建筑幕墻設(shè)計中存在的問題及策略探討

蘇甲

摘 要 伴隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷突破進步，建筑行業(yè)迎來了發(fā)展的重要時期。越來越多的高層建筑遍布祖國各地，在高層建筑的設(shè)計與施工過程中，建筑幕墻的加入既能增加美觀性，又能提高工程建設(shè)的質(zhì)量。本文首先講述了建筑幕墻設(shè)計的重要作用，其次列舉了建筑幕墻整體的發(fā)展歷史及其進展情況，再次討論了在當(dāng)前建筑幕墻設(shè)計中存在的問題，最后針對這些問題提出了可靠性的建議以及相關(guān)針對性的舉措。

關(guān)鍵詞 建筑幕墻設(shè)計 發(fā)展歷史 BIM技術(shù)

中圖分類號：TU22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）03-0103-03

近年來，我國城市化建設(shè)的步伐越來越快，更多的高大建筑在城市中拔地而起，在現(xiàn)代社會建筑施工過程中，更多的建筑企業(yè)傾向于使用建筑幕墻的設(shè)計方式和設(shè)計理念。因此建筑幕墻的設(shè)計是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，良好的建筑幕墻設(shè)計方案既能提高整體項目的經(jīng)濟性、觀賞性以及實用性，并且還對整個項目建設(shè)的安全可靠性具有重要的保障。

1 建筑幕墻設(shè)計中的相關(guān)概念以及設(shè)計原則

1.1 建筑幕墻設(shè)計的重要作用

建筑幕墻的設(shè)計是現(xiàn)代化的設(shè)計理念中十分有特色的一種設(shè)計方式，建筑幕墻的構(gòu)成主要是由面板以及面板后面的支撐結(jié)構(gòu)來共同組成的。由結(jié)構(gòu)支撐體系以及外部面板共同構(gòu)成的建筑幕墻，其相對于整個建筑的主體結(jié)構(gòu)部分來說，具有一定的位移能力，這也就決定了建筑幕墻在作用上是不能去分擔(dān)主體建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)作用力的，其起到的主要作用是外圍防護以及裝飾美觀等功能[1]。

幕墻是指像電影院中播放內(nèi)容的幕布一樣，它是掛在整個主體建筑側(cè)面的，不能用來承擔(dān)主體建筑的任何作用力。但是幕墻在材料的設(shè)計和選擇上都是輕質(zhì)化的功能材料，因此在它們加裝上去之后不會給主體建筑本身帶來更多的負(fù)擔(dān)及載荷，這樣更能突出其美觀性以及裝飾性。在施工工藝上，主要是采用幕墻的結(jié)構(gòu)框架與主體建筑的結(jié)構(gòu)框架互相鑲嵌而成，而不是采取互相借力的方式，這樣的外圍防護結(jié)構(gòu)在性能上更加穩(wěn)定與可靠。

1.2 建筑幕墻的發(fā)展歷史及進展

建筑幕墻的設(shè)計發(fā)展歷史已經(jīng)有幾十年之久，從事建筑幕墻設(shè)計的國內(nèi)外知名企業(yè)越來越多，行業(yè)內(nèi)的競爭也越來越劇烈，在競爭劇烈的同時也加速了整個建筑幕墻設(shè)計行業(yè)的創(chuàng)新與突破。這些創(chuàng)新與突破主要集中體現(xiàn)在幕墻材料選取、施工技術(shù)、環(huán)保性能、安全性能等方面。

比如在建筑幕墻材料的選取上從最開始的重型板材，逐步過渡到輕型板材結(jié)構(gòu)，它們在厚度上明顯變小了。后來伴隨著化學(xué)化工新材料的不斷進步與發(fā)展，質(zhì)量更輕，性能更強，可靠性更高的幕墻材料便被開發(fā)出來，并且成功運用到大量的建筑幕墻設(shè)計施工項目中，取得了很好的應(yīng)用效果，這也標(biāo)志著建筑幕墻在材料選取上發(fā)生了實質(zhì)性的改變。這些新材料不僅顏色好看，形狀多樣，并且還具備良好的保溫性能以及隔熱性能，這對于生活居住在建筑幕墻主體內(nèi)部的人員來說是很有幫助的。

