【摘 要】改革開放以來，隨著國內(nèi)建筑市場的國際化，建筑設(shè)計(jì)與國際的接軌必然導(dǎo)致幕墻設(shè)計(jì)向國際慣例靠攏。隨著對建筑幕墻認(rèn)識的深入，對幕墻設(shè)計(jì)的新要求會促進(jìn)幕墻設(shè)計(jì)工作的新變化。建筑幕墻從20世紀(jì)80年代在我國面世以來，30多年來呈現(xiàn)了大規(guī)模、高速度的發(fā)展態(tài)勢，從東部沿海的大型城市到西部邊遠(yuǎn)的山區(qū)小鎮(zhèn)，幾乎都可以看到幕墻的建筑。本文就建筑幕墻及其形式、設(shè)計(jì)要求及發(fā)展方向進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】建筑幕墻；設(shè)計(jì)；發(fā)展方向；

一、前言

隨著科技的不斷發(fā)展，幕墻設(shè)計(jì)越來越受到企業(yè)及施工單位的重視，其不僅僅具有裝飾的作用更起著保護(hù)主體建筑的作用，本文就建筑幕墻及其形式、設(shè)計(jì)要求及發(fā)展方向進(jìn)行進(jìn)行了分析。

二、建筑幕墻定義及形式

建筑幕墻是指建筑惟物不承重的外墻護(hù)圍，通常由面板和后面的支承結(jié)構(gòu)組成，可相對主體有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)墻或裝飾性結(jié)構(gòu)。幕墻按不同的類型劃分的形式也不同，從面板的材料上劃分為玻璃幕墻、鋁板幕墻、石材幕墻、陶土板幕墻等；從支承結(jié)構(gòu)上分為框支承玻璃幕墻、全玻幕墻和點(diǎn)支承玻璃幕墻等；從安裝施工方法上分為構(gòu)件式幕墻和單元式幕墻，其中構(gòu)件式幕墻是在工廠制作立柱、橫梁和面板，再運(yùn)到現(xiàn)場依次安裝立柱、橫梁和面板的框支承幕墻；單元式幕墻是由許多獨(dú)立的單元組合而成，每個(gè)獨(dú)立單元組件內(nèi)部所有板塊安裝、板塊間接縫密封均在工廠內(nèi)加工組裝完成，并運(yùn)往現(xiàn)場吊裝的幕墻。

三、建筑幕墻設(shè)計(jì)要求

1.一般要求

幕墻應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能、建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)安全、節(jié)能環(huán)保、施工技術(shù)及使用年限等要求，經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇幕墻的立面造型、結(jié)構(gòu)形式、材料及構(gòu)造；幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑整體設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，與周邊環(huán)境相適應(yīng)，其分格應(yīng)有利于室內(nèi)空間組合、不妨礙室內(nèi)功能、滿足使用需求；商業(yè)中心、交通樞紐、公共文化體育場所等人員密集、流動性大的區(qū)域內(nèi)的建筑，臨街建筑與其他容易因幕墻玻璃墜落造成人身傷害、財(cái)產(chǎn)損壞的建筑應(yīng)采用夾層玻璃及其制品；幕墻建筑周邊宜設(shè)置安全隔離帶，主要出入口上方應(yīng)有安全防護(hù)設(shè)施，人員密集處可采取設(shè)置綠化帶、挑檐、有頂棚的走廊等措施；光伏幕墻設(shè)計(jì)時(shí)，建筑物體和幕墻組合應(yīng)為光伏玻璃幕墻組件接受更多的太陽能創(chuàng)造條件，并應(yīng)滿足組件所在幕墻的防塵、防污染和防遮擋等相關(guān)功能要求；幕墻立面分格宜與房間劃分和防火分區(qū)相協(xié)調(diào)，幕墻分格尺寸劃分應(yīng)有利于提高玻璃、鋁板等面板的利用率，玻璃面板的分格尺寸應(yīng)適應(yīng)鋼化、鍍膜、夾層等生產(chǎn)設(shè)備的加工能力等。

2.幕墻性能設(shè)計(jì)要求

幕墻的性能等級應(yīng)根據(jù)建筑物的類別、高度、體型、功能以及建筑物所在地的地理、氣候和環(huán)境條件進(jìn)行設(shè)計(jì)；幕墻抗風(fēng)壓性能應(yīng)滿足在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，幕墻的變形不應(yīng)超過規(guī)定值，且不發(fā)生任何損壞；幕墻的水密性能應(yīng)符合建筑功能要求，有防水密封要求的幕墻，開啟部分完全閉合的幕墻整體水密性能應(yīng)按規(guī)范計(jì)算，且固定部分水密情取值不應(yīng)低于700Pa；有采暖、空氣調(diào)節(jié)要求的建筑，幕墻的保濕、隔熱與氣密性能應(yīng)符合建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求；幕墻性能檢測項(xiàng)目應(yīng)包括抗風(fēng)壓性能、氣密性能、水密性能、平面內(nèi)變形性能和熱工性能等。

