淺談建筑設(shè)計(jì)之幕墻設(shè)計(jì)

馬 巍

榆林市恒泰建筑設(shè)計(jì)有限公司

淺談建筑設(shè)計(jì)之幕墻設(shè)計(jì)

馬 巍

榆林市恒泰建筑設(shè)計(jì)有限公司

隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，全球能源危機(jī)日益嚴(yán)重。與生活息息相關(guān)的建筑，將繼續(xù)沿著節(jié)能環(huán)保的方向演化。幕墻作為建筑有機(jī)組成部分，經(jīng)過(guò)多年跨越式的發(fā)展，在美觀、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等方面均表現(xiàn)得出類拔萃，它已成為建筑外立面設(shè)計(jì)的首選。

建筑設(shè)計(jì)；幕墻設(shè)計(jì)；建筑節(jié)能；玻璃幕墻

1 傳統(tǒng)幕墻

1.1 耗能高

自20世紀(jì)70年代能源危機(jī)后，世界各國(guó)越來(lái)越重視節(jié)能工作，同樣，能源問(wèn)題目前也正困擾著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)已經(jīng)成為全社會(huì)關(guān)注的焦。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前北京上海等大城市的建筑能耗已占全市總能耗的1/4，居于能耗的首位，其中公共建筑能耗又占建筑總能耗的大部分，玻璃幕墻夏季的吸熱和冬季的散熱，在給建筑物帶來(lái)美觀亮麗的同時(shí)也大量的消耗著能源。

1.2 光污染

光污染危害來(lái)源的主要對(duì)象仍是城市高層建筑的玻璃幕墻，一幢幢矗立在馬路兩側(cè)的玻璃幕墻，就像一面面巨大的鏡子，其產(chǎn)生的光反射，極易誘發(fā)意外交通事故。而如果人們長(zhǎng)期受到玻璃幕墻的白光污染，人會(huì)深感精神壓抑，心情煩躁，除視力因長(zhǎng)時(shí)間遭反射光刺激而下降外，還會(huì)誘發(fā)某些疾病。在國(guó)內(nèi)和國(guó)外，隨著玻璃幕墻在各大城市建設(shè)中大行其道，各地近年來(lái)接到市民對(duì)光污染的投訴也直線上升。

1.3 安全隱患

據(jù)有關(guān)專家介紹，目前市面上很多用于黏結(jié)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠水會(huì)隨著時(shí)間推移老化，甚至失效。一般而言，廠家對(duì)硅膠、結(jié)構(gòu)膠承諾的保質(zhì)期為10年。即便按照現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，玻璃幕墻的設(shè)計(jì)年限也不超過(guò)25年.玻璃幕墻如果年久失修，會(huì)產(chǎn)生許多安全隱患，成為 空中定時(shí)炸彈。

2 為什么建筑設(shè)計(jì)宜優(yōu)先選用建筑幕墻

2.1 建筑設(shè)計(jì)首選幕墻之安全可靠

傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)通常采用混凝土或磚石結(jié)構(gòu)與窗戶相結(jié)合的形式。建筑幕墻是建筑物不承重的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，通常由面板(玻璃、石材等)和支承結(jié)構(gòu)(鋁龍骨、鋼結(jié)構(gòu)等)組成。幕墻龍骨的上端掛接在主體結(jié)構(gòu)上，龍骨可相對(duì)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)所受荷載作用。基于幕墻的這個(gè)特點(diǎn)，相比窗戶的低抗震性，幕墻具有同建筑主體結(jié)構(gòu)相同的優(yōu)越抗震性能。幕墻良好的抗震性，在汶川大地震中體現(xiàn)得淋漓盡致，震區(qū)的窗戶大量損毀，而幕墻卻基本完好無(wú)損，可見(jiàn)幕墻具有優(yōu)于窗戶的安全可靠性。

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“大震不倒、中震可修、小震不壞”的設(shè)計(jì)原則。應(yīng)充分考慮在正常使用條件下的重力荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震作用、溫度作用和主體結(jié)構(gòu)位移等因素對(duì)幕墻的影響，并采用合理的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，以滿足建筑功能合理的使用需求。

2.2 建筑設(shè)計(jì)首選幕墻之造型美觀

建筑是一種藝術(shù)，是人類對(duì)美的追求形式。是功能與形式、藝術(shù)與科技的統(tǒng)一，其多樣性的美感通過(guò)人的視覺(jué)體驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)。因建筑物具有持久性和耐久性，迫使建筑師最大限度地去尋找單純、簡(jiǎn)潔的藝術(shù)形式，以適應(yīng)各時(shí)期人們不斷變化的審美和使用需求。既要實(shí)現(xiàn)功能性和實(shí)用性，又需構(gòu)造持之以久的建筑美感。建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的幕墻設(shè)計(jì)，即可迎合以上需求的實(shí)現(xiàn)。

