高层建筑玻璃幕墙设计与施工技术探究

方永胜

（浙江钌钚锝科技有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

1 工程概况

在高层建筑中使用玻璃幕墙，不仅能提升高层建筑的美观性，还能提升高层建筑的隔热、防霜等性能，对外墙具有保护功能。目前建设的大部分高层建筑结构均要求具备抗爆性能，以此提升建筑物的安全性。玻璃幕墙属于高层建筑的外围护结构，如果玻璃幕墙的设计和施工不合理，可能会导致高层建筑结构的安全性能下降，影响建筑物的使用安全。基于此，本文探究高层建筑玻璃幕墙设计与施工技术，以提升玻璃幕墙工程竣工后的安全性。

以广东省深圳市南山区留仙大道航天工研院总部大厦幕墙工程为研究对象，进行玻璃幕墙设计与施工技术研究。该工程幕墙的具体信息如表1所示。

表1 航天工研院总部大厦幕墙的信息

以该工程内框架玻璃幕墙的设计与施工技术为例，单元式幕墙与铝单板幕墙的设计与施工技术和框架玻璃幕墙相同。因为玻璃幕墙的抗爆性能直接影响高层建筑的安全性能，所以该工程玻璃幕墙的设计与施工必须重视玻璃幕墙抗爆性能的提升，本文以此为重点进行论述。

2 高层建筑玻璃幕墙设计技术

设计抗爆性能较优的玻璃幕墙，可避免建筑物内人们受到爆炸冲击波的袭击。玻璃幕墙设计共包含4个方面，即玻璃幕墙材料的合理选择，复合结构系统的设计，单元玻璃尺寸的设计以及玻璃幕墙的受力分析。

2.1 合理选择玻璃幕墙材料

选取合适的玻璃幕墙材料，尽可能选取抗冲击强度较优的安全玻璃，例如钢化玻璃或夹层玻璃等。当钢化玻璃或夹层玻璃受到爆炸冲击后，能够很好地避免冲击波袭击[1]。钢化玻璃或夹层玻璃被破坏后，其碎片也无尖锐的棱角，可最大限度地降低对室内人员的伤害。

2.2 设计复合结构系统

设计包含多种玻璃材料的复合结构系统玻璃幕墙，能最大程度地提升幕墙的抗爆性能。单种类型的玻璃材料，仅具备防风挡雨的功能，其抗爆性能较差[2-4]。采用多种玻璃材料进行设计的玻璃幕墙，不仅具备防风挡雨的功能，还能提升抗爆性能。复合结构选择的玻璃为：钢化夹层玻璃-15mm中空层-钢化夹层玻璃。钢化玻璃的厚度是10mm。

2.3 科学设计单元玻璃尺寸

要提升单元玻璃尺寸的科学合理性，可选取抗爆性能较优的铝合金框与玻璃组合到一起，玻璃槽口深度在23mm 至28mm 之间，这样便能保证玻璃幕墙遭受爆炸冲击波袭击时，充分约束玻璃，避免玻璃脱落[5]。利用优质结构硅酮胶，密封玻璃幕墙，进一步提升玻璃幕墙的抗爆性能。

2.4 重视玻璃幕墙受力分析

全部玻璃框槽口的深度必须完全相同，依据设计人员的经验和计算模拟，确定最终的槽口深度，用于确保玻璃遭受爆炸冲击波袭击后，整个玻璃单元仍然约束在玻璃中，不会出现玻璃脱落现象。设计玻璃幕墙过程中，玻璃框需要依据其接收玻璃爆炸力的变形峰值，分析玻璃框的承载能力[6]。当玻璃框的承载力在允许范围内，则按照该槽口深度进行设计，当玻璃框的承载力不在允许范围内，则重新确定槽口深度。

设计整体玻璃幕墙时，需要考虑玻璃幕墙的弹塑性状态。主要包括分析幕墙构建端部转角与延长比是否在允许范围中；遭受爆炸冲击波袭击时，玻璃幕墙的屈服强度是否在允许范围中。当前，软件模拟分析爆炸情况的技术先进可靠，依据分析结果，调整玻璃幕墙的设计方案，能最大程度地提升玻璃幕墙的抗爆性能。

