建筑幕墙设计常见问题分析与要点控制探究余平

建筑幕墙设计常见问题分析与要点控制探究余平

余平

身份证号码：（33082119851121XXXX）浙江杭州310000

摘要：建筑幕墙设计过程中应当补充遗漏、细化不足，并在此基础上结合工况特点优化方案。本文先对建筑幕墙设计过程中需注意的问题进行分析，并在此基础上就其设计要点，谈一下个人的观点与认识，以供参考。

关键词：建筑幕墙；设计问题；设计要点；研究

建筑幕墙由金属构架以及板材构成，无需承担荷载，属于外围护结构。通常情况下，建筑幕墙由面板、框架结构构成，在设计幕墙时预埋件以及幕墙和主体之间的连接处、立柱与横梁之间的连接位置经常会出现一些问题，因此应当掌握建筑幕墙整体、结构以及防雷和节能设计要点，及时总结实践中存在的各种问题，通过优化设计有效解决。

一、建筑幕墙设计中需注意的问题分析

1、预埋件

建筑幕墙设计过程中应当把握主体工程部分设计情况，采用多种方式和方法对其补救。预制埋件前置过程中，应当采用HＲB235以及335甚至400热轧钢筋，并且对锚固长度进行准确计算；对于后置预埋件而言，采用镀锌钢板以及倒锥形粘接性锚栓等进行组合使用，并将其作为预埋件。一般而言，锚栓级别应当在5.8～6.8级之间，锚固深度至少100mm，而且要进行现场承载力试验，以此来保证其安全可靠性。

2、幕墙与主体连接

实践中可以看到，部分工程项目建设过程中支座、板件之间的焊缝强度难以有效满足施工质量要求，其中部分连接点只安装了一个螺栓，以至于角码弯矩超标，加固施工难度增大。幕墙主龙骨以及主体部分连接过程中，应当利用热浸镀锌钢角码连接，而且角码螺栓采用的是两行一列模式进行设置。比如，玻璃幕墙利用铝合金立柱进行连接时，应当采用绝缘垫片，以免双金属受到腐蚀。

3、立柱、横梁设计要点

立柱设计过程中，应当基于建筑层高以及风压系数和幕墙板块规格等进行优化设计与准确计算，其中石材、金属幕墙立柱和横梁位置应当利用热镀锌型钢，而玻璃幕墙立柱、横梁之间应当选择铝合金型材，其表面可喷涂氟碳。

二、幕墙设计要点控制

1、整体设计

建筑幕墙主要用于外围结构修筑，基于幕墙的功能要求分析，其在建筑物中的作用是承受自重，并且负责应对地震以及风荷载作用力，幕墙不用承担主体建筑因地震和风荷载。基于功能的视角来看，建筑幕墙设计过程中应当注意以下几点。建筑幕墙的刚性应当达标，可承受自重以及墙上物体重量；幕墙结构应当安全稳定，相对主体结构而言其具有位移性，施工人员应当综合考虑幕墙自身的防水功能，尤其是在玻璃采光顶的幕墙，应当加强密封性处理，保证材料性能达标。如果其密封性、材料性能等不达标，则需及时进行更换。值得一提的是，建筑幕墙漏水问题应当通过设计来解决或者避免发生。比如，缝隙型通道因压力差而借助“等压”作用，可在相对较短的时间内使外侧风压、腔体压力平衡，可在其外侧布设“雨幕”主动防水。通常容易忽略的一个问题是室内侧漏气，无法实现等压目的。对于易渗漏雨水渗的斜幕墙，在设计排水系统时应当注意斜幕墙防水处理，因重力作用而导致幕墙表面大量的雨水经细小孔进入到建筑幕墙结构之中，然而在此不断的积累。对于斜面幕墙防水问题，除应当密切关注单元交界位置的等压原理防水措施外，可应当进行过程中分流，这是一种经济性与实效性俱佳的方法。