3.幕墻構(gòu)造設(shè)計(jì)要求

幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全、實(shí)用和美觀的基本原則，并應(yīng)便于制作安裝、局部更換和維修保養(yǎng)；幕墻的密封膠縫應(yīng)采用硅酮建筑密封膠，玻璃幕墻和鋁板幕墻硅酮建筑密封膠的施工厚度不應(yīng)小于5mm，石材幕墻硅酮建筑密封膠的施工厚度不應(yīng)小于4mm，玻璃面板之間板縫及鋁板間板縫寬度均不宜小于10mm，幕墻玻璃周邊與相鄰的主體建筑裝飾物之間的所有縫隙的寬度不宜小于5mm，較深的密封槽口底部應(yīng)采用聚乙烯發(fā)泡材料堵塞，石材面板的板縫寬度不宜小于8mm；幕墻有雨篷、壓頂以及其他突出部分時(shí)，應(yīng)完善其結(jié)合部位的防水、排水構(gòu)造，且排水坡度不應(yīng)小于3%；幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接的預(yù)埋件應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)埋設(shè)，埋件位置、防雷接地等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，幕墻與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造應(yīng)有適當(dāng)?shù)钠矫鎯?nèi)和平面外調(diào)整措施；幕墻立柱與橫梁采用螺栓連接時(shí)，可設(shè)置柔性墊片，或者預(yù)留1～2mm間隙，間隙內(nèi)灌注硅酮建筑密封膠，采用懸掛方式固定單元板塊時(shí)，掛鉤連接部位的接觸面宜設(shè)置柔性墊片等。

4.幕墻面板的設(shè)計(jì)要求

面板的尺寸、形狀、花紋圖案、色澤等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并與相鄰建筑物及周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)；基本上，面板的設(shè)計(jì)只考慮板面的強(qiáng)度以及板面的剛度。我們可以通過調(diào)整面板的厚度來實(shí)現(xiàn)面板的具體強(qiáng)度的調(diào)整，這通常是非常容易解決的，但是，這種設(shè)計(jì)也存在一定的問題，比較大的面板的撓度很大，不是很容易進(jìn)行控制，所以我們參照邊界支承的具體條件進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們往往會進(jìn)行精確的計(jì)算，一般會使用SAP2000和ANSYS等軟件進(jìn)行分析，要精確的計(jì)算出玻璃面板的應(yīng)力值、撓度值。只有這樣，我們設(shè)計(jì)出來的板面才能最為合理。

5.幕墻支撐龍骨設(shè)計(jì)要求

目前建筑幕墻的支撐體系的設(shè)計(jì)材料常有鋁型材和鋼材，支撐體系主要由兩部分構(gòu)成，即與主體連接的豎向立柱和與立柱連接的水平橫梁。通常情況下，我們把橫梁的具體情況結(jié)合面板的詳細(xì)受力特性進(jìn)行有針對性的研究和設(shè)計(jì)。

6.幕墻連接設(shè)計(jì)要求

在幕墻設(shè)計(jì)時(shí)，為了能提高玻璃面板和橫梁的接觸部位的豎向承載能力，在玻璃和龍骨之間要使用墊塊，承重墊塊采用硬質(zhì)PVC塑料塊或氯丁橡膠塊，長度不小于100mm放置在板塊的兩端1/4邊長處，以保兩者之間的柔性接觸，而橡膠塊的使用也可以減少兩者的集中應(yīng)力。為了能夠更好的保證密封性能，我們在面板和龍骨之間必須要填充泡沫棒，使用濕法密封。

四、幕墻設(shè)計(jì)發(fā)展方向

隨著國內(nèi)建筑幕墻越來越往國際市場發(fā)展的趨勢，建筑幕墻設(shè)計(jì)也在向著節(jié)能、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的方向，主要表現(xiàn)為以下幾種形式。

1.建筑幕墻單元組合形式

單元式組合幕墻是一種新型建筑幕墻結(jié)構(gòu)體系，它不同于傳統(tǒng)的固定于網(wǎng)格梁式的框架式幕墻，它主要是建立在現(xiàn)代高層以框剪、框筒等為代表的結(jié)構(gòu)體系基礎(chǔ)上，它是以各個(gè)單元板塊組件為基本構(gòu)件單元，直接支撐在主體結(jié)構(gòu)上，相鄰基本構(gòu)件單元相互插接而組合起來構(gòu)成面積的幕墻結(jié)構(gòu)體系；基本構(gòu)件單元尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通的框架幕墻的分格尺寸，它是以建筑主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定板塊的尺寸，基本構(gòu)件單元的面板與支撐龍骨全部在工廠加工預(yù)制，施工現(xiàn)場只進(jìn)行板塊單元的組合安裝，這就大大地縮短了幕墻現(xiàn)場施工工期。單元體幕墻技術(shù)的開發(fā)，帶動了大截面重型建筑鋁型材生產(chǎn)不平的提高，也促進(jìn)了建筑幕墻生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)改造和設(shè)備的更新。

