1.玻璃幕墙构造简介 2.经典案例分析 3.玻璃幕墙节能设计 4.玻璃幕墙节能措施改造
定义及形式分类 隐框玻璃幕墙
按安装方法分类
①竖框(或横梁)先安装在主体结构上,再安装横梁(或竖框),组成框格, ②面板材料在工厂内加工成单元组件,再固定在竖框和横梁组成的框格上。 ③一般用硅酮密封胶接逢处理,防雨水渗透、空气渗透。
节点详图 菱形钢结构单元式 幕墙面积:11万㎡ 中标金额:4.56亿元 立面“薄型”单元玻璃幕墙系统是基于每个“菱型”槽式钢格构单元的整合并形成坚固的独立单元,悬挂于斜撑构架的“菱型”槽式钢格构,幕墙结构的总体位移被累积在每个“菱型钢格构”的边缘,建筑外表采用强烈的不规则几何图案和L型悬臂结构,使整个大楼给人以强劲的震撼效果。 CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙选用全部半钢化中空夹胶彩釉网点低辐射形式玻璃,双银LOW-E在第4面,彩釉网点在第2面,其规格为8+2.28+8(外片)+16A+8+2.28+6(内片),中空间隔条采用了进口奥玛特黑色不锈钢材料。“薄型”单元玻璃幕墙最大玻璃分格尺寸高度为4.25米,宽度为1.5米,最大单元板块尺寸为高5.5米,宽1.5米,板块最大重量约为800KG。
MyZeil购物中心由意大利设计师Fuksas设计,其设计灵感源于峡谷意向—建筑与建筑间的大峡谷。出生于意大利的福克萨斯,在其将近半个世纪的职业生涯里,将作品铺设到了世界各地。他设计出了斯特拉斯堡大剧院、法拉利研究中心、维也纳双子塔等具有里程碑意义的建筑,身为国际顶尖建筑设计师的他,还享有“建筑意象派诗人”的美誉。
金泽21世纪美术馆的设计者是妹岛和世与西泽立卫组成的设计团SANAA,如同美术馆的名称,「21世纪」所代表的意义就是要与「20世纪」区隔。这座呈现白色扁圆形、透明玻璃围绕的美术馆,除去传统美术馆建筑的沉重与包袱,改以与市街融为一体、四方皆有出入口的生活交流空间,明亮的采光透过「光庭」流动在各个角落,让每个进入这个美术馆的人能心情愉悦且轻松地与馆内艺术产生共鸣。 金泽21世纪美术馆
重庆环球金融中心 采用夹胶中空低辐射LOW-E玻璃。为防止钢化玻璃自爆形成“玻璃雨”,对行人和车辆等造成伤害,华纳选用的夹胶玻璃可保证玻璃破碎后不落下而造成进一步伤害,而低辐射LOW-E断桥中空玻璃的设计又提高了幕墙的隔热性能,满足了节能要求夹胶玻璃对声波具有阻尼功能,具有良好的隔音效果。夹胶玻璃还有阻挡紫外线的功能,可防止室内家具、物品的褪色。 重庆环球金融中心玻璃幕墙主要采用单元式幕墙系统,还包括避难层防风雨、顶部框架式幕墙、锥型玻璃造型系统等。单元体玻璃幕墙作为当今第四代玻璃幕墙中最为先进幕墙系统,具有工期短、质量高、安装简便、抗震性好、适应性强及防水和自净性高等优势。重庆环球金融中心的单元式玻璃幕墙由3层中空玻璃与双层LOW-E镀膜构成的,在系统设计与材料加工上,除了要求达到国家的现行规范中的最高标准,还大量参考了德国标准,以确保幕墙系统的质量与品质达到国际一流、国内领先。 重庆环球金融中心 大厦顶端的星型幕墙,,既要成为大厦的中心与亮点,还要兼顾防止光污染、防火、隔音、防水、密封性、防潮、隔热、防雷、防雷达、遮阳、自然采光及通风等一系列功能要求。 采用框架式隐框玻璃幕墙系统,由直面玻璃幕墙与斜面玻璃幕墙相交布置从顶部俯瞰形成星形造型。 上海中心大厦