2、结构设计

建筑幕墙结构与主体建筑之间应当根据施工要求和规范预留位移量，以免主体建筑因水平位移而导致幕墙构件受损。实践中，为了能够对建筑幕墙立柱、横梁进行有效施工，设计时需要在幕墙结构与主体间预留一定的空间。结构设计过程中，应当综合考虑以下因素和步骤：全面把握幕墙面板布设与分格情况，熟悉建筑幕墙主体结构支承条件，了解建筑幕墙主体结构对其边界条件，尤其是对索结构。幕墙一般都是悬挂在建筑主体上的外围护结构，其结构只是承受幕墙自重，不承受建筑主体荷载。然而，幕墙结构负荷，需经连接位置传至建筑主体部分，需适应建筑主体部分的变形。同时，根据规范和各结构型式对结构型式进行合理选择，切忌一味地迎合外部需求。结构设计过程中，不能盲目追求索结构的使用，尤其是单索模式；一般而言，索结构应用过程中对边界有较高的要求，设计时需充分考虑予拉力荷载。幕墙结构设计过程中，应当注重钢结构连接节点的可靠性，尤其要计算耳板以及销轴和焊缝等；如果有效框幕墙或者石材等挂在建筑主体结构之上，则连接操作至关重要，需注意预埋件以及角码和螺栓的处理。同时，要注意对隐框幕墙优化设计，玻璃下部应当设置托条，而且要计算好结构胶并保障其质量。在计算钢结构稳定性时应当充分考虑φ值、平面外稳定性以及长细比等，在计算截面稳定性时采用人工方式进行校核。

3、防雷设计

建筑幕墙需安装防雷设备，目的在于有效减少或者避免对建筑造成雷击，因此建筑幕墙设计过程中应当合理布设幕墙防雷设施。幕墙防雷设计时，应当充分考虑建筑物具有的防雷设施，并且将幕墙立柱、横梁和建筑主体部分的防雷系统连接起来，以便幕墙、防雷系统形成完整的防雷体系。当建筑幕墙遭到雷击以后，可借助防雷地线将雷电能量送入地下，从而避免或者减少雷击损害。建筑幕墙防雷设计过程中，进程会将幕墙顶部女儿墙盖板作为接闪器，盖板材料为2.5mm以上的铝单板，当幕墙受到雷击时可通过女儿墙盖板将能量导入地下。

4、幕墙节能设计

通常情况下建筑幕墙主要有两种，一种是透光幕墙，另一种是非透光幕墙。对于后者而言，其总传热系数基于《民用建筑热工设计规范》GB50176计算，即R=外表面热阻Re+幕墙热阻R+内表面热阻Ri。对于透光幕墙而言，其传热系数为1/R，计算公式为Uc=（Af*Uf+Ag*Ug+Lg*Ψg）/（Af+Ag），其中Uc、Ug、Ag、Uf、Af、Lg、分别代表的是传热系数、玻璃传热系数、玻璃面积、型材框架传热系数、框架面积以及玻璃板的可视周长和玻璃周边与框架之间衬垫材料线性传热系数。基于上述公式，建筑幕墙隔热以及保温功能的提升过程中可选用以下方法和措施。比如，提高组成建筑幕墙的型材、玻璃以及保温材料和衬垫材料构件热阻，其中热工性能决定性要件为玻璃与型材。单玻璃可以设计成中空玻璃、双中空玻璃，并且在中空玻璃空层内适当增加一些非玻璃轻质有机透明材料。同时，利用Low-E膜等高性能材料，常见的是三银Low-E玻璃等。对于幕墙体系而言，其采用的是多层化组合构造，比如双层幕墙以及外设遮阳百叶等。上述构造采用全自动控制模式，通过改变建材的特性或体系特性，比如电致变玻璃构件以及智能控制遮阳百叶等来提高其节能性。在选择隔热型材构件时，应当注意其类型。比如，穿条式断热条具有显著的节能性，而且适用范围也非常的大，可进行室内外喷涂，灵活性较大。对于注胶式断热条而言，其组合惯性矩较高，而且具有较强的耐久性。对于断热垫片而言，其使用比较灵活，而且制造成本不高。同时，还要合理选择节能玻璃、复合玻璃等，以此来提高其热工性能。对于Low-E玻璃而言，其应用范围非常的广泛，而且已经基本成熟；Low-E玻璃是现阶段较为成熟的工业高性能建筑材料，幕墙设计过程中适用该种类型的玻璃，有利于提高其节能效果。

结束语：

综上所述，建筑幕墙设计过程中应当结合建筑主体结构的特点和工况条件，既要确保幕墙质量，又要讲究节能降耗以及外观美观度等。实践中应当立足于建筑幕墙工况，进一步创新和拓宽设计思路，对幕墙进行合理设计，尤其是各个细节，从而使幕墙工程能够顺利建设。

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