談?wù)劷ㄖ粔υO(shè)計

劉小明 （華東交通大學(xué)，江西 南昌 330013）

建筑幕墻是由面板和支撐結(jié)構(gòu)體系（支撐裝置與支撐結(jié)構(gòu)）組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)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墻，通俗的說，是建筑的衣服。建筑幕墻，尤其是玻璃幕墻將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑結(jié)構(gòu)等因素有機地結(jié)合起來，不僅造型簡潔、豪華、現(xiàn)代感強,能反映周圍的景色,具有很好的裝飾效果,而且將墻與窗合二為一,大大地減輕了建筑物的自重；具有自重輕、裝飾性強、便于安裝施工等優(yōu)點，深為廣大建筑師喜愛。

幕墻按構(gòu)件安裝形式及安裝方式可分為構(gòu)件式幕墻和單元式幕墻。按面板材料可分為玻璃幕墻、石材幕墻、金屬幕墻。按支撐形式分為全玻幕墻、框支撐玻璃幕墻和點式玻璃幕墻等形式。隨著綠色建筑的推廣，摩天大樓的高速發(fā)展，智能型呼吸式雙層幕墻和光電幕墻將成為未來建筑幕墻市場的主力。構(gòu)件式幕墻構(gòu)造簡單經(jīng)濟，可直接在現(xiàn)場安裝，但現(xiàn)場安裝周期長，受主體結(jié)構(gòu)施工影響。單元式幕墻是在工廠加工組裝好現(xiàn)場安裝，受主體結(jié)構(gòu)施工影響較小，可與主體施工同時施工，且適用主體結(jié)構(gòu)變形能力強，但造價比構(gòu)件式幕墻高。雙層幕墻建筑節(jié)能效果明顯，但造價高。所以建筑設(shè)計應(yīng)綜合考慮建筑所處環(huán)境，所要達到的建筑要求，對幕墻形式做一個綜合的評估，合理的選擇幕墻形式。

確定好幕墻的形式后，幕墻深化設(shè)計就顯得很重要了，是建筑設(shè)計的重要一環(huán)。幕墻是從室內(nèi)空間到室外空間的過渡層，是可供觀賞的外表，是體現(xiàn)建筑設(shè)計外觀，傳達建筑設(shè)計理念的基礎(chǔ)，所以幕墻設(shè)計在建筑設(shè)計中理應(yīng)倍受重視。下面就如何進行幕墻設(shè)計從以下來做個簡單的闡述。

通常，建筑師在建筑設(shè)計時都會明確各個部位是使用哪種面板形式的幕墻，幕墻設(shè)計根據(jù)建筑師的要求做具體的設(shè)計工作。

首先，建筑立面的表現(xiàn)。這里首先要解釋一個名詞：分格，因面板材料的生產(chǎn)加工能力的限制，無法將某一立面面板材料以一整塊的形式表現(xiàn)在立面上，所以幕墻都是根據(jù)面板原材料的大小，以經(jīng)濟的套裁率同時考慮建筑功能的要求將面板原材料分成小塊表現(xiàn)在立面上，叫分格；一般情況下，橫豎分格應(yīng)連續(xù)封閉，不允許斷開。橫分格(寬度＞高度)親切自然，體型修長；豎分格(寬度＜高度)挺拔高大。一般大型場館、裙樓宜采用橫線條，塔樓宜采用豎線條分格，當(dāng)然這個也不是絕對的，幕墻分格的首要原則是尊重建筑設(shè)計師的設(shè)計意圖，以建筑效果為準(zhǔn)。

分格尺寸的大小應(yīng)保證面板原材料有合適的套裁率，同時滿足建筑功能。豎向分格線宜與室內(nèi)房間隔墻相對應(yīng)，同一分格板塊不能跨越兩個房間。橫向分格宜在結(jié)構(gòu)梁頂和梁底各設(shè)置一道，同一板塊原則上不允許跨越2個樓層，以滿足層間防火要求。

開啟扇宜設(shè)置在室內(nèi)地面0.9m以上、1.5m以下的位置。在室內(nèi)0.9m～1.1m處當(dāng)無開啟扇時，應(yīng)設(shè)置欄桿。

玻璃幕墻從室內(nèi)地面量起1.5m左右不宜設(shè)置水平分格線，此高度為一般成年人的視線位置，此位置如設(shè)置橫梁會阻擋人的視線，所以盡量避免在此高度設(shè)置分格線，尤其是大型場館、商業(yè)寫字樓，因通透性要求較高。

2 材料的選擇

幕墻（含采光頂和雨棚）用玻璃應(yīng)采用均質(zhì)鋼化或超白的鋼化玻璃，可見光反射率不得大于0.30，某些區(qū)域幕墻用玻璃的可見光反射率不得大于0.16。安全夾層玻璃應(yīng)當(dāng)采用PVB（聚乙烯醇縮丁醛）或SGP（離子性中間膜）膠片干法加工合成技術(shù)，不得采用濕法工藝；光面石材厚度應(yīng)大于25mm，毛面石材應(yīng)大于30mm；單層鋁板厚度應(yīng)大于2.5mm；復(fù)合鋁板厚度應(yīng)大于4mm，鋁卷厚度大于0.5mm；不銹鋼應(yīng)采用304或316奧氏體不銹鋼，其他鋼材采用Q235B且應(yīng)有可靠防腐措施；幕墻用結(jié)構(gòu)膠應(yīng)采用中性硅酮結(jié)構(gòu)膠和酸性硅酮結(jié)構(gòu)膠，酸性硅酮結(jié)構(gòu)膠一般用在全玻及采光頂玻璃構(gòu)件中，明框幕墻中空玻璃外層密封可選用聚硫結(jié)構(gòu)膠。密封膠條一般選用氯丁橡膠條、三元乙丙膠條、硅橡膠條，其他材料的選用應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求。

