浅析建筑幕墙设计及施工质量控制

文／张涛 北京金第房地产开发有限责任公司 北京 100101

引言：

建筑幕墙的主要功能是整合建筑周围隔热和风密装饰的功能，构建建筑技术与艺术相结合的外墙命名体系，充分利用建筑外墙的功能和审美建筑效果。幕墙的设计应确保能够承受自重、风荷载和地震荷载等荷载，并保持自身的结构稳定性。但是，与建筑外墙的整体教室结构相比，幕墙有其特殊性。在实际施工中，许多材料处于危险之中，技术要求很高。因此，需要有正确的设计计算、标准化的工艺流程等，支持加工设备和高质量的工程机械。因此，做好幕墙质量控制工作非常重要。中国相关建筑单位和施工队虽然在幕墙施工方面有一定的经验和技术水平，但总的来说仍有一些亟待解决的问题。

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、建筑幕墙设计中的常见问题

2.1 预埋件

作为外墙施工的重要组成部分，嵌入件对幕墙施工的整体效果有很大影响。因此，在构建幕墙时，设计者必须首先全面准确地了解和控制项目主体的设计和施工。hrb35、335、400热轧钢条等规范可用于预制件，设计人员应根据预制件的具体条件正确计算锚固长度，镀锌钢板可用作水车锚固螺栓的嵌入件值得注意的是，锚定螺栓在锚定螺栓深处的水平位置必须确定，以确保其具有足够的储存容量。

2.2 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。

2.3 幕墙与主体如何连接的问题

事实上，幕墙与主体之间的焊接问题，是幕墙与建筑主体连接工程选择了很多构件，而工程的接缝处只安装了一个螺钉的重要原因。这种情况下，接头弯矩过大，钢筋难以连接。在幕墙与主体建筑的连接处，施工人员应选择热镀锌钢接头，接头形式为两排一排。连接方法应注意：玻璃容器与铝合金柱连接时，应绝缘密封，以减少双金属腐蚀的可能性。

3、建筑幕墙结构设计内容

3.1 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。

3.2 针对幕墙防雷的设计要点

按照有关政策的要求，建筑施工期间防雷设计应按照有关规定和标准进行。在某些雷暴天气中，如果建筑物不是为了防雷而设计的，很容易在建筑物中造成伤亡。进行幕墙防雷规划时，首先要弄清整个建筑的防雷规划是否成功，同时要把幕墙的防雷与整个建筑的防雷完美结合起来，防止它们不能协同工作。二是要做好接地网的检测工作，保证接地，有效保证幕墙的安全。最后，有必要安装避雷针，防止建筑物因雷击而损坏。相关部门应与居民用户良好沟通，普及防雷相关知识，强调安装避雷针的重要性。

3.3 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1500～2000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。

3.4 体验方面的优化

除了考虑幕墙的光学效应之外，玻璃幕墙之间的连接设计和室内方向设计的体验也非常重要。方特假日酒店高度重视乘客的舒适体验。除了有机结合室内设计之外，还考虑到了玻璃幕墙的柱子和横梁造成的视线遮挡，避免了周围捕捉水圈的借用效果。因此，当玻璃幕墙框架的设计遇到结构安全性时，幕墙柱与酒店房间的内壁相结合设计，梁也特别注意乘客坐着或站立时视线的影响。

3.5 加强建筑幕墙人员的设计能力

设计方案的质量可能直接影响整个项目的趋势，因此选择工作水平高的人员加入工作以确保工程图设计的质量是非常重要的。为了加强建筑施工人员的规划能力，相关负责人可以首先聘请专业人员对设计人员进行培训和指导，提高他们的专业设计技能。第二，合格幕墙单元可以选择一些一流的设计人员与专业幕墙设计公司进行交流和研究，这被认为对提高其设计能力非常有用。最后，工人要想做好自己的工作，首先必须磨练工具。设计师还应加强自己的设计能力，积极处理专业设计知识。

3.6 环保节能方面的优化

关于环保节能，考虑到玻璃幕墙的长期效益，方特假日酒店通过采用新技术，大大降低了建筑物的能耗。例如，其玻璃由6 + 12A + 6双层硬化空心玻璃组成，石材由30 mm花岗岩组成，铝板由3 mm氟碳粉末玻璃组成，主要结合幕墙空气的自然循环流动要求，提高幕墙的隔热性能，确保幕墙的通风和通风在原位得到优化，并将能耗降至最低。关于光电幕墙，需要进行初步投资，以确保全面提高方兴未艾假日酒店的长期经济和生态效益。

4、建筑幕墙施工质量问题

4.1 预埋件处理

幕墙施工过程中，施工人员没有选择适合幕墙主体结构的嵌入部件，而是用无法满足设计要求的膨胀螺钉固定钢板。嵌入式零件需要调整和提高焊接强度，以使工程质量符合预期要求。此外，如果连接器冲孔位置的边宽度不符合标准，则钢板中可能会出现间隙，从而降低后视点的强度。

