探討建筑幕墻設計要把控好的要點

    早在100多年前，幕墻在建筑已有應用，但其發(fā)展卻受材料及加工工藝等因素的制約，近年來，隨著我國經(jīng)濟和科技水平的快速發(fā)展，新材料、新技術、新原理和新工藝不斷涌現(xiàn)，且在建筑幕墻設計和制造中得到成功地應用，目前已有越來越多大中城市的建筑物外圍護結構采用幕墻結構。建筑幕墻：其實質上是金屬、玻璃、石材等板材借助于金屬構件懸掛在主體結構上的建筑外圍護結構，所以它不僅僅是建筑物的外圍護結構，也是建筑的外裝飾，這也是其得到廣泛應用的原因之一。盡管建筑幕墻應用實踐中取得不錯的效果，但因設計方案不夠周到、施工制作等的一些關鍵環(huán)節(jié)沒把控好，引發(fā)不少工程質量問題，如玻璃破裂、漏水等工程質量問題。因此以下將重點就幕墻設計把控要點進行探討。

    建筑幕墻設計要給制作、安裝、監(jiān)理等各方面人員在不經(jīng)任何解釋的情況下能完全看懂，因此，圖紙應該完整、詳盡，表達方式應規(guī)范化。部分幕墻工程是由施工企業(yè)自行設計，圖紙未經(jīng)原結構設計單位審核，有的雖經(jīng)審核，也只是從總體方案、立面效果上粗審一下，未起到技術審核把關作用。因此，設計圖紙極不規(guī)范，普遍存在設計圖紙深度不夠、設計圖紙不全的現(xiàn)象：無施工圖說明和施工要求，缺少節(jié)點大樣圖，缺少預埋件錨固節(jié)點計算、幕墻龍骨框架在豎向荷載、水平荷載作用下的應力變形等計算；避雷、防火、防排水措施不當，沒有通過設計確定幕墻自身避雷接地系統(tǒng)的設置分布、引出線的材料和截面尺寸與主體結構防雷系統(tǒng)可靠連接，并在設計圖、大樣圖上標注清楚，而直接利用幕墻與主體結構連接作避雷接地的連接體。設計圖中沒有標出預埋件位置，忽視三維調節(jié)處理。另外，有些工程的幕墻設計滯后于主體工程進度，結構上未設預埋件，使幕墻與主體結構的連接措施不當，影響可靠的連接；還有些工程樓面外緣沒有實體窗下墻，但沒按要求設置防撞欄桿，所有這些都給幕墻留下了不同程度的質量和安全隱患。

    由于建筑幕墻設計對專業(yè)性要求較高，所以在設計過程中往往是建筑師先提出設計思路和設計效果圖；其次，具體的設計則由建筑裝飾公司實行組織設計，表現(xiàn)為不連續(xù)設計流程特點�，F(xiàn)將結合實際工作經(jīng)驗將幕墻設計中比較常見的問題及改善措施總結如下。

    2.1幕墻整體上應注意的設計要點

    如前所述，幕墻為建筑物的外圍護結構，其功能主要包括：承受自重及直接作用于其上的地震作用、風荷載等，由于其本身不分擔主體結構承受的地震或荷載作用，所以幕墻在設計時要達到以下幾個要求：（1）它要有一定的剛度、承載能力、穩(wěn)定性和相對于主體結構的位移能力；（2）它的構件與立柱、橫梁的連接能可靠地傳遞地震、風荷載作用及幕墻構件的自重；（3）連接部位主體結構混凝土強度等級不應低于C25，以確保其與主體結構的連接可靠性；（4）它與錨固的連接必須安全可靠，并適當留有余地，特別需要確定其承載力時宜進行實物試驗；（5）幕墻與砌體結構連接時，在其主體結構上可作增設鋼結構梁柱或鋼筋混凝土，在這里不將輕質填充墻作為幕墻結構的支撐結構考慮，因為其變形能力和承載力都比較小；（6）幕墻設計應采取防雨水滲漏性能的措施，尤其是一些設計有百頁窗及玻璃采光頂?shù)哪粔�工程，應特別重視其與周邊聯(lián)結、壓頂?shù)葮嬙鞆碗s部位的施工，發(fā)現(xiàn)密封不良、材料性能達不到要求時及時整改或更換，必要時應分層進行抗雨水滲漏性能的淋水試驗，杜絕滲漏現(xiàn)象發(fā)生。

