淺析建筑幕墻設(shè)計及施工質(zhì)量控制

蔡仁忠

（廈門市建安集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000）

1 建筑幕墻設(shè)計原則

建筑幕墻設(shè)計是工程建設(shè)的一個組成部分，其設(shè)計原則需要遵循建筑設(shè)計的原則，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化，使幕墻滿足當(dāng)前建筑的使用要求。由于幕墻所處的位置比較特殊，是室外與室內(nèi)之間的過渡層，因此，設(shè)計人員在設(shè)計這部分內(nèi)容時，需要合理設(shè)計其結(jié)構(gòu)，使幕墻的外觀效果更好，滿足人們對建筑美感的追求。幕墻設(shè)計是建筑設(shè)計方案中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能直觀地體現(xiàn)設(shè)計人員的設(shè)計理念，幕墻設(shè)計工作應(yīng)建立在建筑設(shè)計理念之上。在工程項(xiàng)目中，一些設(shè)計人員沒有處理好幕墻設(shè)計與建筑設(shè)計之間的關(guān)系，為了設(shè)計方案能在市場上有新意，只追求外觀，在設(shè)計過程中忽略了建筑設(shè)計的原則，導(dǎo)致建筑不具有實(shí)用性能，影響整體設(shè)計效果。

2 建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容

2.1 風(fēng)荷載設(shè)計

高層建筑主要的外力作用就是風(fēng)荷載。當(dāng)建筑物處于生存期時，要保證幕墻在風(fēng)荷載作用下不會造成破壞。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，基本風(fēng)壓值為30年一遇，10分鐘平均風(fēng)壓值。而在設(shè)計幕墻時，則應(yīng)以陣風(fēng)最大風(fēng)壓為標(biāo)準(zhǔn)，采用50年一遇的最大風(fēng)力，10分鐘平均風(fēng)速需轉(zhuǎn)換為3秒的陣風(fēng)風(fēng)壓。另外，幕墻設(shè)計采用風(fēng)荷載體型系數(shù)時，需要考慮風(fēng)力在建筑物表面分布是否均勻。

2.2 溫度應(yīng)力設(shè)計

年溫度變化（T）是幕墻設(shè)計過程中必須充分考慮的因素，其變化程度直接影響溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力產(chǎn)生的原因主要有兩種：一是每年夏季的最高氣溫與當(dāng)年冬季的最低氣溫之差。二是幕墻材料本身具有反射性和吸熱性，為確保安全，考慮溫度應(yīng)力設(shè)定為80℃。

2.3 地震作用力

我國很多地區(qū)屬于地震帶，地震發(fā)生頻率較高?？拐鹪O(shè)防烈度超過6度的地區(qū)就占70%以上，大多數(shù)大、中城市都會采取防震措施。地震發(fā)生時，在劇烈的動力作用下，幕墻構(gòu)件和連接件會受到不同程度的破壞。為防止震動產(chǎn)生破壞，必須采取有效的措施設(shè)防，如加強(qiáng)幕墻的構(gòu)造措施，使幕墻具有一定的彈性，隨著地震的震動，破壞力會減弱。在常遇地震作用下，與設(shè)防烈度相比，要低1.5度，可達(dá)到50年一遇，幕墻不會因地震而受到破壞，能保持完好狀態(tài)。如果為中震，與設(shè)防烈度相比，要高1.5度，為1 500～2 000年一遇，就會造成非常嚴(yán)重的破壞，如玻璃破碎等，但建筑的骨架不應(yīng)脫落或倒塌。為此，對幕墻采取抗震構(gòu)造措施，可保證設(shè)計目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3 建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項(xiàng)

幕墻是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其在結(jié)構(gòu)運(yùn)行過程中發(fā)揮的主要作用是承受風(fēng)荷載、自重、溫度、地震等應(yīng)力。在設(shè)計幕墻結(jié)構(gòu)時，應(yīng)著重設(shè)計梁、掛板、柱、玻璃、密封膠及各種連接件等。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)充分考慮各種荷載對結(jié)構(gòu)的影響，科學(xué)、合理地分析這些荷載，真實(shí)、客觀地反映幕墻的受力狀態(tài)。

3.1 合理選擇幕墻結(jié)構(gòu)方案

幕墻設(shè)計方案的選擇應(yīng)充分考慮其設(shè)計的合理性和應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性，結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系要滿足工程實(shí)際需要，且不會消耗大量資源。其中結(jié)構(gòu)體系要受力明確，傳力簡單、快捷，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，不同的結(jié)構(gòu)體系不能混用，無論是平面，還是豎向，都要保證一定的規(guī)則性。

