浅谈建筑幕墙的设计原则及细节分析

浅谈建筑幕墙的设计原则及细节分析

曾飞彬

广东.深圳518000

摘要：幕墙是影响建筑物外观与功能的重要因素，因此，幕墙的设计受到了越来越多的关注。时至今日，开设幕墙设计专业的国内高校极少，幕墙设计师基本上是采用传、帮、带的模式，造就了幕墙设计师的质量良莠不齐，受此制约，在幕墙设计中存在着许多问题，这些问题将直接影响到幕墙的设计质量。同时，在建筑幕墙设计中应注意防火、防雷、防自爆结构安全设计和整体设计，充分考虑规范规定及成熟的施工工艺，做到合理设计，呈现美观、安全、经济、舒适的建筑作品。

关键词：建筑幕墙；设计原则；设计要点

1.幕墙设计原则

建筑幕墙是一种由支承结构体系和面板构成的、可相对于主体结构有一定的位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外维护结构或装饰性结构。按随着社会经济的发展，高层及超高层的出现，传统的砌体、混泥土建筑外墙材料被现代材料代替，使用最广的数玻璃幕墙及金属幕墙，玻璃及金属板的自重轻的特点，使建筑设计师赋予建筑有更多的表现形式，造型更丰富、更具有现代艺术感。而作为实现建筑这一功能的“巧匠”—幕墙设计师，就显得尤为重要，“衣裳”好不好看，就是体现幕墙设计的综合设计能力了，通常，幕墙设计师在进行幕墙设计时，需把握好以下的设计原则。

1.1沟通原则

幕墙设计作为建筑设计中的一重要环节，不能单打独斗，涉及相关多个专业。前期需深刻了解建筑师的设计意图，在实现建筑设计效果的前提下要积极与建筑结构专业、室内设计专业、亮化工种、暖通专业、广告专业等的积极沟通，做到不设计返工、设计不浪费、设计不违规。

1.2.经济成本控制原则

建筑幕墙作为高档装饰，造价不菲，作为优秀的幕墙设计师，在实现建筑方案的基础上，要能做到控制成本，采用合理的设计方案。尤其是在高层及超高层建筑幕墙，高度方向可分段设计，切勿从低到顶采用统一龙骨、面板，平面宽度方向则需区分大面设计，转角部位、特殊部位设计，草率地按最不利设计是一种不负责任的、不严谨的设计，算不上是优秀的幕墙设计师。

1.3.遵守规范设计的原则

国内幕墙设计发展二三十年来，从参考国外的习惯做法，到国内幕墙规范订立，是一个漫长而充满争议的过程，在这过程中，国内的幕墙专家不断地考证、不断地摸索，结合国内的实际情况编写了不少关于幕墙行业的设计及验收规范。在幕墙设计中，设计师要严格按照规范、标准进行设计，读懂规范中的条款，充分理解规范规定中的“必须”、“宜”、“应”等含义。

1.4推广新材料及装配式工艺

随着科技的发展，设计师在设计时敢于大胆使用新型材料，比如笔者遇到一个全玻幕墙项目，建筑节能设计时要考虑加电动遮阳帘才能满足节能要求，室内空间显得臃肿又增加造价，维修还不方便，而使用双银或三银LOW-E玻璃时就很好地解决了这个问题，得到业主的好评；又比如方案设计师和业主要求在高楼的外立面体现石材的立面效果，考虑到安全和效果，后来使用了仿石材铝板，纹路与石材无异，既安全又便宜。

为考虑施工进度和加工精度，条件许可下可优先采用装配式工艺，比如采用单元式幕墙、半单元式幕墙、装配式栏杆等。

2.建筑幕墙的设计要点分析

2.1.幕墙防火设计

当幕墙在高温或燃烧时，如没有进行防火设计时，由于风吹的惯性，在幕墙与主体之间的空隙会出现“消防风道”，即所谓的“烟囱效应”，极大危害到人民群众的生命和财产的安全。特别是采用玻璃或金属面板时，由于玻璃及金属板具有较低的耐火性，一旦发生火灾，其火焰会迅速扩散，与墙体一同烧毁，不但很难灭火，还对建筑结构造成很大的伤害，所以要对其进行防火封堵设计。幕墙的防火封堵构造应具备承受自重、适应幕墙和主体结构之间位移的能力；幕墙防火构造的缝隙以及幕墙的防火封堵与幕墙、建筑主体结构等之间的缝隙应采用防火封堵材料有效地密封；楼层间的防烟带由层间梁顶底各一道20厘米厚的防火岩棉和0.15厘米的镀锌钢板组成，并由镀锌钢板作为支撑；层间防火封堵构造设计可按以下图示几种做法，如图所示。