2.雙層幕墻形式

雙層通風(fēng)幕墻的基本特征是雙層幕墻和空氣流動、交換。作為一種新型的建筑幕墻系統(tǒng)，雙層通風(fēng)幕墻與其他傳統(tǒng)幕墻體系相比，最大特點(diǎn)在于其獨(dú)特的雙層幕墻結(jié)構(gòu)，具有通風(fēng)換氣、環(huán)保、節(jié)能的功能，比傳統(tǒng)的幕墻節(jié)能達(dá)50%，隔熱、隔聲效果非常明顯，傳熱系數(shù)K值可達(dá)0.94W/K.m2，保溫性能達(dá)國標(biāo)Ⅱ級；隔聲量達(dá)50dB，隔聲性能達(dá)國標(biāo)Ⅰ級。采用不打膠工藝，徹底改變了傳統(tǒng)幕墻的結(jié)構(gòu)形式，立面美觀大方，沒有硅酮膠的二次污染。特別是在沙塵暴發(fā)生的地區(qū)，雙層結(jié)構(gòu)保證人們可以在室內(nèi)自由開窗換氣，而室外沙塵無法進(jìn)入室內(nèi)。該幕墻工廠化生產(chǎn)程度高，安裝方便，便于控制施工質(zhì)量。雙層通風(fēng)幕墻分為封閉式內(nèi)通風(fēng)幕墻和開敞式外通風(fēng)幕墻。封閉式內(nèi)通風(fēng)幕墻適用于取暖地區(qū)，對設(shè)備有較高的要求。外幕墻密閉，通常采用中空玻璃，明框幕墻的鋁型材應(yīng)采用斷熱鋁型材；內(nèi)幕墻則采用單層玻璃幕墻或單層鋁門窗。開敞式外通風(fēng)幕墻的內(nèi)幕墻是封閉的，采用中空玻璃；外幕墻采用單層玻璃，設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，利用室外新風(fēng)進(jìn)入，經(jīng)過熱通道帶走熱量，從上部排風(fēng)口排出，減少太陽幅射熱的影響，節(jié)約能源。通風(fēng)式環(huán)保節(jié)能幕墻良好的保溫、隔聲性能，極其獨(dú)特的雙層幕墻構(gòu)造給建筑外裝飾帶來的更多變化，已引起國內(nèi)建筑界的注意，隨著其工藝技術(shù)的不斷完善、成熟，加上該幕墻的獨(dú)特優(yōu)勢一定會不斷地被業(yè)主及建筑設(shè)計(jì)師所認(rèn)識和肯定，通風(fēng)式環(huán)保節(jié)能幕墻是幕墻設(shè)計(jì)的一大發(fā)展方向。

3.光電幕墻

光電幕墻是將傳統(tǒng)幕墻與光電原理相結(jié)合的一種新型建筑幕墻。主要是利用太陽能來發(fā)電的一種新型的綠色的能源技術(shù)。光電幕墻的基本單元為光電板，而光電板是由若干個(gè)光電電池進(jìn)行串、并聯(lián)組合而成的電池陣列，把光電板安裝在建筑幕墻相應(yīng)的結(jié)構(gòu)上就組成了光電幕墻。一般情況下，建筑幕墻的立柱和橫梁都是采用斷熱鋁型材，除了要滿足JGJ102規(guī)范和JG3035標(biāo)準(zhǔn)要求之外，剛度一般高一些為好，同時(shí)，光電模板要能夠便于更換。

五、結(jié)束語

幕墻作為建筑結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要元素，與建筑設(shè)計(jì)中的通風(fēng)、節(jié)能、采光、防火、電力配置等都有著密切的關(guān)系，隨著建筑設(shè)計(jì)向著節(jié)能、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的方向，建筑幕墻必然成為關(guān)注的焦點(diǎn)，建筑師對幕墻的關(guān)注與要求將超過以往，幕墻設(shè)計(jì)也將更加注重與建筑設(shè)計(jì)的配合。綜上所述，本文主要針對建筑幕墻及其形式、幕墻設(shè)計(jì)要求及其發(fā)展方向，結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，希望可以對幕墻行業(yè)的同仁提供參考。

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