浅析建筑幕墙设计及施工质量控制

蔡仁忠

（厦门市建安集团有限公司，福建 厦门 361000）

1 建筑幕墙设计原则

建筑幕墙设计是工程建设的一个组成部分，其设计原则需要遵循建筑设计的原则，在此基础上，进一步优化，使幕墙满足当前建筑的使用要求。由于幕墙所处的位置比较特殊，是室外与室内之间的过渡层，因此，设计人员在设计这部分内容时，需要合理设计其结构，使幕墙的外观效果更好，满足人们对建筑美感的追求。幕墙设计是建筑设计方案中的关键环节，能直观地体现设计人员的设计理念，幕墙设计工作应建立在建筑设计理念之上。在工程项目中，一些设计人员没有处理好幕墙设计与建筑设计之间的关系，为了设计方案能在市场上有新意，只追求外观，在设计过程中忽略了建筑设计的原则，导致建筑不具有实用性能，影响整体设计效果。

2 建筑幕墙结构设计内容

2.1 风荷载设计

高层建筑主要的外力作用就是风荷载。当建筑物处于生存期时，要保证幕墙在风荷载作用下不会造成破坏。根据《建筑结构荷载规范》，基本风压值为30年一遇，10分钟平均风压值。而在设计幕墙时，则应以阵风最大风压为标准，采用50年一遇的最大风力，10分钟平均风速需转换为3秒的阵风风压。另外，幕墙设计采用风荷载体型系数时，需要考虑风力在建筑物表面分布是否均匀。

2.2 温度应力设计

年温度变化（T）是幕墙设计过程中必须充分考虑的因素，其变化程度直接影响温度应力。温度应力产生的原因主要有两种：一是每年夏季的最高气温与当年冬季的最低气温之差。二是幕墙材料本身具有反射性和吸热性，为确保安全，考虑温度应力设定为80℃。

2.3 地震作用力

我国很多地区属于地震带，地震发生频率较高。抗震设防烈度超过6度的地区就占70%以上，大多数大、中城市都会采取防震措施。地震发生时，在剧烈的动力作用下，幕墙构件和连接件会受到不同程度的破坏。为防止震动产生破坏，必须采取有效的措施设防，如加强幕墙的构造措施，使幕墙具有一定的弹性，随着地震的震动，破坏力会减弱。在常遇地震作用下，与设防烈度相比，要低1.5度，可达到50年一遇，幕墙不会因地震而受到破坏，能保持完好状态。如果为中震，与设防烈度相比，要高1.5度，为1 500～2 000年一遇，就会造成非常严重的破坏，如玻璃破碎等，但建筑的骨架不应脱落或倒塌。为此，对幕墙采取抗震构造措施，可保证设计目标的实现。

3 建筑幕墙结构设计注意事项

幕墙是建筑外围护结构中的重要组成部分，其在结构运行过程中发挥的主要作用是承受风荷载、自重、温度、地震等应力。在设计幕墙结构时，应着重设计梁、挂板、柱、玻璃、密封胶及各种连接件等。在此基础上，还应充分考虑各种荷载对结构的影响，科学、合理地分析这些荷载，真实、客观地反映幕墙的受力状态。

3.1 合理选择幕墙结构方案

幕墙设计方案的选择应充分考虑其设计的合理性和应用的经济性，结构类型和结构体系要满足工程实际需要，且不会消耗大量资源。其中结构体系要受力明确，传力简单、快捷，同一结构单元内，不同的结构体系不能混用，无论是平面，还是竖向，都要保证一定的规则性。

3.2 恰当选择计算简图

要根据计算简图进行结构计算，若所选的简图不恰当，很有可能造成结构安全问题，进而引发事故。所以，选择计算简图的首要条件就是保证结构安全，需要采取一定的构造措施。实际结构的节点不是纯粹的刚结点，也不是铰结点，但与计算简图之间存在的误差不能超过设计允许范围。

3.3 详细分析计算结果

目前，普遍应用计算机技术进行结构设计，但由于软件的种类、功能、质量不同，计算结果也不尽相同。为此，设计人员需要了解程序的适用范围和所需技术条件。计算机软件并非完美，有一定的缺陷，如果在应用中不能有效规避，计算结果就会出错。另外，要正确输入计算参数，在结构工程师得到电算结果后，要对数据进行详细分析并校核，保证判断的合理性。

3.4 构造措施要有针对性

对结构薄弱部位要强化设计，特别是结构连接节点，要保证设计可靠，对钢结构焊缝、销轴、耳板、连接板的设计计算要精确，并充分考虑温度应力造成的影响。另外，对多道防线的设计要防止存在薄弱点，确保极限状态验算的正常使用。

4 建筑幕墙设计现状分析

4.1 对幕墙设计工作不重视

幕墙设计过程中，设计人员工作态度不认真，没有意识到设计工作对工程的影响，设计时经常出错，延误工期。另外，许多工作内容的归属也未明确划分，幕墙设计单位与建筑设计单位就会不断地交涉工作分工，影响施工进度和施工质量。一些建筑单位为了加快工作速度，在填写建筑图纸时，没有按照相关规定使用专业术语标注内容，如填写“幕墙单位完成”，结果仅填写“完成”，这种情况在工作中经常发生，会造成工作秩序混乱。