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 幕墙施工立柱与横梁的加工和安装质量问题

柱和梁作为主应力结构，是幕墙施工的重要组成部分。施工人员在处理和安装立柱梁时，应具备立柱力学方面的知识，并在分析和计算相关参数数据后，与设计人员一起采取相应的施工措施。但是，考虑到实际情况，幕墙的安装容易受到不确定因素的影响，导致波纹管数据偏离。一旦数据管理存在诸多问题，柱梁的安装很容易与工程图纸的设计不兼容。

5、幕墙施工质量控制

5.1 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。

5.2 与主体结构的连接（预埋件）

⑴幕墙系统与建筑主体混凝土结构的连接尽可能通过预埋件形式实现，预埋件位置应准确，并对预埋件进行现场检验。因为本项目为既有建筑的加固及装饰装修，部分预埋件需采用后置埋件形式。⑵后置埋件采用后切机械锚栓固定，安装时应与主体加固一同施工。在对穿螺栓（灌植筋胶后穿栓）完成后，将后置埋板与幕墙根部耳板焊接，待耳板安装完成后由特种施工资质结构补强专业在埋板与钢筋混凝土及加固构件间加钢楔，并压力灌注改性环氧树脂胶粘剂（同主体加固要求），注意灌注密实。⑶在主体结构梁选定的安装位置钻好穿墙螺杆孔，化学锚栓将后置埋件固定在主体结构柱上。钻孔过程中，需采取可靠措施防止主体混凝土震碎破坏，切勿打断主体钢筋，以免对主体结构产生不良影响。⑷现场按施工图纸复核连接孔位。由于幕墙板块分隔尺寸的外观调整或现场误差的原因，需现场补连接孔位及加强措施。⑸安装完成后，必须由具有资质的检测单位对安装好的后置钢板化学螺栓进行拉拔试验，抽检合格后，才能进行骨架安装后置钢板。

5.3 做好幕墙施工质量检查，确保工程施工问题及时处理

关于高层建筑幕墙的质量控制，有必要建立全过程质量控制方案，严格实施相关建筑质量体系，及时进行相关施工阶段的质量检测，确保相关问题得到有效解决。对设计进行具体检验时，要注重设计问题：第一，门窗开放的安全性和质量。门窗的金属部分生锈、破碎、变形、溶解和破损等；第二，结构织物(密封胶)和密封条的安全性和质量。老化、开裂、气泡和降结构织物、密封带；第三，玻璃的安全和质量状况。玻璃破裂、雾状、排水和绝缘玻璃的形状等；第四，索赔部件的安全性和质量。玻璃幕墙索赔件的变形、位移、悬挂和损坏、耐腐蚀涂层等；第五，雨水渗漏影响了安全和质量。雨水渗漏的程度各不相同。

5.4 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。

5.5 全方位提升现场参建人员的综合能力，深化现场施工内容落实效果

施工现场参与者综合能力的表现将直接影响建筑幕墙项目施工管理的实施。根据目前的建筑情况，建筑包商缺乏安全意识和质量管理意识。从而直接导致网站建设的不良披露和质量缺陷的频繁发生。为解决这一问题，建议施工单位尽一切努力提高施工现场参与者进行定期培训和其他活动的能力，做好技术宣传工作，说明建筑幕墙施工要点及需要每位参与者注意的相关事项，使每位参与者都能了解施工情况，进行准确施工。

5.6 玻璃幕墙安全保证措施

（1）对施工者进行培训，提高其安全意识，并要让其在施工期间严格遵照施工要求进行施工。（2）在施工场地内要戴好安全帽，高空作业要用安全网和安全带。因幕墙施工以高空作业为主，所以要做好保护，严禁从高处往下抛掷物体。（3）根据规定进行施工，要避免违规施工的情况出现。（4）在施工期间，要对各项施工进行统一调配。（5）对于电工、焊工这样的特殊工种，施工人员一定要具有专业资格证（市级以上），且在正式参加工作前，还应对工作人员进行培训。在进行焊接时，要对每个焊接层安排防火监控工作人员，避免因焊渣而引发火灾。（6）施工期间，要保证着装一致，而且在进行高空作业期间，不可穿硬底鞋。

5.7 加大施工全过程监理力度

幕墙施工时，很有必要实行全过程监控。传统方法通常是事后进行监测。当工程在一个阶段完成时，主管人员会前往现场视察，只限于解决现有问题，不能合理地控制和防止质量问题，出现不利于整个工程质量控制过程的延误。监控工作应渗透幕墙施工的各个环节，实施所有工艺控制，及时解决发现的质量问题，消除隐患。

结束语：

当前我国幕墙工程蓬勃发展，但由于幕墙设计时间短，相关设计人员存在缺陷，监测调查程序不完善，建筑施工与幕墙施工存在差异，竞争手段不合理等缺陷。因此，在进一步发展的过程中，要加强这些方面的工作，相信迄后中国幕墙架构的发展会更好。