3.2 恰當(dāng)選擇計算簡圖

要根據(jù)計算簡圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，若所選的簡圖不恰當(dāng)，很有可能造成結(jié)構(gòu)安全問題，進(jìn)而引發(fā)事故。所以，選擇計算簡圖的首要條件就是保證結(jié)構(gòu)安全，需要采取一定的構(gòu)造措施。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不是純粹的剛結(jié)點(diǎn)，也不是鉸結(jié)點(diǎn)，但與計算簡圖之間存在的誤差不能超過設(shè)計允許范圍。

3.3 詳細(xì)分析計算結(jié)果

目前，普遍應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，但由于軟件的種類、功能、質(zhì)量不同，計算結(jié)果也不盡相同。為此，設(shè)計人員需要了解程序的適用范圍和所需技術(shù)條件。計算機(jī)軟件并非完美，有一定的缺陷，如果在應(yīng)用中不能有效規(guī)避，計算結(jié)果就會出錯。另外，要正確輸入計算參數(shù)，在結(jié)構(gòu)工程師得到電算結(jié)果后，要對數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析并校核，保證判斷的合理性。

3.4 構(gòu)造措施要有針對性

對結(jié)構(gòu)薄弱部位要強(qiáng)化設(shè)計，特別是結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)，要保證設(shè)計可靠，對鋼結(jié)構(gòu)焊縫、銷軸、耳板、連接板的設(shè)計計算要精確，并充分考慮溫度應(yīng)力造成的影響。另外，對多道防線的設(shè)計要防止存在薄弱點(diǎn)，確保極限狀態(tài)驗(yàn)算的正常使用。

4 建筑幕墻設(shè)計現(xiàn)狀分析

4.1 對幕墻設(shè)計工作不重視

幕墻設(shè)計過程中，設(shè)計人員工作態(tài)度不認(rèn)真，沒有意識到設(shè)計工作對工程的影響，設(shè)計時經(jīng)常出錯，延誤工期。另外，許多工作內(nèi)容的歸屬也未明確劃分，幕墻設(shè)計單位與建筑設(shè)計單位就會不斷地交涉工作分工，影響施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。一些建筑單位為了加快工作速度，在填寫建筑圖紙時，沒有按照相關(guān)規(guī)定使用專業(yè)術(shù)語標(biāo)注內(nèi)容，如填寫“幕墻單位完成”，結(jié)果僅填寫“完成”，這種情況在工作中經(jīng)常發(fā)生，會造成工作秩序混亂。

建筑施工要嚴(yán)格按照程序進(jìn)行，但建筑單位未按規(guī)定時間施工，也會對幕墻設(shè)計工作造成很大影響。當(dāng)幕墻設(shè)計完成招標(biāo)開始施工時，由于建筑單位提前施工而打亂幕墻設(shè)計工作，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)梁柱產(chǎn)品檔次與實(shí)際不符的情況，也是建筑成本預(yù)算與實(shí)際成本支出存在偏差的主要原因，不僅影響施工進(jìn)度，而且會由于增加結(jié)構(gòu)梁柱等原因而降低幕墻結(jié)構(gòu)的安全性，對人們的生命、財產(chǎn)安全造成危害。

4.2 建筑單位與幕墻設(shè)計單位缺乏溝通

建筑工程中普遍存在建筑單位與幕墻設(shè)計單位之間溝通障礙問題，如針對玻璃幕墻設(shè)計工作，有關(guān)單位有明確指示，必須由建筑單位與幕墻設(shè)計單位共同完成，但在實(shí)際工作中，兩家單位都是將工作分開處理，建筑單位只按工程計劃向幕墻設(shè)計單位提出要求，幕墻設(shè)計單位在滿足材料和制作設(shè)計的基礎(chǔ)上，對工作內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)前，建筑工程發(fā)展速度緩慢，這與建筑單位缺乏與幕墻設(shè)計人員的有效溝通直接相關(guān)。

