3.機械設計
點式帷幕的特殊性決定了此類工程中機械設計的特殊性。它是在結構系統的要求下,所作的具體細化設計。但機械設計又具有其嚴格的專業性,是結構設計所無法替代的,它是結構設計的深入和必要的補充。
機械設計的重點,一是對結構設計的細化,以實現結構力學模型的假定,滿足點式玻璃帷幕對
精度的要求,便于零件和玻璃的加工。二是在設計初期,就讓機械專業人員參與工程設計是有效的和必不可少的。三是美觀的要求,細部的節點構造和表面的處理等均需由機械設計最終完成。
點式玻璃帷幕的實現過程中,其很大一部分工作量是機械零件的加工和裝配。
除了面玻的支撐結構和
埋件部分超出機械的設計范疇外,其余的部件都可以與機械加工和裝配聯系起來。因此機械設計直接關系到成本和施工問題。機械設計要本著控制成本,易加工、易施工、易維修,滿足
承載力和美觀的要求,從各個環節考慮周到,這就要從設計、加工、材料、施工等各個環節入手,例如零件的標準化、系列化,使產品形成批量生產,從而降低成本,盡可能的沿用成熟的技術,可以提高工作效率、減少浪費。設計零件時,還要考慮加工的工藝;選擇裝配關系時,要考慮現場施工的難易。
要盡量采用能體現機械裝配精密性、精致性以及能表達機械零件的
金屬質感的設計。點式玻璃帷幕在宏觀上表現了通透性和開放性,在微觀上則要體現其精密,精致和獨具匠心。機械設計就要體現這種微妙的感覺,使其既可遠觀,又可近瞧,更要充分考慮其外觀整齊、簡潔以及和周圍環境的搭配。
點式玻璃帷幕技術的目的和性質決定了機械設計的方向:
1)、對結構圖無法表達清楚的復雜節點設計。例如鋼結構和面玻璃的連接形式及裝配關系,拉桿和拉索的連接形式及裝配關系,
玻璃肋的
固定,柱頭、柱腳的連接形式及裝配關系,開啟窗、
遮陽板、天溝、與周邊建筑物連接的節點及某些錐頂等,它們需要一些比較特殊的專業設計。
2)、對所有需要機械加工零件的設計。包括
鋼爪、扣件、耳板、拉桿頭、連接器、拉桿、
撐桿、鋼索頭、柱頭、柱腳及其相關的零件等。已經標準化和系列化以及有關行業機密的零件出圖方式,應根據具體情況確定。
3)、從結構圖上無法確定的玻璃孔位和玻璃邊緣關系節點的設計。此類節點主要是指玻璃孔的定位尺寸、膠縫以及玻璃和相鄰結構的關系節點等,這些尺寸也可以在其它節點中以不同的零件形式體現,也可以根據實際情況而單獨體現。
4)、
表面處理的設計。不同的表現形式采用不同的表面處理,甚至同一節點采用不同的表面處理形式,以達到不同的藝術效果。
4.
玻璃技術
建筑點式玻璃技術所用的玻璃必須
鉆孔,而鉆孔導致孔邊緣強度降低約30%,而且有
應力集中的情況出現。因此,建筑點式玻璃帷幕必須采用強度較高的
鋼化玻璃(鋼化玻璃的
抗沖擊強度是
浮法玻璃的3-5倍,
抗彎強度是
浮法玻璃的2-5倍)。鋼化玻璃的另一個重要特性是安全,在受到較大外力而破壞時,產生無銳角的細小碎塊(俗稱"玻璃雨"),不易傷人。
當地處北方的建筑物或對
保溫隔熱有較高要求的建筑物,往往采用
中空玻璃,它是在兩片玻璃之間有一
干燥的空氣層或
惰性氣體層,
中空玻璃能大幅度提高保溫隔熱性能其原因是玻璃的
熱傳導系數K值為0.8W/m.c,而空氣的K值僅為0.03W/m.c,惰性氣體的K值就更低了。中空玻璃防
結露和
隔音性能都比較好。
在人流比較大或采光頂這類對安全性能要求較高的場合,往往選用
夾膠玻璃,即在兩層玻璃之間夾入
聚乙烯醇縮丁醛(
PVB)膠片,當玻璃受力破壞時,碎片仍會被
PVB膠片粘在一起,避免玻璃掉落而造成人員傷害或財產損失。另外,PVB膠片具有對聲波的阻尼功能,因此有良好的隔音效果。它能有效地減弱陽光的透射,防止
眩光,不致造成色彩失真,還對紫外線有阻擋作用,保護陳列品或商品免受紫外光幅射而退變顏色。但在某些特殊功能的建筑中,(如暖房和溫室)就不宜選用。
在滿足
風荷載作用下受力計算的前提下,結合常規玻璃產品尺寸,盡量提高開裁率,降低成本,合理地單獨或組合使用鋼化、中空、夾膠、
熱彎、絲印、彩繪、彩釉、鍍膜等技術,以達到設計師所設想的性能要求。一味追求外觀效果而違反設計規范,過度損害經濟利益的作法是不應該的,這是在設計點式玻璃帷幕工程中尤其應注意的問題。
點連接玻璃帷幕一般不采用反射性的
鍍膜玻璃,可避免
光污染的發生,可算得上是一種環保技術。LOW-E(低幅射)玻璃只對熱能產生反射,對光線的反射作用極弱,因此沒有光污染問題。
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