在建筑幕墻的施工技術(shù)上也發(fā)生了很多突破性的改變，之前的施工技術(shù)需要將笨重的玻璃幕墻逐步地吊到所需要的安裝高度，然后再由施工人員在高空進行作業(yè)，這在安全性以及對于施工人員的生命保障方面不是很可靠。后來伴隨著建筑幕墻以及建筑材料的突飛猛進發(fā)展，現(xiàn)在建筑幕墻的設(shè)計安裝已經(jīng)實現(xiàn)了模塊化以及結(jié)構(gòu)化，由于每一塊幕墻的質(zhì)量很輕，非常便于施工人員攜帶及操作，而且每一個幕墻設(shè)計好之后，都會對相應(yīng)的建筑材料進行統(tǒng)一的標(biāo)號以及準(zhǔn)確定位，這樣在施工時就能夠有條不紊地按照順序進行安裝，同時還能保證很高的安裝精確度，誤差范圍很小。

在環(huán)保性能方面，建筑幕墻的設(shè)計也越來越符合人類社會可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)理念。在早期建筑幕墻的設(shè)計及安裝過程中大量的非環(huán)保材料以及相關(guān)涂料，對施工人員的生命健康以及居住在建筑主體中的人員生命安全都存在著潛在的威脅。而采用環(huán)保新材料之后，對于建筑主體的環(huán)保要求越來越高，對于整個城市的建設(shè)來說也是十分有利的，建筑行業(yè)在發(fā)展過程中也要充分貫徹落實可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念，既有利于建筑施工企業(yè)的良好發(fā)展，又有利于人民群眾的身心健康。

安全性能是任何建筑工程項目最需要考慮的核心因素。如果安全性能不能夠達(dá)標(biāo)的話，那么這個建筑即使設(shè)計得再美觀，功能性再強大也是不能夠投入使用的。建筑幕墻的設(shè)計更是需要重點考慮安全性能方面的，這主要是由于其自身的結(jié)構(gòu)和功能所決定的。由上文可知，建筑幕墻是不承擔(dān)任何主體結(jié)構(gòu)的作用力的，它與建筑主體結(jié)構(gòu)是互相鑲嵌的。在作用力上就體現(xiàn)出了各種不安全因素的潛在威脅。伴隨著建筑幕墻施工工藝的不斷進步，越來越重注視對建筑幕墻設(shè)計的安全性能指標(biāo)以及安全性能因素的綜合考察，針對性的安全施工方法也越來越完善，因此現(xiàn)代社會我國對建筑幕墻的設(shè)計都是安全可靠的，這對于保障廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全以及維護企業(yè)自身利益來說都是十分有利的[2]。

2 當(dāng)前建筑幕墻設(shè)計中存在的問題

2.1 幕墻設(shè)計與幕墻施工在時間上存在著錯亂

建筑幕墻一般都用于高層建筑當(dāng)中，很多的高層建筑施工企業(yè)在設(shè)計之初并沒有提前考慮加入建筑幕墻的設(shè)計元素。大部分的施工企業(yè)都是在施工過程中，甚至于在施工完成后，才受到甲方的委托加入建筑幕墻的相關(guān)設(shè)計元素。這就導(dǎo)致了建筑幕墻的設(shè)計以及后續(xù)的施工在時間上存在著明顯的錯亂。設(shè)計便被要求在很短的時間內(nèi)就要完成，而施工也有著竣工時間的嚴(yán)格把關(guān)，因此二者在時間上不能很好的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，相關(guān)的設(shè)計理念也不能達(dá)到十分完美，后續(xù)的施工工作也就容易出現(xiàn)趕進度的現(xiàn)象。這樣一來，不僅對于建筑施工設(shè)計人員來說是一種巨大的壓力，而且對于建筑工程后續(xù)的施工工作來說，相關(guān)的任務(wù)也是更加繁重。并且在趕工期的階段，很容易在施工人員與設(shè)計人員的溝通上出現(xiàn)偏差，小的偏差很容易就引起整體大項目工程的巨大失誤，從而對整體工程的驗收以及后續(xù)工作都十分不利。

2.2 幕墻施工人員與建筑設(shè)計人員協(xié)同合作方面存在著欠缺

眾所周知，幕墻的設(shè)計和施工是兩個十分重要的工作，但是在我國目前幕墻的設(shè)計施工工作中分別是由不同的人員來進行的，這也就導(dǎo)致了設(shè)計人員對于幕墻施工的技術(shù)了解的不是很透徹，幕墻施工人員對于設(shè)計人員的設(shè)計理念理解得不到位，在施工方法的選擇上容易出現(xiàn)偏差。造成這種現(xiàn)象的主要原因是由于設(shè)計人員與施工人員的溝通交流并不廣泛，二者之間交叉的灰色地帶沒有很好的專業(yè)人員去徹底地熟悉和了解。

