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    室内可拆卸!玻璃幕墙的设计和应用的新姿势
    浏览: 发布日期:2019-04-08

    排列五开奖结果 www.nszd.net 随着人们对建筑性能要求的不断提高,很多既有建筑物都面临着如何提升建筑物理性能的问题,其中外围护结构性能提升的关键之一是玻璃性能的提升。

    对于窗系统,更换更高性能的玻璃较为容易。但对于建筑幕墙系统,完成玻璃性能的提升较为棘手。笔者曾经处理过两个玻璃性能提升的工程:一个工程受限于施工条件,最终只能放弃;另一个工程由于是双子塔,业主将租户移至一栋楼,将另一栋楼的幕墙全部改造,然后将租户移回新楼再改造旧楼,前后花费了数年时间和大量费用。

    建筑幕墙性能的逐步提升,尤其是热工性能的提升是国家节能减排战略的重要一环,如何在前期设计阶段就考虑到日后提升玻璃性能的便捷可行,值得探讨。

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    室内可拆卸玻璃幕墙的构思

    考虑到幕墙工程的施工条件和安全,最好的做法是完全从室内侧更换新玻璃,并且尽量减少对租户的影响?;竟顾际墙龆酝该髂磺讲课坏牟AЫ懈?,因为楼板位置的整体热工性能要求较高,按《公共建筑节能设计标准》,U值至少会小于1.0 W/(m²·K),远高于透明幕墙部位的性能要求,因此对于此位置的非透明幕墙部位不考虑更换玻璃。

    在具体的设计中,首先要规划好玻璃的运输路线,包括垂直运输时电梯轿厢的尺寸、平面运输时门尺寸的限制等。其次既要保持室外和室内的建筑外观,也要确保幕墙结构的安全。由于可拆卸玻璃幕墙肯定会采用可拆卸式的铝框以达到玻璃从室内更换的目的,而可拆卸式铝框在结构受力上肯定会弱于非拆卸式的,所以如何有效保证可拆卸式铝框的整体受力,即结构安全问题,也是技术经济性的问题值得认真思考??刹鹦妒铰量蛲币不崤龅狡捶齑θ菀茁┓?、漏水的问题,所以在设计时既要考虑好缝隙处的密闭性能,确保整体幕墙系统的气密性和水密性,又要考虑到玻璃更换时的拆卸难易度。建议尽量采用密封胶条,而不是密封胶进行密封处理。

    根据以上分析,当准备采用室内可拆卸玻璃幕墙时,应重点对可拆卸式的铝框进行设计,并充分考虑其结构安全、热工性能、防风防雨性能。建议采用单元式幕墙系统以提高幕墙的综合性能。室内可拆卸玻璃幕墙效果见图1,2。

    图1 室内可拆卸玻璃幕墙项目一

    图2 室内可拆卸玻璃幕墙项目二

    2

    设计关键点

    笔者参与完成了上?;非蚪鹑谥行暮颓疤蔡帕礁鍪夷诳刹鹦恫A磺降南钅?,现以前滩铁狮门项目为例介绍相关经验。

    2.1 玻璃的更换动作

    首先确定玻璃的更换动作,目标是尽量减少其对框架的影响。在设计时考虑过以下两种方案。

    方案一:将透明玻璃四周的铝框都设计成可拆卸式,即两侧的竖框和顶部的中横框以及底横框都可拆卸。其优点是玻璃更换过程明确清晰,缺点是增加了满足幕墙结构受力、热工性能以及防水防汽等性能的难度。尤其在实际的模拟操作过程中发现,对于工人来说,整个室内拆卸玻璃过程中最难的部分是铝框的拆卸。因为生产上为了确??刹鹦堵量虻男阅?,势必会施打密封胶,而这些密封胶很难保证完全按设计要求停留在相应位置,所以工人在工作中,既要清除密封胶,又要确保铝结构件和铝装饰盖板不受损,由此会花费大量的时间和精力。

    方案二:尽量减少可拆卸铝框的数量。在模拟中发现,玻璃的更换需保证左右侧有空间,然后上部要有空间使玻璃可后倾,以底部作为后倾支撑点,这样工人较易于更换玻璃。所以方案二仅将中横框和一侧的竖框设计成可拆卸式,底横框和另一侧的竖框按传统非拆卸设计。