上海中心大厦的占地面积3.04万平方米,容积率为12.5,项目建成后,总建筑面积将达到55.88万平方米——远远超过毗邻的环球金融中心(38万m2)。不过,在总建筑面积中,上海中心大厦的地上建筑面积约为37.97万平方米,地下建筑面积达到约17.92万平方米(包括地下停车库面积约1万平方米,2000个停车位)。 上海中心大厦
这项设计创意,避免室内直接和外界进行冷热交换,起到冬暖夏凉的作用。加上外幕墙上涂制的彩釉,有效阻挡强光投射,每年可节能21%,减碳2.5万吨,使总建筑面积574,058平方米的“垂直城市”,更为环保舒适。 玻璃幕墙工程设计过程
1.内层幕墙(A幕墙) 2.幕墙支撑系统(CWSS) 3.外层幕墙(B幕墙) 上海中心立面共有两层玻璃幕墙,内层玻璃幕墙沿标准层楼板外围布置呈垂直的圆筒形。玻璃板片为常规的矩形并与每个区不同半径的圆筒体形匹配; 外幕墙采用直立阶梯式幕墙系统,玻璃板片为平面矩形并与与塔楼的几何外形精确匹配。 外层幕墙平面投影近似为尖角削圆的等边三角形,三角形幕墙从建筑底部扭转直到顶部,每层扭转约1°左右,总扭转角约120°,幕墙的平面形式为轴对称图形,在总体控制上,主要通过竖向几何参数(上部基准外形、下部基准外形和塔楼扭转值)来调整整体形态。 玻璃幕墙工程设计过程
外层幕墙在垂直方向分成9个区域,每个区域从设备层开始,它们各自独立运行,防火隔离墙直接附着在外层幕墙上。由于采用直立阶梯式幕墙系统,因此理论上每一层的幕墙板片其尺寸是相同的。但是塔楼基本几何的变化导致局部板片有相应的尺寸差。通过将7 8mm偏差内的板块统一为统一规格,将板块数量减少到每层5种。 玻璃幕墙工程设计过程 内层幕墙 内层幕墙也是分区域的相对各自独立的系统共7个区,楼层从2区12层到最大8区15层。其中2到6区为4.5米层高,7到8区为4.3米层高。幕墙由主体结构楼板支撑。位移量是常规的,类似常规玻璃幕墙在250m以下的公差也是常规的。
幕墙支撑结构 支撑结构是每层设置的水平周边圈梁,通过25组双吊杆悬挂于每区设备层的主结构上,同时支撑于每隔6个分格宽度的水平径向撑杆上,水平径向撑杆与主体结构连接。在标准层,位移量低于常规的钢筋混凝土框架建筑。这个次结构的怠、位移量依然较大,平均值一」OOmm和14+/-50mm在最低的中庭位置。在每个中庭楼面处都设计了一个单向移动节点以消化这个位移。
玻璃幕墙工程设计过程 裙房系统 玻璃屋顶 石材幕墙系统 玻璃墙系统幕墙
芝加哥螺旋塔外观设计精巧。整座大厦呈螺旋上升形状,每层楼旋转2度,并且随着大厦楼层的升高,楼层的宽度则随高度递减,整座大厦外形如同一把锥形的长剑,远看好似插在蛋糕上的“扭纹蜡烛”。
芝加哥螺旋塔
楼身沿着顺时针方向旋转向上攀升。楼层与楼层和之间有两度角的变化,——这种设计能够引导风沿着楼的外立面上升,从而减轻在水平面上的冲击力对楼体的影响。由于风压被均匀分布在各个侧面,因此与同类的矩形建筑相比,这栋螺旋形摩天大厦的晃动幅度要轻微许多。
将一些技术累加或附加就能够实现的,而应立足现有工作基础,结合实际研究,开发先进适用的新型节能玻璃幕墙',同时与采暖,空调,照明以及家用电器设备和系统的节能结合进行,多管齐下。 建筑设计手法 作为建筑师,当追求通透,大面积使用透明玻璃幕墙时,要根据建筑所处的气候区和窗墙比选择玻璃,改进幕墙的传热系数和玻璃遮阳系数,和其它节能措施并举
节能设计就是要对传热环节的热交换加以控制增加玻璃幕墙的保温隔热性能。玻璃幕墙的节能设计首先要注重玻璃幕墙材料本身的热工性能,选用节能型材料。其次是采用一些特殊的构造做法控制热交换' 达到节能的目的,同时还可以借助一些辅助措施及取得节能效果。