屹立于中國(guó)首都北京的著名建筑，皆融入了現(xiàn)代化的幕墻設(shè)計(jì)理念，這些超脫的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了用一般建筑結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想。如：2008奧運(yùn)場(chǎng)館(鳥(niǎo)巢和水立方)、中央電視塔新址、國(guó)貿(mào)三期等北京地標(biāo)建筑，幕墻讓建筑師實(shí)現(xiàn)了中國(guó)建筑世界的奧林匹克夢(mèng)想，留給世人享譽(yù)全球的新地標(biāo)。以造型奇特的中央電視塔新址尤為壯觀，兩座塔樓雙向內(nèi)傾斜，由“L”形懸臂結(jié)構(gòu)連為一體，建筑外表面的單元式玻璃幕墻造型獨(dú)特、結(jié)構(gòu)新穎、新技術(shù)含量高。大樓獨(dú)特的造型，用傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)，建筑師采用了鋼結(jié)構(gòu)+單元式幕墻的形式，立面由大面積玻璃幕墻與菱形鋼網(wǎng)格結(jié)合而成，展現(xiàn)出獨(dú)特的外觀造型，營(yíng)造了舉世矚目的建筑美感。

建筑形象的好壞受其外觀造型及外立面效果的影響，而建筑幕墻立面具有很強(qiáng)的觀賞性，幕墻逐漸成為現(xiàn)代主義建筑的主要特征，是現(xiàn)代化都市的標(biāo)志。建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在實(shí)用性、功能性的基礎(chǔ)上，最大限度地表現(xiàn)出建筑幕墻外觀的單純、簡(jiǎn)潔而和諧的藝術(shù)美，提高建筑物的使用和觀賞價(jià)值，在設(shè)計(jì)工作中具有非常重要的實(shí)際意義。

3.幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)要求

幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)，直接關(guān)系到幕墻的使用功能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)以下問(wèn)題予以注意：(1)為了提高幕墻抗雨水滲透的功能，幕墻構(gòu)件的面板與邊框所形成的空腔應(yīng)采用等壓設(shè)計(jì)，使空腔內(nèi)氣壓與室外氣壓相同，防止室外空氣壓力將雨水壓入腔內(nèi)。(2)應(yīng)在可能產(chǎn)生滲水的部位或可能產(chǎn)生結(jié)露的部位預(yù)留泄水孔道，集水后由管道排出。(3)板材與邊框連結(jié)處必須用硅酮密封膠進(jìn)行處理，密封材料應(yīng)能在長(zhǎng)期壓力下保持良好的彈性。(4)伸縮縫、溫度縫、沉降縫處必須進(jìn)行較好的處理，使其既能保持立面美觀，又能滿足縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)變形的要求。目前有兩種設(shè)計(jì)方法：一種是采用活動(dòng)蓋板，避免連接部位損壞；另外一種是允許縫上的玻璃板局部損壞，只要及時(shí)修補(bǔ)既可。后者表面不露痕跡，較為美觀。(5)隱框玻璃幕墻構(gòu)件之間的拼縫寬度不宜過(guò)大，過(guò)大影響美觀；也不宜過(guò)小，過(guò)小則容易因溫度變化而擠壓玻璃。一般為15―20mm，設(shè)有擦窗機(jī)軌道時(shí)要大于40mm，明框幕墻構(gòu)件中玻璃與鋁邊框之間的空隙要滿足溫度變形的要求，通常要大于8-10mm。(6)由于幕墻位移和溫度變化，幕墻各部位會(huì)因磨擦產(chǎn)生噪音，影響建筑物的使用質(zhì)量，所以應(yīng)在磨擦部位設(shè)置墊片以減少磨擦噪音。(7)各種五金件、連接件設(shè)計(jì)要防止不同金屬相接觸產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。(8)建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮察窗機(jī)的軌道布置、連接件和相應(yīng)的荷載值，并及時(shí)向結(jié)構(gòu)專業(yè)提出。

4.防火設(shè)計(jì)

現(xiàn)在使用的帶玻璃幕墻的建筑很多無(wú)防火設(shè)計(jì)，既便有也只是把橫框設(shè)于樓板。上加鋁合金蓋板或鋼蓋板；有的則未作任何處理，上下層間可通視。正確的做法是用防火材料把上下樓層間隙封閉，這樣既防火又避免了樓層之間噪聲的干擾。

5.結(jié)束語(yǔ)

秉承現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的宗旨，滿足人類居住、辦公等使用需求為前提，作為一名建筑設(shè)計(jì)師，有責(zé)任改善生態(tài)環(huán)境，倡導(dǎo)社會(huì)發(fā)展高技術(shù)生態(tài)建筑，在建筑設(shè)計(jì)中采用高效節(jié)能幕墻，是設(shè)計(jì)具有中國(guó)特色的可持續(xù)發(fā)展建筑的必然選擇。

[1]《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003[2]《民用建筑設(shè)計(jì)通則》GB50352-2005