2.3 設(shè)計人員、施工人員的整體素質(zhì)和技術(shù)水平有待提高

由于幕墻設(shè)計的發(fā)展歷史較長，幕墻設(shè)計又歸屬于建筑行業(yè)當(dāng)中，而建筑行業(yè)當(dāng)前在我國高校中的學(xué)生擇業(yè)率和就業(yè)率都不是很理想，這也就直接導(dǎo)致了當(dāng)前在設(shè)計行業(yè)中的人員年齡整體偏大，學(xué)歷偏低的現(xiàn)象較為廣泛。而在幕墻施工人員當(dāng)中年齡偏大，學(xué)歷偏低的現(xiàn)象則更為嚴(yán)重，沒有年輕人去投入到這個行業(yè)，整個幕墻設(shè)計與施工行業(yè)的更新迭代速度較為緩慢，工程創(chuàng)新以及設(shè)計理念的創(chuàng)新較為缺乏，一直在沿用十幾年前的研究成果。

2.4 施工圖設(shè)計不協(xié)調(diào)

設(shè)計人員并非是全能的，其設(shè)計出的圖紙可能會出現(xiàn)以下幾個問題：第一，幕墻內(nèi)部預(yù)埋件或后埋件圖紙設(shè)計不到位。設(shè)計人員在設(shè)計的過程中沒有對現(xiàn)場的實際情況進行勘察，這樣一來所設(shè)計出來的圖紙就缺乏針對性，同時也不能按照所有埋件的具體情況進行三維圖示。第二，后埋件設(shè)計沒有按照實際情況去設(shè)定錨栓的埋置深度和后埋件的拉拔試驗數(shù)據(jù)和數(shù)量要求。第三，設(shè)計圖當(dāng)中立柱與橫梁的安裝細(xì)節(jié)沒有用三維視圖標(biāo)識，大多數(shù)的設(shè)計人員在平日里會用節(jié)點圖的方式去設(shè)計立柱安裝圖，這樣一來就會給施工人員帶來一定的安裝難度。此外，相關(guān)企業(yè)也是有不少問題的，具體內(nèi)容如下：第一，成本投入過少。大多數(shù)的企業(yè)為了用最少的成本獲取到最大的利益，會安排設(shè)計師對幕墻進行簡單的設(shè)計，這樣不僅會影響到幕墻的美觀性，同時也降低了設(shè)計的精準(zhǔn)度。此外，企業(yè)招聘而來的設(shè)計師的水平普遍不高，如此一來出現(xiàn)設(shè)計失誤的概率就會大大增加。第二，圖紙審核周期過長。建筑幕墻設(shè)計普遍應(yīng)用于大型建筑工程當(dāng)中，大部分的建筑單位或者施工企業(yè)會把設(shè)計任務(wù)交給國外的設(shè)計人員，這樣一來設(shè)計時間以及審核時間就會延長，從而影響了后續(xù)工作的有序開展。

3 提高建筑幕墻設(shè)計可靠性的建議與相關(guān)舉措

3.1 加強建筑幕墻設(shè)計管理，提高工程管理效力

加強幕墻設(shè)計的相關(guān)管理，主要體現(xiàn)在：首先，要對于目前設(shè)計的相關(guān)工作進行提前確認(rèn)，將所有的工作按期完成，為后續(xù)的施工工作預(yù)留出充分的時間。其次，在設(shè)計過程中還需要嚴(yán)格地參照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，按照標(biāo)準(zhǔn)流程以及操作規(guī)范來進行設(shè)計工作，這樣才是幕墻設(shè)計及施工工作順利進行的首要保證。最后，在設(shè)計工作與施工工作的時間安排上要進行統(tǒng)籌規(guī)劃管理，確保每道工序都有序開展，高效進行[3]。

3.2 重視幕墻設(shè)計人員、施工人員之間的相互溝通交流

由上文可知，建筑幕墻的設(shè)計與施工是一項系統(tǒng)性的工程，需要各種專業(yè)學(xué)科的技術(shù)人員互相高效溝通，通力合作才能有效開展。因此，這就需要促進設(shè)計人員與施工人員以及相關(guān)的材料選取人員、工藝技術(shù)人員等進行有效的溝通交流。建筑企業(yè)也要努力做好平臺建設(shè)，為這些人員搭建良好的交流平臺。另外，還應(yīng)該加強相關(guān)人員之間的協(xié)調(diào)處理，針對相關(guān)人員之間的不同意見，要進行及時的協(xié)調(diào)與交換，真正地將設(shè)計理念解決在正式施工開始之前。

3.3 加大設(shè)計人員的培訓(xùn)力度，提高技術(shù)人員整體素質(zhì)