材料选择
一种能够吸收太阳辐射的平板玻璃,包括本体着色和加入特殊着色剂
在玻璃表面喷镀吸热的氧化物薄膜形成的吸热玻璃,能把太阳能吸收转化为热能,然后通过导热对流和辐射的形式把热能散发出去,从而减少了进入室内的太阳能,降低了空调制冷费用。
热反射镀膜玻璃有良好的控光性和隔热性, 并能吸收大量红外线辐射又保持良好的可见光透射率,节能效果明显
中空玻璃大幅提高了玻璃幕墙的隔声和保温隔热性能,而且具有幕墙专栏很好的防结露性能。
辅助材料 岩棉及其制品 以精选的玄武岩或绿岩为主要原料,经高温熔融制成的人造无机纤维。防火效果好,可耐8000℃高温。
利用工业废料矿渣为主要原料,经熔化采用高速离心法或喷吹法工艺制成的棉丝状无机纤维。
保温隔热效果比岩棉更好,这种材料可以防止结露、减轻墙体重、增加使用面积、节约能源、增强舒适度、美观实用、保护主体结构、隔音、防火等,但不耐高温。
玻璃幕墙的构造节能是指通过特殊的构造做法提高玻璃幕墙的保温隔热性能。
采用构造节能的玻璃幕墙.双层玻璃幕墙是由内外两层玻璃幕墙组成。两层幕墙中间形成一个通道,可以在两层幕墙设置进风口和出风口,双层玻璃幕墙独特的夹层设计使得其保温隔热性能有了很大的提高还可以在夹层设遮阳构件,既能有效遮阳又不破坏建筑外观。
光电幕墙是在玻璃中间复合光电池板块, 然后在装配时将其连接在一起,从而形成一套发电系统。这套发电系统通过一定的储存设备和转换设备将电能转化为可以直接应用的电源, 供照明及辅助设施之用。
有效减少太阳光的直接照射从而避免室内过热,是夏季建筑防热的重要措施。 1.水平式遮阳在玻璃前采用伸出重叠的平板这种形式的遮阳, 它适用于南向的玻璃幕墙建筑物。 2.垂直式遮阳设于玻璃前之凸出板的垂直式遮阳,能有效地遮挡角度较小的,从玻璃窗侧斜射进来的阳光,主要适用于东北,北和西北 3.综合式遮阳综合式遮阳能有效地遮挡高度角中等的,从玻璃窗前射下来的阳光遮阳效果比较均匀,故它适用于东南或西南向的玻璃幕墙建筑。 4.挡板式遮阳这种形式的遮阳,能有效地遮挡高度角较小的,正射窗口的阳光。故它主要用于东西向的玻璃幕墙建筑。 玻璃幕墙气密性材料 玻璃幕墙的气密性也是影响玻璃幕墙节能效果的一个重要因素。为增加玻璃幕墙的气密性,通常在玻璃与型材之间幕墙玻璃之间通过密封材料密封常用的密封材料有橡胶密封条,硅酮耐候胶等。
橡胶密封条与玻璃接触的侧设计成波浪型,可以有效地阻止空气渗透。橡胶密封条具有耐紫外线,耐老化,耐永久变形等特征。
硅酮耐候胶主要用于幕墙玻璃之间的密封嵌缝,具有优良的耐水性,耐侯性,耐紫外线照射,耐污染等特点,低温时弹性好,高温时又不流淌,是一种很好的密封材料。 建筑设计手法 1.合理使用遮阳板面的组合与构造 2.尽量避免幕墙朝西,幕墙朝东的情形与幕墙朝西的相同。 3.划分玻璃时要尽量利用玻璃原板,减少边角余料, 4.玻璃的边长比宜为(1.2~1.5)∶1,不宜大量划分正方形和1∶2以上的狭长矩形 5.不面向居民楼设置玻璃幕墙, 限制在并列的或相对的建筑物上采用全部玻璃幕墙。 6.落地幕墙可采用在墙角布置绿化遮挡热量, 也可改用反射率低的铝板、石板材等。
采用大面积玻璃幕墙是现代建筑的一种潮流, 玻璃幕墙作为一项新技术, 其节能的效果直接与玻璃幕墙设计有密切关系。应配套科学的测量标准和方法, 完善相应的评估手段, 创造出新型建筑节能技术和设计方法, 使玻璃幕墙功能更加完善。 |
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