4.3 幕墻施工人員專業(yè)水平不高

建筑幕墻設(shè)計在建筑工程中比較重要，因此，工作人員在進(jìn)行相關(guān)工作時要特別注意施工細(xì)節(jié)，這是保證工程質(zhì)量的重要措施。另外，施工人員的施工技術(shù)對幕墻設(shè)計效果也有很大影響。在幕墻施工中，施工人員對幕墻技術(shù)了解不多，很多工作很難達(dá)到建筑規(guī)范的要求，這一現(xiàn)象在建筑幕墻施工現(xiàn)場非常普遍。目前，我國建筑幕墻行業(yè)的從業(yè)人員構(gòu)成十分復(fù)雜，許多非專業(yè)人員也參與到建筑幕墻的設(shè)計中，他們獲得建筑幕墻知識的渠道主要是學(xué)習(xí)幕墻參考資料，沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，因此，對建筑幕墻專業(yè)知識掌握不牢固，在實(shí)際工作中容易出現(xiàn)問題，如幕墻設(shè)計人員在工作中不能處理好結(jié)構(gòu)計算軟件的參數(shù)，會嚴(yán)重影響建筑質(zhì)量和施工進(jìn)度。另外，一些設(shè)計人員在進(jìn)行幕墻設(shè)計時，只是照搬別人的設(shè)計，就會在使用過程中與實(shí)際情況有偏差，導(dǎo)致建筑施工無法有序進(jìn)行。

5 幕墻施工質(zhì)量控制

5.1 加強(qiáng)設(shè)計質(zhì)量控制

設(shè)計人員要在明確幕墻設(shè)計特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計，以保證施工質(zhì)量。工程施工前必須完成幕墻設(shè)計工作，設(shè)計人員需在主體結(jié)構(gòu)中設(shè)計預(yù)埋件結(jié)構(gòu)，以提高結(jié)構(gòu)的安全性，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外，設(shè)計人員要對結(jié)構(gòu)中的支撐件進(jìn)行工程計算，與建筑單位溝通，解決招標(biāo)過程前后出現(xiàn)幕墻設(shè)計滯后的問題。

5.2 增強(qiáng)施工人員質(zhì)量意識

為了增強(qiáng)員工對幕墻設(shè)計的質(zhì)量意識，施工單位應(yīng)對相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容要圍繞幕墻設(shè)計的理論知識、專業(yè)技能等方面進(jìn)行。久而久之，員工會意識到幕墻工作的重要性，從而培養(yǎng)了質(zhì)量意識。

5.3 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量

為提高建筑幕墻的安全性，需要對幕墻材料進(jìn)行科學(xué)地分析和選擇。幕墻材料必須符合國家建筑質(zhì)量的相關(guān)要求，確保材料的質(zhì)量和耐久性。采購人員在購進(jìn)材料時，要在詳細(xì)了解工程技術(shù)規(guī)范內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行挑選。另外，對建筑幕墻所用的金屬材料也有一定要求，由于玻璃幕墻在功能上的應(yīng)用，需要對金屬材料進(jìn)行熱鍍鋅防腐處理。因此，必須嚴(yán)格控制工程中引進(jìn)的材料質(zhì)量，提高建筑幕墻施工質(zhì)量。

5.4 加強(qiáng)施工過程質(zhì)量管理

幕墻設(shè)計工作要順利進(jìn)行，必須加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量管理，主管部門要及時完善質(zhì)量管理?xiàng)l例，增強(qiáng)幕墻設(shè)計工作重要意識，通過質(zhì)量管理工作確保建筑幕墻的質(zhì)量。

6 建筑幕墻的弊端及處理措施

建筑幕墻以其獨(dú)特的風(fēng)格被廣泛應(yīng)用，但也存在著光污染、保溫效果差等缺點(diǎn)，需要通過改進(jìn)設(shè)計，采取科學(xué)有效的施工方法和管理方法有效解決。對建筑幕墻的弊端可采取以下措施：

（1）在對光污染的處理過程中，應(yīng)充分認(rèn)識到鍍膜玻璃的反射率較高，如果建筑中大面積使用玻璃片，在陽光照射時就會產(chǎn)生反射。要解決高反射率問題，設(shè)計時要合理劃分幕墻，合理使用金屬掛板及玻璃幕墻，并結(jié)合使用低反射率涂料。我國對這一問題的處理，一般使用金屬掛板、低反射鍍膜玻璃或玻璃幕墻等，可有效解決光污染問題。

（2）解決隔熱性能差的問題，可選擇合適的保溫材料。將高效保溫材料用于金屬板幕墻的內(nèi)部，可獲得良好的保溫效果。夏季選用的輕質(zhì)材料導(dǎo)熱系數(shù)小，可將外部熱量隔離到室外，冬季選用的保溫材料可起到室內(nèi)保溫作用。玻璃幕墻要獲得良好的保溫效果，可通過中空玻璃的非導(dǎo)熱性來實(shí)現(xiàn)。

7 結(jié)語

綜上所述，建筑幕墻質(zhì)量關(guān)系到整個工程質(zhì)量，要嚴(yán)格按照建筑設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計，各施工環(huán)節(jié)相互配合，緊密銜接，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，以保證工程質(zhì)量，滿足市場對建筑幕墻使用功能的要求。