关于幕墙在科研实验厂房中的应用探讨

摘要：随着幕墙结构、材料及新技术的不断更迭创新，玻璃幕墙越来越多得被应用到建筑当中。保温隔热性能优越的合金材料、真空玻璃的应用，与节能环保、低碳理念相契合,让幕墙体系在设计和表达上更为突出。通过幕墙在工业实验厂房中的应用，有效提升建筑环境、提高建筑的装配率、实现绿色低碳建筑的发展理念。

关键词：科研实验厂房；幕墙系统；性能设计；

1引言

建筑是一门艺术，是通过使用功能与表现形式、审美艺术与建造技术的统一来实现的。科研实验厂房作为一种特殊类型的建筑，在建筑规范中没有单独定义，兼有工业建筑和科研建筑的特点，对建筑适应性和建筑效果的要求比厂房也更高。以湛江实验室中实验厂房为例进行幕墙设计在科研实验厂房应用的分析探讨。

2项目介绍

项目位于湛江海东新区，园区立意为适度开放的海洋主题科研园区，打破传统科研区的封闭形象。方案发掘智慧科技、海洋专业两个特征，通过“海浪起伏”主题构筑厂房立面，创造富有生气的诗意园区。

3实验厂房幕墙设计控制要点

现代化玻璃幕墙的使用为实验厂房的立面增添了新活力，全幕墙设计有效加快施工进度。玻璃结合凸出的竖向线条，创造了通透明亮的室内空间，营造出了虚实结合的光影效果。

立面结合安全及整体效果采用竖明横隐的单元式幕墙。为满足实验厂房美观、采光的需求，提出了从幕墙通风、抗风、耐撞击、防腐蚀、防雷、热工等方面进行分层剖析、深化节点的方法，解决了幕墙能在工业厂房建筑中的适用问题。

1）幕墙的抗风性能

当地热带风暴、台风登陆频繁，立面设计考虑防台风措施。基本风压等级按百年一遇设计，风压等级按0.95KN/㎡计算，场地粗糙度类别为A类。幕墙抗风压性能设计。幕墙的抗风压性能指的是建筑幕墙体系在受到幕墙表面垂直方向上的风压作用，不发生破坏仍能保持完整性和使用功能的性能。经计算风荷载标准值支承结构为0.0035Mpa，面板为0.0038Mpa，抗风压性能为6级。

幕墙抗雨水渗透性设计。水密性能指的是封堵幕墙系统中的雨水渗透通道，使得雨水阻挡在幕墙外，不进入幕墙体系和建筑内部。幕墙水密性分级指标为1710.80Pa，幕墙的水密性能对应为4级。

耐撞击性能设计。耐冲击性能是对幕墙系统在受到冰雹、大风刮起的飞来物、飞鸟等时，抵抗撞击的能力。幕墙耐撞击性能不低于2级，采用经过倒棱磨边及均质化处理的安全玻璃。为防止实验设备对幕墙冲击造成破坏，沿玻璃幕墙周边设置900高防护台。

2）幕墙抗腐蚀性能设计。沿海地区空气湿度较大，盐雾腐蚀严重，还需要考虑幕墙的耐腐蚀性能设计。本工程钢材采用Q235B钢材，热镀锌层最薄处厚度不小于55μm。暴露在室外环境下的铝型材表均采用进行氟碳喷涂，3涂2烤且平均厚度≥40μm，氟碳树脂含量≥75%。没有外露铝合金构件做表面阳极氧化处理，厚度等级为AA15级。

3）幕墙热工性能设计。经软件模拟计算热传导系数限值为2.9W/(M².K)，幕墙气密性能等级为2级。玻璃部分采用6+1.52SGP+6+12A+6超白夹胶中空钢化玻璃，消防救援窗部分不设置夹胶层。

4）幕墙通风设计。实验厂房人员少设备较多，有蒸汽、废气排出，在设计中采用上下两排开启扇，以增加建筑内部的通风面积。0.9m处开启扇采用手动开启，4.5m处开启扇采用电动开启。

