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淺析現階段點支式玻璃幕墻設計中存在的幾個問題

來源:中國幕墻網收集整理  作者:*  日期:2007-11-28
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  開放與交流、舒適與自然已成為公共建筑的發(fā)展趨勢。點支式玻璃幕墻是支承體系最為簡單的一種幕墻,這一體系最大的特點是最大限度的表現了玻璃的通透性,其特點迎合了公共建筑發(fā)展的趨勢。近幾年,越來越多的應用到公共建筑上。雖然這項技術在國外已很成熟,在國內的采用還是近幾年的事。隨著國內建筑業(yè)的繁榮發(fā)展,點支式玻璃幕墻技術已受到國內建筑業(yè)的關注,一些企業(yè)已經較為全面地掌握了這一體系的設計、加工和安裝技術,并已在國內有了一些工程實例。但是在設計中也出現了一些不合理的現象和問題。現淺析一下這些問題,希望對大家設計幕墻時有所幫助和啟發(fā)。

  一、對遮陽體系的設計不完善
  點支式玻璃幕墻技術國內很多企業(yè)已經掌握,但對于點支式幕墻隨之產生的其它技術和相關領域,還沒有研究或者說還沒有深入研究。通常點支式玻璃幕墻體系采用的都是大面積的透明玻璃,只有透明才能體現建筑物的開放,從而使室內和室外的景觀完成溝通和交流。人們在室內可以真切的看藍天、白云,真切的感受大自然的變化,人們可以毫無遮擋的享受陽光。回歸自然是人們對舒適的重新理解。然而普通透明玻璃的透光率最大,帶來的太陽輻射熱很多。也就是說,采用這種體系的建筑必須采用相關的技術手段進行遮陽。而現階段的很多點支式玻璃幕墻的設計,沒有考慮遮陽這塊內容。工程完工投入使用后,才發(fā)現,當太陽直射的時候,太陽光帶來的太陽輻射熱很大,室內非常的熱。再去補加遮陽措施,也會非常麻煩。所以在做點支式幕墻方案設計時,要預先考慮其相關配套的遮陽方案,更重要的是,遮陽體系存在著和點支式幕墻體系互相協調、配套的問題。點支式幕墻完工后再去補加遮陽體系,會產生和原結構的不協調,不配套問題。

  點支式幕墻的遮陽系統最常用的是電動垂卷式遮陽簾,這種遮陽系統,與點支式幕墻的設計結合在一起,其電動機構性能穩(wěn)定,體積小,簾幕全部收回時,完全隱藏,幾乎感覺不到它的存在。這種電動機構具有自動調平功能,特別適用于大面積整體聯動遮陽系統,這種功能保證了同一水平線上的每個簾幕每次收回時自動對齊,以使每次下落時各簾幕之間的整齊聯動。其簾幕也是一種高技術產品,由織物經過特殊處理,耐候且避免積灰,即使簾幕完全下落,也不會完全遮擋視線,通過它的微孔人們可以朦朧地感受室外的景色。

  這種遮陽體系,與傳統的遮陽體系和簾有著本質上的區(qū)別。實現節(jié)能的目的,主要靠它的智能控制系統,這種智能化控制系統是一套較為復雜的工程,在需要陽光的時候收起遮陽,使在建筑內部的人能夠享受陽光。根據法國Eletric de france 對此類建筑的研究,對一座具有32%直接受光面的建筑物,從太陽所獲得的熱量,占其所吸收各種熱量總和的28%左右。而采用遮陽裝置對于緩解太陽負荷十分有效。簡單地說,內遮陽系統可減少這種熱負荷的50%左右,而外遮陽系統可減少這種熱負荷的75%左右,可以看出外遮陽比內遮陽有效的多。這是由于內遮陽在玻璃窗內所引起溫室效應,不可避免的使室內熱量積聚,而外遮陽則不受這種效應的制約。因而,歐洲建筑界,已經把外遮陽系統作為一種活躍的立面元素加以利用,甚至稱之為雙層立面形式。一層是建筑物本身的立面,另一層則是動態(tài)的遮陽狀態(tài)的立面形式。這是現代技術解決人類對建筑節(jié)能和享受自然需求而產生的一種新的現代建筑形態(tài)。

  二、點支式幕墻配件要選用適用的不銹鋼
  點支式幕墻的主要配件,駁接爪,駁接螺栓,現主要選用不銹鋼材質,但現階段對不銹鋼的選用比較混亂,很多工程設計沒有明確不銹鋼的型號,選用了不適當的不銹鋼,導致很多工程出現了不銹鋼的生銹現象。不銹鋼的家族有二百多個品種,不是都可以用來做點支式幕墻配件,點支式幕墻配件是裸露在外面的,對抗腐蝕的要求比較高。

