谈谈建筑幕墙设计

刘小明 （华东交通大学，江西 南昌 330013）

建筑幕墙是由面板和支撑结构体系（支撑装置与支撑结构）组成的、可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙，通俗的说，是建筑的衣服。建筑幕墙，尤其是玻璃幕墙将建筑美学、建筑功能、建筑结构等因素有机地结合起来，不仅造型简洁、豪华、现代感强,能反映周围的景色,具有很好的装饰效果,而且将墙与窗合二为一,大大地减轻了建筑物的自重；具有自重轻、装饰性强、便于安装施工等优点，深为广大建筑师喜爱。

幕墙按构件安装形式及安装方式可分为构件式幕墙和单元式幕墙。按面板材料可分为玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙。按支撑形式分为全玻幕墙、框支撑玻璃幕墙和点式玻璃幕墙等形式。随着绿色建筑的推广，摩天大楼的高速发展，智能型呼吸式双层幕墙和光电幕墙将成为未来建筑幕墙市场的主力。构件式幕墙构造简单经济，可直接在现场安装，但现场安装周期长，受主体结构施工影响。单元式幕墙是在工厂加工组装好现场安装，受主体结构施工影响较小，可与主体施工同时施工，且适用主体结构变形能力强，但造价比构件式幕墙高。双层幕墙建筑节能效果明显，但造价高。所以建筑设计应综合考虑建筑所处环境，所要达到的建筑要求，对幕墙形式做一个综合的评估，合理的选择幕墙形式。

确定好幕墙的形式后，幕墙深化设计就显得很重要了，是建筑设计的重要一环。幕墙是从室内空间到室外空间的过渡层，是可供观赏的外表，是体现建筑设计外观，传达建筑设计理念的基础，所以幕墙设计在建筑设计中理应倍受重视。下面就如何进行幕墙设计从以下来做个简单的阐述。

通常，建筑师在建筑设计时都会明确各个部位是使用哪种面板形式的幕墙，幕墙设计根据建筑师的要求做具体的设计工作。

首先，建筑立面的表现。这里首先要解释一个名词：分格，因面板材料的生产加工能力的限制，无法将某一立面面板材料以一整块的形式表现在立面上，所以幕墙都是根据面板原材料的大小，以经济的套裁率同时考虑建筑功能的要求将面板原材料分成小块表现在立面上，叫分格；一般情况下，横竖分格应连续封闭，不允许断开。横分格(宽度＞高度)亲切自然，体型修长；竖分格(宽度＜高度)挺拔高大。一般大型场馆、裙楼宜采用横线条，塔楼宜采用竖线条分格，当然这个也不是绝对的，幕墙分格的首要原则是尊重建筑设计师的设计意图，以建筑效果为准。

分格尺寸的大小应保证面板原材料有合适的套裁率，同时满足建筑功能。竖向分格线宜与室内房间隔墙相对应，同一分格板块不能跨越两个房间。横向分格宜在结构梁顶和梁底各设置一道，同一板块原则上不允许跨越2个楼层，以满足层间防火要求。

开启扇宜设置在室内地面0.9m以上、1.5m以下的位置。在室内0.9m～1.1m处当无开启扇时，应设置栏杆。

玻璃幕墙从室内地面量起1.5m左右不宜设置水平分格线，此高度为一般成年人的视线位置，此位置如设置横梁会阻挡人的视线，所以尽量避免在此高度设置分格线，尤其是大型场馆、商业写字楼，因通透性要求较高。

2 材料的选择

幕墙（含采光顶和雨棚）用玻璃应采用均质钢化或超白的钢化玻璃，可见光反射率不得大于0.30，某些区域幕墙用玻璃的可见光反射率不得大于0.16。安全夹层玻璃应当采用PVB（聚乙烯醇缩丁醛）或SGP（离子性中间膜）胶片干法加工合成技术，不得采用湿法工艺；光面石材厚度应大于25mm，毛面石材应大于30mm；单层铝板厚度应大于2.5mm；复合铝板厚度应大于4mm，铝卷厚度大于0.5mm；不锈钢应采用304或316奥氏体不锈钢，其他钢材采用Q235B且应有可靠防腐措施；幕墙用结构胶应采用中性硅酮结构胶和酸性硅酮结构胶，酸性硅酮结构胶一般用在全玻及采光顶玻璃构件中，明框幕墙中空玻璃外层密封可选用聚硫结构胶。密封胶条一般选用氯丁橡胶条、三元乙丙胶条、硅橡胶条，其他材料的选用应符合有关规范的要求。