5）幕墙防雷设计。湛江当地雷暴日数多，须加强防雷电措施，框架与主体结构的防雷体系进行可靠连接，连接部位应清除非导电保护层,电阻≤1Ω。

4实验厂房的幕墙构造设计

幕墙设计的构造设计重点在于，在幕墙设计控制要点的基础上深化设计，实现幕墙结构体系安全可靠、防雨水渗漏优良和幕墙的防火构造合理的细部设计。

1）幕墙结构体系与主体结构连接设计可靠。

幕墙系统与主体钢结构一体设计、相互考虑荷载影响及墙梁布置。幕墙与主体钢结构连接牢固可靠，提高了幕墙的安全性能。幕墙体系中的钢方通通过连接件和密封胶与主体钢结构的墙梁相连接。既保证幕墙结构体系与主体结构可靠连接，又能保证两个结构体系之间有足够的变形位移能力，以适应主体钢结构的变形要求。

2）幕墙结构体系设计可靠。

结合本项目的立面效果幕墙结构体系采用横明竖隐单元式幕墙，保证建筑幕墙结构系统的安全、稳定和可靠。幕墙立柱的选材和截面计算，依据抗风性能分级指标及地震作用、计算高度、设计跨度、计算间距和安装方式等因素计算确定。幕墙上下两层立柱应容许一定的伸缩变形，立柱之间的伸缩缝尺寸应满足设计形变要求。在抗风压性能、平面变形性能、耐冲击性能、承重性能均能满足使用需求。

3）幕墙防排水设计可靠。

单元式幕墙系统采用分封防护、多道防排水：第一道密封胶条，可以有效阻挡雨水进入。在一定的水压作用下，少量雨水会渗透到单元幕墙的前腔，第二道密封胶条可以阻挡渗水进入后腔，渗入的雨水自由下落至单元板块的底部排出。极端天气存在很大压差的情况下，前腔渗漏雨水会越过第二道密封胶条进入到后腔，这些雨水通过铝合金横料上专门设计的排水小孔排回到前腔，彻底排到外部。

分封防护、多道防排水的单元式幕墙系统的板块间设置了两道密封胶条，能有效阻断雨水渗漏路线，对渗透雨水能够组织路径疏导排出，实现了幕墙防排水的设计可靠。

4）幕墙防火设计措施。

建筑设计重中之重就是防火设计，采用幕墙的建筑防火情况相对复杂。幕墙防火设计在建筑水平方向以每个自然楼层为不同的防火分区进行防火构造处理,幕墙防火在结构梁处设置上下两道防火封堵，用1.5mm厚镀锌钢板将主体结构和幕墙框架之间的缝隙铺满，在其上铺满200mm厚防火岩棉，其耐火极限不低于1小时。玻璃幕墙与实体墙面洞口边缘间的缝隙采用硅酸钙板进行防火封堵，并填塞防火岩棉。

5幕墙维护要求

1）幕墙定期检查

在幕墙单项工程竣工验收满一年，对幕墙工程进行一次全面的检查，此后每五年全面检查一次。对检查项目中不符合要求者进行修理或调换。检查项目应包括：检查幕墙外观是否存在变形或者错位；检查幕墙立柱框架、连接件等是否有损坏、是否有锈蚀情况；检查玻璃面板有无松动和损坏；检查密封胶条是否有老化、开裂或者脱落；检查开启扇是否存在无法开启、松动、形变的情况；检查幕墙排水系统是否通畅。

幕墙在使用十年时应对结构胶、密封胶进行抽样检查检测粘结性，之后每三年检测一次。当幕墙遭遇台风袭击后，应对幕墙系统进行全面的检查，修理调换损坏的构部件。

2）幕墙清洁

应根据幕墙造型复杂程度、环境清洁状况以及表面积灰情况，每年不少于一次进行清洗。采用人工方式清洗幕墙外表面时，需保证清洗时不破坏幕墙面板，造成幕墙面板变形过大、密封胶拉裂而引起漏水，确保幕墙的完整性。

结束语：

总而言之，随着现代建筑的不断发展以及生产经营单位的形象需求，幕墙将会越来越多得应用到工业建筑中来。设计单位应立足于国家规范及行业标准，同时考虑当地风压、雨量等自然环境因素，关注不同类型的幕墙结构特点和设计要点，运用合理的设计手段和方法，有效提升建筑环境、提高建筑的装配率、实现绿色低碳建筑的发展理念。

参考文献：

[1]罗景源.玻璃幕墙在建筑设计中的应用[J].工程管理前沿,2021，(8),141-142.

[2]刘恩德,赵志涛,牟晓牧.建筑外装饰采用铝复合板和玻璃幕墙施工[J].低温建筑技术,2020(2)，28-29.

[3]张荣强,王月磊.玻璃幕墙立面外观的艺术设计[J].天津城市建设学院学报,2020(3)，171-174