    实际工程经过综合评估后采用了方案二,这也说明在工程实际应用中,现场工人更换玻璃的工作效率是主要考虑因素。

    2.2 可拆卸竖框的设计

    先按计算要求设计了竖框主截面以满足结构安全性要求;然后设计了一个结构件,此结构件与主竖框采用机螺丝连接,便于拆卸;最后设计装饰盖板,盖住内部相关构件以保证外观效果。

    玻璃所受的荷载经结构件传至竖框主截面,然后再传递到主体结构上。所以结构件与竖框主截面的连接机螺丝要受力并有一定的间距要求,需严格按规范设计。而且此竖框主截面的内腔需保持干燥,避免从螺纹连接处产生水汽渗漏,进一步产生冷凝水影响幕墙性能。

    另外,结构件要有一定的宽度,其构造尺寸由两部分构成:一部分是满足负风压下的结构硅胶宽度设计要求;另一部分是玻璃更换时给予玻璃平移的空间,可以认为这个平移的空间略大于结构硅胶宽度设计要求。同时需注意此平移空间的防水设计,避免室外雨水经此处进入幕墙内侧。

    2.3 可拆卸横框的设计

    透明玻璃上下两侧为中横框和底横框,因为玻璃的更换中有一个先上提再向后倾斜的动作,所以将位移空间留在中横框位置,即中横框设计成可拆卸横框。底横框处应注意玻璃与铝框的间距不宜太小,中间的间隔胶条应有一定的硬度,确保当玻璃内倾斜时起到?;げAП咴档淖饔?。

    中横框的具体设计方法类似可拆卸竖框,也需先按结构计算并设计横框主截面,然后设计结构件和装饰盖板。结构件与主横框由机螺丝连接。结构件的宽度要满足负风压下的结构硅胶宽度设计要求。具体的玻璃更换过程见图3~6。

    图3 室内可拆卸玻璃幕墙构造

    图4 结构件和装饰件拆除及玻璃平移

    图5 玻璃后倾斜

    图6 室内侧玻璃更换

    实际工程中对室内可拆卸玻璃幕墙进行了国标和美标的性能测试,同时也进行了热工测试,其四性性能和热工性能都达到了很好的水平。由此可见,可拆卸设计并未造成幕墙整体性能下降。关键节点的热工分析见图7,8。

    图7 可拆卸竖框的等温线

    图8 可拆卸中横框的等温线

    室内可拆卸玻璃幕墙的设计需预先考虑好玻璃的更换动作,可在计算机模拟的基础上再进行实样的模拟,最好在实样模拟后进行性能测试,把相关结果反馈到深化设计中,确保实际工程中各项性能指标满足相关规范要求??刹鹦堵量虿糠质欠婪绶烙甑谋∪趸方?,应加以重视。比较传统幕墙和室内可拆卸幕墙的铝料用量,一般由于可拆卸部分的设计,导致铝料的增加用量在每平方米10%以内。

    在安装过程中,由于采用了单元式幕墙的做法,对于安装人员而言,其安装的过程与普通单元板无异。唯一需注意的是在每个区域移交前,最好能在现场挑选典型单元板进行一次透明玻璃更换的模拟,确保达到可拆卸的设计要求。同时室内吊顶的设计应与可拆卸中横框配合。室内更换玻璃的照片见图9,10。

    图9 室内拆卸框架 图10 室内更换玻璃

    3

    结语

    以北京、上海、香港的典型建筑为例,分别将透明玻璃(基于玻璃面积85%,U=1.6 W/(m²·K), SC=0.32)和金属框架(框架面积15%,U=8 W/(m²·K))对于建筑物的“流失总能量”和“获得总能量”影响进行比较发现,无论是对于“流失总能量”或“获得总能量”,透明玻璃的影响都远远大于金属框架的影响。所以对于能耗而言,透明玻璃的重要程度高于金属框架。同时在实际的幕墙改造案例中,往往是对裙房外墙的改造容易,对塔楼的幕墙改造很难。无论国内外,如对于整栋大厦的外墙进行改造,无异于重新建设新幕墙,在技术、成本、工期、环境等方面都会面临挑战。

    室内可拆卸玻璃幕墙对于日后提升建筑物外墙性能的改造工程应具有可预见的帮助。其设计的关键点是确定玻璃更换过程,并据此来设计可拆卸的框架,同时确保幕墙的性能要求和从玻璃储存点到玻璃更换工作点的物流顺畅。室内可拆卸玻璃幕墙会增加一些成本,但不会减弱幕墙的性能。


     

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