3 各类幕墙设计中应注意的问题

3.1 全玻璃幕墙的设计

全玻璃幕墙是指由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙。全玻幕墙的面板厚度不小于10mm，夹层玻璃单片厚度不宜小于8mm，玻璃肋的厚度不小于12mm，断面宽度不小于100mm。

全玻幕墙的水平分格宜在1.5m左右,显得大气。一般来说，高度小于2m的全玻幕墙在面板满足受力要求时，可以不使用玻璃肋；高度大于4m时，应使用吊挂方式。

当采用玻璃肋支撑、且高宽比大于2时，面板是单向板的受力形式，所以在玻璃肋的端部应有压缩性小的、能受力的橡胶垫块，面板中间则采用柔性材料填充，以保证单向板受力模式。

3.2 点式玻璃幕墙

点式玻璃幕墙它的由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构构成的玻璃幕墙称为点支式玻璃幕墙。当采用浮头式连接件时，玻璃厚度不小于6mm。采用沉头式连接件时，玻璃厚度不小于8mm。

点式幕墙支撑的结构方式有肋驳接，钢架及索结构及组合支撑方式。

肋驳接支撑方式整体通透明亮，适用于大堂等，玻璃肋必须为夹胶玻璃。采用这种方式时，应注意横向失稳的问题。

钢支撑一般有单管支撑、钢桁架支撑，一般用在车站机场较多，具有刚性美，采用单管时，应注意横向失稳的问题。

索结构有单索及索桁架形式（如鱼腹式），整体通透，适用于车站、机场、展览馆等。如采用单索结构，一般宜设置2层索网体系，竖向承重，横向为风载和稳定等。不管是单索还是索桁架，施工时均必须对索进行预张拉，以保重其初始受力状态。

3.3 框支撑玻璃幕墙

框支撑玻璃幕墙是玻璃面板周边由金属框架支承的玻璃幕墙。玻璃面板和金属框架材料应符合规范要求。

玻璃面板和金属框架连接应安全可靠，其中隐框玻璃幕墙有压块式和小单元式。金属框架和主体结构连接应当以采用预埋件为主，当采用后置埋件时，应当在设计图中明确单个锚栓的抗拉力设计值。

金属框架立柱的受力形式一般为简支梁、双跨连续梁及超静定连续梁。各种受力形式应进行成本比较，以较好的控制造价。

3.4 石材幕墙

石材幕墙与金属框架间一般采用不锈钢T型挂件、SE挂件及背栓。金属框架和主体结构连接同框支撑玻璃幕墙。

3.5 金属幕墙

金属幕墙较多采用单层铝板、复合铝板及不锈钢板等。因金属的热胀冷缩特性，容易造成表面平整度差。面板和框架之间的连接一般采用铝角用螺钉固定，加劲肋应和固定铝角配合，以便面板达到最佳受力状态。

4 幕墙性能设计

幕墙的抗风压性能、水密性能、气密性能、热工性能、空气隔声性能、平面内变形性能、耐撞击性能、光学性能、承重力性能应按规范进行验算设计。

5 其他应注意问题

防火设计应符合《建筑防火设计规范》（GB50016）的规定以及《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102）、《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133）的具体要求。

防雷设计应符合《建筑物防雷设计规范》（GB50057）的规定及《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102）、《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133）的具体要求。

当幕墙高度大于100m时，不得采用全隐框玻璃幕墙；斜玻璃幕墙或吊挂玻璃幕墙不得采用全隐框玻璃幕墙；吊挂部位不得采用石材。否则，应有其他可靠的安全措施。

超过24m的石材幕墙不应采用不锈钢T型挂件。

其他国家规定不宜设计幕墙的规定。

6 结语

幕墙给我们带来美感、现代感的同时，也要重视其缺点，如玻璃自爆，防火能力差，施工质量差导致的节能及安全问题，用暴露出的问题来提高我们幕墙的材料、设计、施工等质量。让幕墙这一装饰手段更好地装扮我们的生活环境。