3 高层建筑玻璃幕墙施工技术

3.1 施工工艺流程

框架式玻璃幕墙施工工艺流程如图1所示。

图1 框架式玻璃幕墙施工工艺流程

3.2 施工技术要点

3.2.1 前期准备

以设计要求及现场情况为前提，确定玻璃幕墙施工标准与控制指标。依据材料用途，分类放置玻璃幕墙施工材料。同时按照放置要求，合理存放施工材料，避免破坏材料，影响施工进度。

3.2.2 连接件安装

安装过程中，需将连接件横纵方向的交叉点与预埋件的交叉点对齐。连接件的面安装完成后，利用线条检查连接件安装位置是否正确，当连接件安装位置正确后，则以焊接的方式将连接件安装到一起，并对焊缝展开防腐处理[7]。

3.2.3 框架安装

框架安装包含立柱、横梁与线条连接件安装。

（1）立柱安装：以螺栓的方式，安装立柱。安装过程中，按照设计的节点图，放置立柱，立柱放置完成后，在安装螺栓的位置放入螺栓并拧紧螺丝。通过钢板插接，连接不同的立柱。两个立柱间的距离需要大于250mm，通过密封胶密封钢板插接的缝隙。两根立柱间的安装标高差需要低于3mm，立柱前后安装误差需低于3mm，立柱左右安装误差需低于2mm。为提升立柱安装精度，在立柱安装前要全面了解设计图纸，明确各立柱的安装位置。

（2）横梁安装：在竖框架和横梁间使用柔性贴片，可避免竖框架和横梁间出现磕碰问题。通过不锈钢连接横梁的穿螺杆，横梁保持水平后，拧紧螺丝。安装横梁过程中，还要检验记录，确保防雷装置的电气已接通，同时安装过程中还要不断调整每层横梁，令各层横梁均符合安装要求。

（3）线条连接件安装。横梁立柱安装完成后，将线条连接件安装在立柱，为保证垂直度需吊线，线条连接件安装结束后需要对其展开检查与调整，确保线条连接件符合安装要求。

3.2.4 防火保温层安装

以自攻钉与射钉的方式将防火板分别固定在防火隔断横梁两侧，对于自攻钉的安装方式，需要提前在横梁上打好钻孔。安装顺序是先用自攻钉固定防火板的一侧，再利用射钉固定防火板的另一侧。按照玻璃幕墙设计需求，在防火板内安装合适的防火岩棉。为防止雨水淋湿防火板，影响其防火性能，防火板需要在晴天时进行安装。

3.2.5 玻璃面板和扣盖安装

（1）确定玻璃安装位置，并不断修正玻璃运送方向，将玻璃精准运送至指定安装位置；

（2）将玻璃安装至指定槽口内，并对胶缝、钻孔；

（3）修正玻璃安装方向，确保室内与室外玻璃均横平竖直，并检查玻璃尺寸是否符合设计需求；

（4）玻璃安装方向修正结束后，通过压板固定玻璃。压板间距需要低于300mm，固定玻璃时要确保压板和玻璃压紧，避免玻璃松动；

（5）玻璃安装结束后，安装扣盖；

（6）玻璃面板与扣盖安装结束后，对其进行验收。验收内容包含胶缝尺寸是否合理，玻璃面板是否安装错误，铝合金接口是否符合安装要求，并做好记录。

3.2.6 线条安装

线条主龙骨安装，检查调整主龙骨垂直度，安装完成后，利用吊篮安装横向线条。

3.2.7 注胶与验收

注胶前，利用清洁布与二甲苯清理注缝，确保注缝无灰尘与杂质后进行注胶。注胶结束后进行刮胶处理，确保胶面无凸起。注胶完成后，进行清洁验收，完成施工。

4 结束语

在高层建筑中使用玻璃幕墙既能提升高层建筑的美观性，还能提升人们生活的舒适性。为此，探究高层建筑玻璃幕墙设计与施工技术非常重要，可提升玻璃幕墙的安全性能，还能有效提升玻璃幕墙施工的质量和效果。本文以广东省深圳市南山区留仙大道航天工研院总部大厦幕墙工程为例，详细介绍了玻璃幕墙的设计与施工技术，可为玻璃幕墙工程的合理应用提供技术参考。