建筑施工企業(yè)應(yīng)該注重加大對于設(shè)計人員以及施工人員的培訓(xùn)力度，及時地讓他們掌握國內(nèi)外的先進設(shè)計理念以及施工經(jīng)驗，并結(jié)合自身項目的工作實際運用所學(xué)的知識，更好地服務(wù)工作實際，提高設(shè)計人員和施工人員的整體素質(zhì)，加大工作創(chuàng)新力度，推動建筑幕墻設(shè)計行業(yè)不斷向前飛速發(fā)展與突破。

3.4 落實好設(shè)計施工協(xié)調(diào)處理

為了能大幅度地提升建筑幕墻設(shè)計的應(yīng)用效果，相關(guān)負(fù)責(zé)人一定要在設(shè)計初始階段和施工階段地進行人員配置的優(yōu)化控制，之所以這么做是因為幕墻設(shè)計和后續(xù)的施工階段的協(xié)調(diào)處理需要時間安排以及現(xiàn)場調(diào)查這兩個方面的內(nèi)容。從時間安排上看，建筑幕墻設(shè)計是一項非常耗時的工作，為此就必須要為其準(zhǔn)備大量的時間，這些時間不僅僅是留給設(shè)計人員的，也是留給施工人員的，這樣才能有足夠的剩余時間對施工成果進行反復(fù)的檢查，從而保證其外觀的美觀性以及設(shè)計圖紙的準(zhǔn)確性。但是就目前的情況來看，我國大部分的管理人員在施工之前并不能對施工場地進行全面的勘察，在此基礎(chǔ)上也不會對場地中的問題和障礙進行全面的分析，這樣一來其設(shè)計圖紙中的內(nèi)容就會有所欠缺?；诖?，設(shè)計人員一定要對這一點予以高度的重視，在豐富自己設(shè)計圖紙內(nèi)容的同時也要做好協(xié)調(diào)工作，只有這樣才能確保設(shè)計工作和施工環(huán)節(jié)得到很好的過渡。

3.5 加大對幕墻設(shè)計方案的審查力度

為了能更大限度地提升建筑幕墻設(shè)計方案的應(yīng)用效果，相關(guān)部門應(yīng)對每一個設(shè)計方案進行全面的審核，如此一來建筑幕墻設(shè)計方案的內(nèi)容和細(xì)節(jié)就不會與實際存在較大的出入。設(shè)計工作完成之后審核人員一定要對圖紙中的內(nèi)容進行嚴(yán)格地把關(guān)，這樣不僅能降低意外事故的發(fā)生幾率，同時也能在一定程度上達(dá)到理想的監(jiān)督審核效果。此外，相關(guān)企業(yè)還要盡可能地引入一些先進的技術(shù)來進行相關(guān)模擬演練，設(shè)計人員在演練的過程中就能對自身存在的不足進行分析并予以改正，這樣一來其設(shè)計結(jié)果就能得到更好的應(yīng)用。

3.6 利用BIM技術(shù)進行曲面的設(shè)計

我國大部分的設(shè)計人員在對建筑幕墻進行設(shè)計的過程中難免會碰到一些與曲面有關(guān)的問題，這不僅會增加設(shè)計時長，同時也給設(shè)計人員增加了工作難度?，F(xiàn)階段，我國建筑外幕墻的曲面設(shè)計普遍存在著參數(shù)化、不規(guī)則化等特點，如果設(shè)計人員采用了傳統(tǒng)的設(shè)計軟件以及設(shè)計方式對其進行設(shè)計，那么就不能滿足企業(yè)對幕墻曲面的要求，同時也會給安裝人員增加不小的工作難度。為了解決以上問題，設(shè)計人員可以在設(shè)計的過程中應(yīng)用BIM技術(shù)，該項技術(shù)中的三維功能不僅可以根據(jù)設(shè)計人員的設(shè)計理念擬制一個幕墻的外形，還能將這些繁雜的設(shè)計理念和設(shè)計程序進行簡化和轉(zhuǎn)化，如此一來就能在最短的時間內(nèi)獲取到一個更好的設(shè)計效果。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑幕墻對于高層建筑在美觀性以及功能性、實用性上的意義是十分重要的，建筑幕墻的設(shè)計理念在當(dāng)前我國設(shè)計施工中被廣泛采用。本文總結(jié)概述了建筑幕墻設(shè)計中的概念以及設(shè)計原則，突出了建筑幕墻的重要作用，然后分別從不同方面論述了當(dāng)前的建筑幕墻設(shè)計中存在的問題，最后就提高建筑幕墻設(shè)計可靠性列舉出了相關(guān)的建議以及舉措。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙志鵬.當(dāng)前建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督管理存在的問題及其解決對策[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2019.

[2] 同[1].

[3] 許學(xué).淺析幕墻設(shè)計中存在的問題及對策[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（13）：132-133.