针对建筑幕墙设计中存在的问题的分析

魏文超

中图分类号：TU2 文献标识码： A 文章编号：

摘要：本文根据作者多年的工作经验，对当前建筑幕墙设计中存在的问题进行了深入的分析，并对其提出了针对性的解决方案。

关键词: 选材；设计；严谨性

Abstract: based on the author''s experience, the current building curtain wall the problems existing in the design of the in-depth analysis, and its puts forward corresponding solutions.

Keywords: select material; Design; preciseness

前言：

我国建筑幕墙工业从 1 9 7 8年开始起步， 经过二十多年的发展，特别是九十年代的高速发展 ， 到今天， 已发展成世界第一幕墙生产 大国和使用大国。 我国在近年来玻璃幕墙被广泛使用，但由于国内无这方面的规矩可循，加之市场的管理不善，不少施工单位欠缺专业的设计和施工方面的资质，从而造成玻璃幕墙工程的隐患的存在。 如设计、施工中未留伸缩缝，造成框架变形．玻璃破裂；玻璃选材不当，采用一般的平板自玻璃，引起起反光、闪光．对视觉不利；镀膜玻璃平整度差，反射的影物扭曲变形；还存在隔热、保温、隔音等同题。本文主要从其设计和施工方面进行了论述。

1、 对玻璃幕墙设计安全性的重视

幕墙图纸的设计应该趋向完整详细化，且表达方式规范化，以便使得制作、安装、监理等人员能再任何情况下读懂，便于操作能协调进行。现玻璃幕墙工程多由施工企业自行设计，图纸未经原结构设计单位审核，有的虽经审核，也只是从总体方案、立面效果上粗审一下，未起到技术审核把关作用。因此，设计图纸极不规范，普遍存在设计图纸深度不够、设计图纸不全的现象。无施工图说明和施工要求，缺少节点大样图，缺少预埋件锚固节点计算、幕墙龙骨框架在竖向荷载、水平荷载作用下的应力变形等计算。避雷、防火、防排水措施不当，没有通过设计确定幕墙自身避雷接地系统的设置分布、引出线的材料和截面尺寸与主体结构防雷系统可靠连接，并在设计图、大样图上标注清楚，而直接利用幕墙与主体结构连接作避雷接地的连接体。设计图中没有标出预埋件位置，忽视三维调节处理。此外，有些工程的玻璃幕墙设计跟不上主体工程的步伐，结构上没有预留埋件，使得玻璃幕墙与主体结构的链接不吻合，影响链接的真实性，加上有些工程楼面外缘没有实体窗下墙却没做好预防措施等给玻璃幕墙留下了不同层面的安全隐患。

2 设计着重结合其物理性质的严谨性

当前我国幕墙的设计无明确的规矩可循．而幕墙作为建筑物的围护结构，除自重外，主要承受水平风载的外力作用，因此设计时要保证型材有足够的强度及刚度 。目前国外主要接挠度控制计算，即当竖框承受2～3kN／m2 的风压时，其挠度(变形量)应小于L／180左右，对于不同地区的规范不一样，并且满足绝对变形不大于20mm 的要求.幕墙与建筑物连接支点，一般取其螺拴为最不利受力处．此处应计算螺拴抗剪力。

加之国外许多国家规范对幕墙都有水密性能的要求。 如美国规范ASTM．E331—88标准规定； 幕墙在受到3，4L／min·m 连续喷淋， 并加压2000～3000N／m2。要求喷淋15min无任何渗漏现象. 因此，设计时要提供双封或压力平衡系统来维持这种水密性。与此同时，设计时还需要考虑到设计隐式排水系统，以排出任何有可能渗过外封闭层的水。气密性也可以按美国的要求来衡量。

3 幕墙的选材问题

3.1幕墙结构支点

通常都采用钢结构．铁件可预埋、铆接。铁件的制作、设置应进行严格计算， 关键是焊接的质量与防锈处理得问题，应作为隐蔽工程进行检查验收并作好记录。

3．2 幕墙骨架选料

钢、铝、不锈钢等料都可供选择作为骨架材料，但由于铝的性质较钢和不锈钢更符合其使用。从物理性质上看，铝合盘质轻力强，耐腐蚀，并可挤压成任何截面．易于加工安装、保养，价格也相对较低．因此铝为幕墙骨架的首选。目前我国铝幕系列材有120号、140号、155号等系列。

3．3 幕墙玻璃选用

对幕墙玻璃的选用，其功能为首要的考虑因素，其主要功能主要是挡风、挡雨、遮阳、保温、隔热、隔音、安全、美观等方面，所以对幕墙玻璃有严格的要求。如镜面反射玻璃．阳光透过率仅23%～40% (6mm 厚时)， 而一般无色透明玻璃是78%;镜面反射玻璃可得到各种色彩;中空玻璃、双层玻璃的遮阳、隔热等功能比较理想。从安全方面考虑，高层玻璃幕墙一般宜选用强化玻璃．但在贴近框架梁或窗台墙部位．由于通风不良，内外温差大，会产生相当大的温度应力，该部位必须采用强化玻璃 .铝幕墙的隔音通常比水泥及砖的还差，应给与重视。