3 各類幕墻設(shè)計中應(yīng)注意的問題

3.1 全玻璃幕墻的設(shè)計

全玻璃幕墻是指由玻璃肋和玻璃面板構(gòu)成的玻璃幕墻。全玻幕墻的面板厚度不小于10mm，夾層玻璃單片厚度不宜小于8mm，玻璃肋的厚度不小于12mm，斷面寬度不小于100mm。

全玻幕墻的水平分格宜在1.5m左右,顯得大氣。一般來說，高度小于2m的全玻幕墻在面板滿足受力要求時，可以不使用玻璃肋；高度大于4m時，應(yīng)使用吊掛方式。

當(dāng)采用玻璃肋支撐、且高寬比大于2時，面板是單向板的受力形式，所以在玻璃肋的端部應(yīng)有壓縮性小的、能受力的橡膠墊塊，面板中間則采用柔性材料填充，以保證單向板受力模式。

3.2 點式玻璃幕墻

點式玻璃幕墻它的由玻璃面板、點支撐裝置和支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)成的玻璃幕墻稱為點支式玻璃幕墻。當(dāng)采用浮頭式連接件時，玻璃厚度不小于6mm。采用沉頭式連接件時，玻璃厚度不小于8mm。

點式幕墻支撐的結(jié)構(gòu)方式有肋駁接，鋼架及索結(jié)構(gòu)及組合支撐方式。

肋駁接支撐方式整體通透明亮，適用于大堂等，玻璃肋必須為夾膠玻璃。采用這種方式時，應(yīng)注意橫向失穩(wěn)的問題。

鋼支撐一般有單管支撐、鋼桁架支撐，一般用在車站機場較多，具有剛性美，采用單管時，應(yīng)注意橫向失穩(wěn)的問題。

索結(jié)構(gòu)有單索及索桁架形式（如魚腹式），整體通透，適用于車站、機場、展覽館等。如采用單索結(jié)構(gòu)，一般宜設(shè)置2層索網(wǎng)體系，豎向承重，橫向為風(fēng)載和穩(wěn)定等。不管是單索還是索桁架，施工時均必須對索進行預(yù)張拉，以保重其初始受力狀態(tài)。

3.3 框支撐玻璃幕墻

框支撐玻璃幕墻是玻璃面板周邊由金屬框架支承的玻璃幕墻。玻璃面板和金屬框架材料應(yīng)符合規(guī)范要求。

玻璃面板和金屬框架連接應(yīng)安全可靠，其中隱框玻璃幕墻有壓塊式和小單元式。金屬框架和主體結(jié)構(gòu)連接應(yīng)當(dāng)以采用預(yù)埋件為主，當(dāng)采用后置埋件時，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計圖中明確單個錨栓的抗拉力設(shè)計值。

金屬框架立柱的受力形式一般為簡支梁、雙跨連續(xù)梁及超靜定連續(xù)梁。各種受力形式應(yīng)進行成本比較，以較好的控制造價。

3.4 石材幕墻

石材幕墻與金屬框架間一般采用不銹鋼T型掛件、SE掛件及背栓。金屬框架和主體結(jié)構(gòu)連接同框支撐玻璃幕墻。

3.5 金屬幕墻

金屬幕墻較多采用單層鋁板、復(fù)合鋁板及不銹鋼板等。因金屬的熱脹冷縮特性，容易造成表面平整度差。面板和框架之間的連接一般采用鋁角用螺釘固定，加勁肋應(yīng)和固定鋁角配合，以便面板達到最佳受力狀態(tài)。

4 幕墻性能設(shè)計

幕墻的抗風(fēng)壓性能、水密性能、氣密性能、熱工性能、空氣隔聲性能、平面內(nèi)變形性能、耐撞擊性能、光學(xué)性能、承重力性能應(yīng)按規(guī)范進行驗算設(shè)計。

5 其他應(yīng)注意問題

防火設(shè)計應(yīng)符合《建筑防火設(shè)計規(guī)范》（GB50016）的規(guī)定以及《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ102）、《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ133）的具體要求。

防雷設(shè)計應(yīng)符合《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057）的規(guī)定及《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ102）、《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ133）的具體要求。

當(dāng)幕墻高度大于100m時，不得采用全隱框玻璃幕墻；斜玻璃幕墻或吊掛玻璃幕墻不得采用全隱框玻璃幕墻；吊掛部位不得采用石材。否則，應(yīng)有其他可靠的安全措施。

超過24m的石材幕墻不應(yīng)采用不銹鋼T型掛件。

其他國家規(guī)定不宜設(shè)計幕墻的規(guī)定。

6 結(jié)語

幕墻給我們帶來美感、現(xiàn)代感的同時，也要重視其缺點，如玻璃自爆，防火能力差，施工質(zhì)量差導(dǎo)致的節(jié)能及安全問題，用暴露出的問題來提高我們幕墻的材料、設(shè)計、施工等質(zhì)量。讓幕墻這一裝飾手段更好地裝扮我們的生活環(huán)境。