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从首都博物馆看建筑构造设计调研对象：首都博物馆玻璃幕墙调研地点：首都博物馆调研时间：4月28日随着科学与技术的发展，建筑材料与技艺的进步，同时由于建筑结构与构造的不断更新，玻璃幕墙已经被广泛的应用于各种建筑中。玻璃幕墙兼顾了实用与美观，新建的首都博物馆就应用了玻璃幕墙系统。作为建筑表皮的玻璃幕墙与主体连接紧密，无论是在形式上还是功能上都达到了和谐统一的要求。玻璃幕墙将主体结构以及部分构造暴露在人们的视线之下，建筑以及结构的美感一目了然，但其具体构造就需要进行进一步探讨。一、玻璃幕墙与建筑主体的连接玻璃幕墙是由支承结构体系和玻璃体系共同组成的。玻璃幕墙的连接设计包括玻璃幕墙的立柱与建筑物主体框架的连接设计，横梁与立柱的连接设计，它对幕墙的安全使用起着关键的作用。玻璃幕墙的掉落事故，很大一部分是由于与主体连接失效造成的。玻璃幕墙连接件要通过预埋件与主体结构连接。首都博物馆主体为钢结构，其玻璃幕墙为金属支撑结构点支式玻璃幕墙与明框玻璃幕墙的结合。其点支式玻璃幕墙结构，采用金属材料作为结构支撑系统，由金属紧固件和连接件将玻璃固定安全可靠。幕墙与主体钢结构连接时，玻璃幕墙的立柱直接连接在主体结构。立柱与主体结构间留有较大间距，玻璃幕墙与主体钢结构之间设置过渡钢桁架，钢桁架与主体结构、幕墙与钢桁架之间相互可靠连接。玻璃幕墙与主体结构的可靠连接能承受玻璃的重力荷载、风荷载、地震荷载和温度作用。在设计玻璃幕墙时，玻璃幕墙件与钢结构的连接，以及连接件的焊缝、螺栓和局部挤压均应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GBJ17的规定。二、玻璃幕墙的自身刚度点支式玻璃幕墙主要通过其支承体系，达到抵抗风荷载、雪荷载、地震荷载、自重和活荷载等的要求。点支式玻璃幕墙主要由玻璃面板、金属连接件、密封材料和支承体系组成。支承结构体系是点支式玻璃幕墙的重要组成部分，在某些情况下支承结构可以同时是主体结构的一部分。按组成方式，支承结构可以是玻璃肋板式、单柱（梁）式、桁架式、索杆式或混合式。玻璃肋通过金属爪件连接并支承玻璃面板，承受玻璃面板上的风荷载以及其他作用，并将其传递到主体结构中。由梁、柱作为主要构件的钢架结构是常见的点支式玻璃幕墙的支承结构体系。钢结构建筑中也可采用主体结构的钢架体系兼作玻璃面板的支承结构。索杆体系是以拉索（杆）施加预张力产生体系平面内外的刚度，并避免构件因受压而失稳。在首都博物馆点支式玻璃幕墙部分的设计中，综合运用了刚性支承体系以及柔性支承体系。通过夹具、钢爪、拉杆、钢架等保持玻璃幕墙的自身刚度及其稳定性。在首都博物馆点支式玻璃幕墙中，玻璃面板通过金属爪件与玻璃肋相连接。同时使用钢架结构支承玻璃幕墙，再将钢架结构与主体结构相连接。而在主体与幕墙间设置拉杆，以维持稳定性。三、玻璃幕墙的围护功能对于玻璃幕墙的保温功能，主要通过采用双层玻璃或中空玻璃来实现。双层玻璃的两层玻璃的间距大小对窗户的导热系数有较大的影响，一般以20-30毫米为宜，为了避免外层玻璃内表面出现结露结霜现象，在构造上必须保证双层玻璃窗空气层的绝对气密性。中空玻璃窗的保温能力比较强，但其造价也比较高。为了防止室外温度通过玻璃与龙骨传导，需要将传导路径断开，即做断桥处理。其中包括在玻璃中空层填充惰性气体，玻璃合片时中间的间隔条采用暖边处理。采用断桥隔热型材，避免外露型材与室内产生冷热交换等。玻璃幕墙隔热功能的实现，可通过采用特殊玻璃制品来实现。吸热玻璃，是一种吸收大量红外线辐射能而又保持良好可见光投射率的平板玻璃。这种玻璃适当加入某些成分从而提高了对太阳辐射的吸收率，对红外线的透射率很低，能减少阳光进入室内的热量，有利于降低夏季室内的温度。热反射玻璃，是对玻璃进行镀膜处理，经处理后，透过的光线色调改变、光的透过率降低、反射率提高，对太阳或其他热源辐射的吸收率、反射率提高，透过率减少，从而起到遮阳、隔热的作用。中空玻璃也具有良好的隔热性能。玻璃幕墙的防水，主要部位在玻璃面板之间的缝隙处。在玻璃装配及块与块之间的缝隙处，通常会使用密封材料和防水材料等进行处理。橡胶密封条是目前应用较多的密封、固定材料。防水密封材料有橡胶密封条、建筑密封胶和硅酮结构密封胶。在幕墙型材上开设流向室外的汇水小孔，把通过细小缝隙进入幕墙内部的水收集排出幕墙外，这也是行之有效的防水方法之一。玻璃幕墙的隔声主要决定于开启扇的密封性和玻璃板的种类，因此应尽可能提高玻璃幕墙密封性，其次是选择玻璃。夹层玻璃的隔声、防噪性能是最好的，因此单纯从隔声、防噪性能考虑，夹层玻璃是首选。其次是中空玻璃，单片玻璃的隔声、防噪性能最差。当对玻璃的隔声防噪有特殊要求时，还可选择夹层中空玻璃。参考文献：《建筑幕墙设计与施工》《玻璃幕墙结构》整体玻璃幕墙玻璃幕墙与主体的连接玻璃幕墙的支承体系玻璃肋和金属爪节点构造