建筑幕墙结构设计要点与优化策略分析

徐健 张恒

摘要：近年来，伴随社会进步及经济发展，建筑设计行业的规模持续扩大，社会对建筑幕墙结构设计的要求也更为严格。建筑幕墙作为建筑工程的外围护结构，其结构设计的科学性及合理性与建筑工程使用安全间存在着密切联系。一旦忽略结构设计要点则无法保证其使用年限，甚至可能埋下安全隐患造成不可预估性损失。本文以建筑幕墙结构设计切入点，分析其要点，进一步提出具体的优化策略，旨在为相关从业人员积累更多的实践经验。

关键词：建筑幕墙结构;设计要点;优化策略

近年来，受城市化建设进程持续深化的影响，建筑幕墙工程数量日渐增多，促使建筑幕墙日趋普及广泛。幕墙结构作为建筑工程施工作业期间最为重要的环节之一，其结构设计的科学性及合理性直接决定幕墙的美观性及安全性，说明幕墙结构设计环节对于建筑工程的影响相当深远。随着建筑技术水平趋向成熟，建筑幕墙结构施工技术及所使用的材料得到迭代更新，而社会大众对于建筑幕墙结构设计的要求也更为严格。除去明确使用需求外，建筑幕墙结构设计人员必须转变自身设计理念，制定合理的设计优化方案，在满足行业规范的前提下，大幅度提升幕墙结构的设计质量，提高材料的利用率。鉴于此，本文针对“建筑幕墙结构设计要点及优化策略”进行分析与研究具有重要的价值意义。

1 建筑幕墙类型及特点分析

1.1 单元式幕墙

单元式幕墙是普及广泛且发展潜力强的一种建筑幕墙结构形式，主要通过工厂统一生产组装且其生产技术标准相对规范，具有生产速度快及组装质量好等鲜明特点，深受市场欢迎及肯定。与其他类型建筑幕墙相比，单元式幕墙本身结构设计合理，单元板块通过雨幕原理能够有效的达到防水、排水效果。另外单元式幕墙由生产至组装环节基本实现工业化，其生产精确度较高且生产周期较短，能明显提高幕墙生产效率，赢得更多的社会效益及经济效益。此外，幕墙单元板块内部结构设计时全部采用密封处理，不需要现场再次填注密封胶，摆脱施工现场及天气因素的局限，大大提高其水密性及气密性。

1.2 全玻璃幕墙

一般说来，全玻璃幕墙指全视野全透明的玻璃幕墙，能充分发挥其透明性的作用，将建筑工程室内外环境相结合。由于通过玻璃人眼能够观察到全玻幕墙的龙骨，所以全玻璃幕墙的结构设计在保证安全性的前提下，还需要充分的考虑其美观性，比如常见的拉锁式全玻幕墙或者吊挂式全玻幕墙都有其独特的观赏性，极大程度上丰富幕墙功能，不再是单一性支持结构，具有美观性及观赏性等鲜明特点，赋予建筑工程设计更多的艺术气息，促使总体空间趋向立体。同时，受全玻璃幕墙自身特殊性的影响，其施工流程简便且选用材料简单，重量轻，便于日常清洗维护，能营造其它结构幕墙无法比拟的装饰效果，极具现代艺术氛围。

2 建筑幕墙结构设计的要点分析

2.1 兼顾功能安全

即便建筑幕墙应用期间不承担建筑承重的职责，往往肩负着类似于建筑外围幕布的角色，但是幕墙本身结构设计的合理性直接决定建筑工程总体安全性。由此可见，建筑幕墙结构施工期间以综合考虑其自身艺术性及美观性外，着重强调突出其使用安全，不得设计过于复杂的结构及过于花哨的装饰，反而忽略建筑幕墙结构本身应具备抗风压、重力荷载、平面内变形等特点。

2.2 突出设计稳定

从本质角度来看，建筑幕墙结构等同于建筑最外层“保护套”，一旦建筑工程遭受外力冲击则首要遭受攻击的部分为幕墙。由此可见，设计建筑幕墙结构时不得忽略其稳定性，尽量将美观性与稳定性相结合，便于应对各种突发性状况，例如：风雨雷电等自然气候，避免建筑幕墙结构负荷过大产生各种安全性隐患。此外，施工之前所有结构设计的主龙骨必须全部经过结构计算受力分析。

3 建筑幕墙结构设计的优化策略分析

3.1 优化安全性

除满足结构承载负荷要求外，建筑幕墙结构设计必须综合考虑总体安全性，设计人员优化其结构安全性能，大幅度提升其结构可靠性。例如，层间为5m高的建筑幕墙工程，主龙骨主要受力部位采用了4.5mm厚的铝合金型材才能通过受力计算分析，我们可以通过主龙骨双跨连接形式，把铝型材壁厚降低到3.5mm厚。这样即满足了结构的安全性，又降低了材料成本。

3.2 优化载荷

由于荷載优化占据着极其重要的地位及作用，客观上要求相关设计人员仔细权衡结构形式及材料类型，以满足荷载安全极限为前提条件，尽量选择新型轻便材料为结构主体材料，再综合考虑局部单位面板所承受的风荷载量大小计算其承载力，遵循因地制宜的原则适当增减荷载筋肋，必要时采取相应的折边联结措施，确保建筑幕墙结构的稳定性，消除影响建筑工程使用安全的风险因素。

3.3 优化热工性能

建筑幕墙结构不止需要具备装饰美观性，安全性等作用，还要具有很好的保温性能。要想达到比较高的热工性能，选择好的保温材料很重要，其结构设计的合理性也对幕墙热工性能起到极其重要的作用。断热条的长度，断热条安装的位置等都对幕墙热工性能影响很大，尤其对于铝合金门窗来说，框料之间合理的结构设计及断热条的位置都是非常非常重要的。

合理的结构优化设计可以满足建筑项目热工要求的前提下，大大的降低其余材料成本。另一种提高热工性能的形式就是采用双层幕墙结构形式或双层窗的结构体系，能够有效的隔绝热量，同时又起到了循环通风的极佳效果。

4 结语

通过本文探究，认识到近几年来我国建筑行业发生翻天覆地的变化，促使建筑幕墙结构被广泛应用于工程项目建设领域。如何彻底解决建筑幕墙结构设计及施工方面的问题，大幅度提高建筑幕墙结构的施工质量，得到越来越多从业人员的关注及重视。因此，相关设计人员秉持实事求是的工作原则，综合考虑建筑工程的功能及使用需求，以制定科学合理的建筑幕墙结构设计方案为前提条件，规范其施工流程，为促进建筑幕墙结构设计水平进步提供强有力的支持。

参考文献：

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[2] 李秀卿，董玉辉.建筑幕墙门窗节能技术的应用及控制措施[J].住宅与房地产，2019（24）.

[3] 梅惠.绿色节能技术在公共建筑幕墙设计中的应用分析[J].门窗，2019（09）.

（作者单位：浙江亚厦幕墙有限公司）