  我們認為,選用不銹鋼時,最適合的品種應選用含鉻18%、含鎳8%的不銹鋼。所有的金屬與空氣發(fā)生氧化作用時,在其表面會形成一層氧化膜。在普通鋼上形成的氧化物會繼續(xù)氧化形成生銹的表面。但是由于不銹鋼中含有至少11%的鉻,因此氧化層的性質發(fā)生了改變,可阻止進一步的氧化,并且如果氧化膜偶然被去掉,新的氧化膜又會形成,繼續(xù)起保護作用。通常選用的是奧氏體型不銹鋼304和316,其典型化學成分如下:

  牌號
  304L   18% Cr 10.0%Ni 0.03%C
  304   18% Cr 10.0% Ni 0.06%C
  316L   17%Cr 12.0% Ni 0.03%C 2.5Mo
  316   17%Cr 12.0% Ni 0.06%C 2.5Mo
  304不銹鋼的應用歷史已超過60年。其優(yōu)良的抗腐蝕性能得到了人們的認可。但近年來,隨著大氣污染的不斷加劇,暴露在室外的304不銹鋼表面上會出現輕微生銹,特別是在中等程度以上污染的城市,這種情況會更嚴重。近年來,對于暴露在室外的不銹鋼,更多的選用316不銹鋼。316不銹鋼含鉻18% ,含鎳12% ,又加入了鉬元素。其抗腐蝕能力有了很大的提高,用在室外,可抵擋大氣氯化物的腐蝕。特別在距海岸線比較近的地區(qū),不銹鋼配件會受到鹽霧的影響,316不銹鋼的防腐性能會更突出。而304不銹鋼一般選擇用在室內,室內環(huán)境干燥,污染小,304不銹鋼完全可以滿足要求。在一些沒有工業(yè)污染不受海洋大氣影響的市郊、鄉(xiāng)村,也可以選用304不銹鋼。

  另外,還有一種少見的情況是惡劣的重工業(yè)污染與海洋氣候相結合的地區(qū),316不銹鋼也會出現生銹現象。因此,要選用氟碳樹脂(PCF2)涂層的不銹鋼才能避免生銹現象。氟碳樹脂涂層有優(yōu)異的耐候性能,有透明及多種顏色,可抵擋惡劣環(huán)境的腐蝕。為保證氟碳樹脂良好的黏附力,不銹鋼配件表面在涂覆樹脂前應先通過噴丸處理

  所以,在設計點支式幕墻時,設計師需把握工程所在地不同的環(huán)境,選用適當的不銹鋼,才能避免生銹現象。

  三、玻璃肋支承點支式幕墻的駁接金屬板與玻璃的連接設計不合理
  玻璃肋支承的點支式幕墻克服了傳統的全玻璃幕墻的一些缺點,近年來應用越來越多。傳統的全玻璃幕墻,當高度超過6m時,已無法選用鋼化玻璃。因為國內目前的鋼化爐最長可以鋼化6m長的玻璃,高度超過6m的全玻璃幕墻,只能選用非鋼化玻璃。非鋼化玻璃破碎后會傷人,而且強度比較低。鋼化玻璃強度是非鋼化玻璃的3~5倍,所以,要選用比較厚的玻璃才能滿足強度。超長的厚玻璃價格比較貴,安裝也比較復雜,那么,玻璃肋支承的點支式幕墻克服了上述缺點。肋支承玻璃是把玻璃分為比較小的板塊,用較薄的鋼化玻璃,可滿足強度,價格便宜,強度高,破碎后不會傷人。玻璃肋一般都用不銹板連接起來。在實際應用中發(fā)現設計師一般都會選擇多個螺栓固定玻璃肋和不銹鋼板。玻璃是脆性材料,多孔固定,不能提高玻璃的承載能力。因為在試驗中發(fā)現,我們無法做到,每個孔的受力都一樣,所以,有一個玻璃孔破碎了,整個玻璃都碎了。所以孔的數量多不能提高玻璃的承載能力。一般截面高度小的玻璃肋一端選擇2個螺栓固定就可以了。截面高度較大的玻璃肋一端最多選用3個螺栓固定就可以了。

  四、夾膠、中空玻璃的開孔要注意疊差
  夾膠、中空玻璃在點支式玻璃幕墻中應用越來越多。實際工程中,玻璃的開孔容易出現一些問題,導致駁接螺栓裝不進玻璃孔。最主要的問題是夾膠、中空玻璃都是兩層以上的玻璃合成的,很多工程內外兩層玻璃都采用一樣的孔徑。加工過程都是先鉆孔、鋼化處理,再合成夾膠或中空玻璃。玻璃鉆孔后,孔距會出現一些允許的偏差。如偏差方向相反,合成夾膠、中空玻璃后,會出現孔的直徑不能滿足設計要求,出現玻璃孔疊差。所以,為避免以上情況,里面玻璃孔的直徑要比外層玻璃大一些,以消化玻璃孔的疊差。

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