4 幕墙的施工

在安装支点前应注意的是在建筑物立面弹性以定位。纵向支点一般按楼层或竖料模数设置，横向支点应考虑玻璃模数及房间开间尺寸，整体要求幕墙分格均匀．高宽比倒匀称。 支点上下要垂直，横向要水平．所有支点确保在同一平面上， 幕墙铝材骨架先安竖料．后安横料，型材连接处均应采用不锈钢或镀锌机螺拴。型材切割、安装应按顺序编号，玻璃裁制安装时要分清镀膜层(镀膜层应在幕墙的内侧)，玻璃安装应先上后下，周边与框内缝隙要严密细致．这是对幕墙的物理性质关键部位的一种保证。

幕墙的顶部理应采用铝扣板或镀锌铁皮来封闭，以预防雨、雪、雹由可能对其造成的损害．幕墙四周也应作封闭处理。若幕墙后有墙、粱、柱面．在幕墙施工前应潦刷深色涂料，以便增加反射效果。

5 对伸缩缝设置问题的探究

由于物理性质不同，幕墙所用材料的热涨冷缩系数也不一样，随气温的变化，材料不停地伸缩移动(如每米铝料，温度上升60C，约伸长1．4mm，玻璃却为0．5mm) ，若这些移动被抑制．材料内部会产生较大的应力，轻则使整个幕墙息息作响．重则造成损坏变形。所以设计和施工时必须预留伸缩缝，并在缝隙间填塞弹性好、寿命长的密封胶。 目前国外规范一般要求在两根竖框直料间预留8～10mm宽的伸缩缝。

6对自然灾害的预防问题

防火问题：在结构楼板和幕墙间应有5～15cm的缝隙，须采用耐火材料上、下完全封闭，作为防火措应以维持2h的抗火期。

抗震问题：根据各地区抗震设防要求，幕墙自身与建筑物应有足移的稳定性。 国外一般要求是：当框架摇动达到支点间距离1／400时，幕墙和玻璃的任何部分不应有损坏和出现有害的永久变形。

避雷问题：一般规定整个幕墙(特别是高层建筑幕墙)，金属必须有效地边接为一体．并与建筑物的防雷网相连。

7 幕墙节能问题

从节能角度考虑，幕墙不宜设计成全封闭型．宜设计成半封闭型，即在距每层搂地面1.4m～1．6m 处设置开启的上悬或中悬窗、推拉窗，可利用自然通风，缩短空调采暖期，幕墙面如朝阳宜选用热反射玻璃，背阳宜选用吸热玻璃．以达到节能目的。

8 幕墙的色彩问题

在现实生活中我们较容易发现，色彩有时也会影响一个人心情的起伏，同样的幕墙的色彩也是该给与关注的关键性因素。不同方式形成的效果、透光度以及对室内色彩的影响不一样，在设计中需要根据不同的情况选择，在应用色彩幕墙的时候，除注意建筑的外观效果还应注意透射进入室内的光线的色彩对人的心理影响，当然不同的人对于色彩的心理感受是不一样的。德国建筑师绍尔布鲁赫和赫顿是所有建筑师中最为偏好强烈的装饰色彩的，他们的许多设计以彩色的玻璃及遮阳设施的运用而为人瞩目，他们设计的德国比贝尔赫(BIBERACH)药理研究实验室、柏林消防警察局的玻璃外墙概念与彼得·祖母托尔的艺术博物馆外墙有异曲同工之妙，然而它带给人们的是另外一种感受。简单的长方体块、几乎同样大小的玻璃块因为色彩的抽象变化显示出如同抽象画面的效果，所有的视线及注意力被集中于此在此，体块构成、阴影、层次、立面变化等传统的设计手法几乎被完全搁置起来。

只要我们对玻璃幕墙构造的性质有透彻的了解，就可以根据建筑设计的需要提出一些创新的想法交由专业设计师、厂商去深化设计，交由科研院所试验论证后具体实施。当然非常规的幕墙形成一般和专业人员的技术实力以及工程的投资预算有较大的关系，毕竟市场上大家对常规做法的技术掌握程度较高，施工经验多，同时幕墙成本也会因为产量及竞争的关系大幅降低。

与时俱进的新理念适合任何时代的发展，不进则退。面对当前国内建筑市场高速发展的机遇， 我们要以更高的责任感和紧迫感来重新认识幕墙设计。以求建立健全幕墙设计的完善体系， 从建筑师幕墙设计师的培养、 建筑设计的管理入手， 让幕墙设计发挥出其应有的价值， 来刨造建筑设计的真正完美。