对其进行专门的避雷设计，而是会采用主体结构防雷体系结合的方式。概括来说，也就是将整个建筑主体的防雷体系与玻璃幕墙相连接，使玻璃幕墙融入到主体建筑的防雷体系之中，如果遭遇雷电，建筑主体结构便会将其转移到地下，这样玻璃幕墙便不会遭受到雷电的威胁。

结语

随着高层建筑的增多，人们的选择也从琳琅满目的建筑物向节能性转变。玻璃幕墙的出现，不仅可以在美观性上满足人们的视觉需求，而且还能在节能性方面满足人们的高品质追求。但是在实际建设中，玻璃幕墙也面临很多重点、难点问题需要进一步思考和解决，尤其是在设计原则方面和材料选择方面，遵守基本设计原则，选择优质的材料不仅可是对玻璃幕墙进行完善和补充，而且对于提升整体建筑水平也是极其有利的。

参考文献：

[1]黄韵.极简主义理念在现代室内设计中的应用[J].江西建材,2020(08):88-89.

[2]刘俊宏.极简主义在现代室内设计中的运用[J].建筑结构,2020(12):147-148.

[3]李一麒.极简主义室内设计材料应用探析[J].大观(论坛),2018(07):58-59.

[4]张晓明.高层建筑玻璃幕墙设计要素解析[J].建材与装饰,2021(02):70-71.