2.2.幕墙防水设计

在幕墙设计中，设计人员要对渗水问题进行充分的分析，在充分理解有关细节的基础上，采取相应的雨幕、等压设计原理，以达到密封、排水的效果。在构件式幕墙设计时，面板之间的的密封胶作为防水的屏障，厚度不能小于3.5mm,密封胶的宽度和厚度比宜为2:1;密封胶宽度大于25mm时，厚度不宜大于12mm;密封胶不得三面粘结；幕墙的立面装饰线条与立柱不宜在同一个位置分段，以防水直接渗水室内；当幕墙有横向突出面板的装饰线条时，需在横向装饰线条开泄水孔，防止内渗；在女儿墙顶包金属板的防水设计时，除需要放坡外，还需在金属板下方加一道防水胶皮或者金属板，实行二道防水；在采光顶和雨棚设计防水设计时，最好采用有组织排水；幕墙的开启扇防水设计，最少需要设计两道防水胶条，防水胶条要具有耐久性和足够的弹性，材质使用EPDM、氯丁橡胶条或硅胶条，转角位置采用成型的转角胶条；单元式幕墙设计时，需要考虑等压原理，设计三道密封线，分别是尘封线、水密线、气密线，其中水密线是重要的防水防线，幕墙表面的水可以进入前腔，通过合理的结构处理，此部分水有组织排出室外，水密线最好设计多道，提高防水功能；气密线墙壁严禁开工艺孔；十字缝的防水是防水的薄弱环节，可以设计成横锁式、横滑式和十字缝打胶处理。

2.3.幕墙的抗风压设计

在建筑幕墙的设计中，为了保证其在承受风压的情况下仍能维持其优良的抗风性能。设计时要根据《建筑结构荷载规范》及地方标准计算风压，如有风洞实验的建筑，参数要与规范对比，系数取高值，设计时选择合理的支承结构和面板。使用专业的设计软件，依据实际情况，对其进行科学、合理的设计，保证幕墙的结构安全。选用结构材料时，需选择满足使用年限不少于25年的材料，特别是结构胶的选用，一定要厂家提供相关的证明文件。

2.4.幕墙抗震设计

地震易对建筑幕墙产生破坏，必须对其进行合理的认识，以防止其在地震中受到破坏。在设计中，针对不同的部位采取不同的措施，比如框架幕墙的板块之间要留缝、立柱之间要设计留伸缩缝、横梁立柱连接处的缝隙、结构胶的设计要满足层间位移角、石材的挂件可设计成背栓或小单元的铝挂件、单元式幕墙板块之间足够的伸缩缝等。

2.5.玻璃幕墙遮阳设计

高层建筑具有良好的光照，能为居民提供较好的居住条件。但是，遮阳也是一个很重要的因素。通常，遮阳设计有以下几种类型：采用透光率低的LOW-E玻璃，这样可以使整个建筑的整体效果更加干净,但在实际使用中也有一些不足之处，如玻璃透光率较低，对日光透光率有一定的影响,室内效果较暗，感官较差，如节能要求较高，可选用双银或三银LOW-E。另外一种方法是采用玻璃内置遮阳百叶，选用电动或手动进行，优点是可以根据不同的照明条件和季节变化进行调整，但玻璃内置遮阳百叶价格奇高，联接系统维护难等，万不得已不建议采用。

3.防玻璃自爆的设计

玻璃的自爆是长期以来的通病，危害性极强，严重危害人民群众的生命安全和财产安全。幕墙设计师在设计时选材非常重要，要满足JGJ113-2015 《建筑玻璃应用技术规程》里规定的使用面积，严禁超标；玻璃必须采用均质钢化玻璃；高层及超高层建议业主使用超白玻原片，条件允许情况下最好使用半钢化夹胶中空玻璃；玻璃卡槽间隙尺寸要能满足规范要求，严禁玻璃直接与构件硬接触；当不使用幕墙的护窗栏杆时，需要做防撞实验确定是否可行；室外玻璃栏板要用夹胶玻璃；玻璃采光顶和玻璃雨蓬要用夹胶玻璃；斜玻璃幕墙面板要用夹胶玻璃；要考虑节能的大跨度全玻幕墙，条件允许建议设计成双夹胶中空，防止玻璃炸裂，玻璃肋应采用夹胶钢化玻璃。

4.结束语

综上所述，综上所述，随着建筑行业的快速发展，幕墙的设计要求也越来越高，既要满足建筑的功能又要满足人们的审美需要，就必须把幕墙设计作为设计的一个重要环节，要求设计师熟读规范规定，多跑现场，做到理论与实际相结合，不断地提升设计水平；设计部门要非常重视设计质量，要进行多道把关、多次论证。

参考文献:

[1]装配式幕墙工程技术规程 T/CECS745-2020

[2]建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2015

[3]玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003

[4]建筑幕墙防火技术规程T/CECS806-2021