建筑施工要严格按照程序进行，但建筑单位未按规定时间施工，也会对幕墙设计工作造成很大影响。当幕墙设计完成招标开始施工时，由于建筑单位提前施工而打乱幕墙设计工作，出现结构梁柱产品档次与实际不符的情况，也是建筑成本预算与实际成本支出存在偏差的主要原因，不仅影响施工进度，而且会由于增加结构梁柱等原因而降低幕墙结构的安全性，对人们的生命、财产安全造成危害。

4.2 建筑单位与幕墙设计单位缺乏沟通

建筑工程中普遍存在建筑单位与幕墙设计单位之间沟通障碍问题，如针对玻璃幕墙设计工作，有关单位有明确指示，必须由建筑单位与幕墙设计单位共同完成，但在实际工作中，两家单位都是将工作分开处理，建筑单位只按工程计划向幕墙设计单位提出要求，幕墙设计单位在满足材料和制作设计的基础上，对工作内容进行设计。当前，建筑工程发展速度缓慢，这与建筑单位缺乏与幕墙设计人员的有效沟通直接相关。

4.3 幕墙施工人员专业水平不高

建筑幕墙设计在建筑工程中比较重要，因此，工作人员在进行相关工作时要特别注意施工细节，这是保证工程质量的重要措施。另外，施工人员的施工技术对幕墙设计效果也有很大影响。在幕墙施工中，施工人员对幕墙技术了解不多，很多工作很难达到建筑规范的要求，这一现象在建筑幕墙施工现场非常普遍。目前，我国建筑幕墙行业的从业人员构成十分复杂，许多非专业人员也参与到建筑幕墙的设计中，他们获得建筑幕墙知识的渠道主要是学习幕墙参考资料，没有经过专业培训，因此，对建筑幕墙专业知识掌握不牢固，在实际工作中容易出现问题，如幕墙设计人员在工作中不能处理好结构计算软件的参数，会严重影响建筑质量和施工进度。另外，一些设计人员在进行幕墙设计时，只是照搬别人的设计，就会在使用过程中与实际情况有偏差，导致建筑施工无法有序进行。

5 幕墙施工质量控制

5.1 加强设计质量控制

设计人员要在明确幕墙设计特点的基础上进行设计，以保证施工质量。工程施工前必须完成幕墙设计工作，设计人员需在主体结构中设计预埋件结构，以提高结构的安全性，保证结构的稳定性。另外，设计人员要对结构中的支撑件进行工程计算，与建筑单位沟通，解决招标过程前后出现幕墙设计滞后的问题。

5.2 增强施工人员质量意识

为了增强员工对幕墙设计的质量意识，施工单位应对相关人员进行培训，培训内容要围绕幕墙设计的理论知识、专业技能等方面进行。久而久之，员工会意识到幕墙工作的重要性，从而培养了质量意识。

5.3 严格控制材料质量

为提高建筑幕墙的安全性，需要对幕墙材料进行科学地分析和选择。幕墙材料必须符合国家建筑质量的相关要求，确保材料的质量和耐久性。采购人员在购进材料时，要在详细了解工程技术规范内容的基础上进行挑选。另外，对建筑幕墙所用的金属材料也有一定要求，由于玻璃幕墙在功能上的应用，需要对金属材料进行热镀锌防腐处理。因此，必须严格控制工程中引进的材料质量，提高建筑幕墙施工质量。

5.4 加强施工过程质量管理

幕墙设计工作要顺利进行，必须加强施工过程的质量管理，主管部门要及时完善质量管理条例，增强幕墙设计工作重要意识，通过质量管理工作确保建筑幕墙的质量。

6 建筑幕墙的弊端及处理措施

建筑幕墙以其独特的风格被广泛应用，但也存在着光污染、保温效果差等缺点，需要通过改进设计，采取科学有效的施工方法和管理方法有效解决。对建筑幕墙的弊端可采取以下措施：

（1）在对光污染的处理过程中，应充分认识到镀膜玻璃的反射率较高，如果建筑中大面积使用玻璃片，在阳光照射时就会产生反射。要解决高反射率问题，设计时要合理划分幕墙，合理使用金属挂板及玻璃幕墙，并结合使用低反射率涂料。我国对这一问题的处理，一般使用金属挂板、低反射镀膜玻璃或玻璃幕墙等，可有效解决光污染问题。

（2）解决隔热性能差的问题，可选择合适的保温材料。将高效保温材料用于金属板幕墙的内部，可获得良好的保温效果。夏季选用的轻质材料导热系数小，可将外部热量隔离到室外，冬季选用的保温材料可起到室内保温作用。玻璃幕墙要获得良好的保温效果，可通过中空玻璃的非导热性来实现。

7 结语

综上所述，建筑幕墙质量关系到整个工程质量，要严格按照建筑设计原则进行设计，各施工环节相互配合，紧密衔接，严格控制施工质量，以保证工程质量，满足市场对建筑幕墙使用功能的要求。