    2.2幕墻結構要注意的設計要點

    （1）幕墻結構一定要有足夠的適應及吸收位移能力，這樣才能有效防止因主體結構水平力產生的位移而損壞幕墻構件，也留有活動的余地給幕墻構件與立柱、橫梁之間；     （2）要讓幕墻在自身平面內能有變形能力，可在立柱每層設置活動接頭，這樣也使立柱上下有活動的可能；（3）上下柱接頭空隙不要小于15mm，以達到立柱安裝施工的誤差、立柱的溫度變形、主體結構柱子承受豎向荷載的軸向變形的需求；（4）應將立柱設計成軸心受拉或偏心受拉構件，其構造做法宜選取鉸接節(jié)點在上端懸掛，下端選取可上下變形的節(jié)點形式，從而以減少立柱設計成完全受壓工作狀態(tài)時對安全的不利影響，同時也防止水平荷載會使其受彎。

    2.3幕墻防雷系統(tǒng)的設計要點

    為防止或減少雷擊建筑幕墻所發(fā)生的人身傷害和文物、財產的損失，并做到安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理，固此，做好建筑幕墻的防雷措施也越來越重要，建筑幕墻防雷系統(tǒng)的設計已是當今一個重要問題。

    在建筑幕墻的防雷設計中，應充分利用建筑物的接閃器、引下線和接地裝置，將建筑幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網(wǎng)接通，連成一個防雷整體，把建筑幕墻獲得的巨大雷電能量，通過建筑幕墻的防雷系統(tǒng)，迅速地輸送到地下，保護建筑幕墻免遭雷電破壞的作用。對于第一類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于5m×5m(或6m×4m)；第二類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于10m×10m(或12m×8m)；第三類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于20m×20m(或24m×16m)。幕墻防雷處的接地電阻應小于1歐。

    在建筑幕墻設計時，我門通常是將建筑幕墻頂部女兒墻的蓋板部分，有目的地把它設計成幕墻接閃器，因為該部分處于建筑幕墻的頂部，常用3mm鋁單板(或4mm鋁塑板)做為蓋板。這樣，幕墻接閃器接受到的雷電流，就可以通過幕墻女兒墻的避雷均壓環(huán)和防雷引下線，安全地把雷電流引到建筑物的防雷網(wǎng)，并導通到接地裝置，達到避雷的作用。

    2.4幕墻要注意的設計要點

     （1）幕墻屬于可更換結構，結構設計使用年限取不小于25年。預埋件不容易更換，宜按50年考慮。大跨度、大型支承鋼結構的結構設計使用年限宜按主體結構考慮。

     （2）正確理解和執(zhí)行標準規(guī)范。規(guī)范標準是成熟經(jīng)驗的總結，不是對新技術的展望。規(guī)范并不限制新技術的應用。

     （3）玻璃的安全選用是幕墻設計和結構設計的一個關鍵問題。安全玻璃種類不同，性能也不相同，應根據(jù)各個部位的不同要求選用不同的玻璃。

     （4）幕墻節(jié)能已成為我國建筑節(jié)能的重要一環(huán)。幕墻節(jié)能的設計要考慮在嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和溫和地區(qū)進行冬季的保溫設計，夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)要進行夏季的隔熱設計。設計時要考慮到中空玻璃的節(jié)能效果遠遠大于單層玻璃。采用斷熱幕墻的結構形式是幕墻建筑節(jié)能的最有效的途徑。 

     綜上所述，幕墻工程的質量控制應選擇具有資質較高、水平較強的設計和施工專業(yè)公司承接，并嚴格幕墻工程的設計審核，設計人員更要重視幕墻的相關計算及構造設計規(guī)范，確保幕墻工程的結構安全和重要使用功能。此外，幕墻制造是跨行業(yè)的綜合性技術，所以無論是設計還是選用材料、制作和安裝等方面，對幕墻生產全過程要進行嚴格質量控制，這樣才能有力地保證幕墻工程的質量和安全。