幕牆人必備知識—幕牆設計的基本要點

一、前言

很長一段時間以來，建築工程幕牆設計並非是專業的幕牆設計人員來完成的，而是由幕牆製造廠家自行設計和負責的，一些技術實力比較強的製造商，通常都可以提供可靠的技術服務保障。但是由於很多廠家並非隸屬於同一個行業，因而採取的標準很難統一，常常會出現不同程度的安全隱患，特別是在一些中小城市，由於廠商的技術實力不夠，經常會出現非常嚴重的安全問題。所以在確保建築物安全使用以及經濟的基礎上，建築單位部門的相關負責人一定要嚴控控制幕牆材料的質量，掌握幕牆設計的要點，使幕牆的施工質量得到保障。

幕牆設計

二、建築幕牆設計常見問題分析

1、預埋件部位：一些建築工程主體沒有設計預埋件，因而施工期間只好藉助膨脹螺栓以及化學螺栓進行補救; 而有些儘管有預埋件，但是因為預埋件規格以及鋼價焊接和錨固長度很難滿足施工規範的要求。

幕牆設計

2、立柱和橫樑部位：立柱力學計算的模型難以滿足實際工程所需，加上立柱與橫樑型材截面的特性參數沒有計算準確或者出現了套用錯誤，甚至還有一些型材截面形狀根本不能達到受力的要求; 有些立柱甚至被設計成受壓桿件，雖有校核桿件的強度但是沒有校核桿件的剛度; 也有一些沒有按照最不利的分格和最大的跨度進行驗算的。

3、幕牆和主體連接的部位：支座和板件焊縫的強度沒有達到施工規範要求，加上連接位置只安裝了1 個螺栓，便使得角碼受到的彎矩過大進而難以加固好。

4、板塊固定的位置：隱框幕牆的板塊下面沒有設置托條，壓板間距又太大，而且壓板本身的強度達不到施工規範的要求。

5、防火以及防雷部位：採用的防水棉厚度難以滿足施工規範要求，而防水隔板比較薄，加上防水節點不夠嚴密，便導致立柱伸縮位置的防雷節點沒有處理好。

三、幕牆設計中注意把控的要點

由於建築幕牆設計對專業性要求較高，所以在設計過程中往往是建築師先提出設計思路和設計效果圖；其次，具體的設計則由建築裝飾公司實行組織設計,表現為不連續設計流程特點。現將結合實際工作經驗將幕牆設計中比較常見的問題及改善措施總結如下。

1 、幕牆整體上應注意的設計要點

如前所述，幕牆為建築物的外圍護結構,其功能主要包括：承受自重及直接作用於其上的地震作用、風荷載等，由於其本身不分擔主體結構承受的地震或荷載作用,所以幕牆在設計時要達到以下幾個要求：

（1）它要有一定的剛度、承載能力、穩定性和相對於主體結構的位移能力；

（2）它的構件與立柱、橫樑的連接能可靠地傳遞地震、風荷載作用及幕牆構件的自重；

（3）連接部位主體結構混凝土強度等級不應低於C25，以確保其與主體結構的連接可靠性；

（4）它與錨固的連接必須安全可靠,並適當留有餘地,特別需要確定其承載力時宜進行實物試驗；

（5）幕牆與砌體結構連接時,在其主體結構上可作增設鋼結構樑柱或鋼筋混凝土,在這裡不將輕質填充牆作為幕牆結構的支撐結構考慮，因為其變形能力和承載力都比較小；

（6）幕牆設計應採取防雨水滲漏性能的措施，尤其是一些設計有百頁窗及玻璃採光頂的幕牆工程，應特別重視其與周邊聯結、壓頂等構造複雜部位的施工，發現密封不良、材料性能達不到要求時及時整改或更換，必要時應分層進行抗雨水滲漏性能的淋水試驗，杜絕滲漏現象發生。

2、幕牆結構設計要點

（1）幕牆結構一定要有足夠的適應及吸收位移能力，這樣才能有效防止因主體結構水平力產生的位移而損壞幕牆構件，也留有活動的餘地給幕牆構件與立柱、橫樑之間；

（2）要讓幕牆在自身平面內能有變形能力，可在立柱每層設置活動接頭,這樣也使立柱上下有活動的可能；

（3）上下柱接頭空隙不要小於15mm，以達到立柱安裝施工的誤差、立柱的溫度變形、主體結構柱子承受豎向荷載的軸向變形的需求；

（4）應將立柱設計成軸心受拉或偏心受拉構件,其構造做法宜選取鉸接節點在上端懸掛,下端選取可上下變形的節點形式，從而以減少立柱設計成完全受壓工作狀態時對安全的不利影響，同時也防止水平荷載會使其受彎。

3、幕牆防雷系統的設計要點

幕牆通過防雷系統的設置，能夠有效的減少因為雷擊而造成的人身財產損失。通過幕牆防雷系統的科學設置，能夠有達到比較理想的幕牆防雷效果，從而防止或減少雷擊建築幕牆所發生的人身傷害和財產損失。防雷系統的設置要遵循安全可靠的原則，還要具有一定的超前意識，這樣才能構建出一個技術比較先進的建築幕牆防雷系統。在建築幕牆的防雷設計中，還要充分的利用建築物的接閃器、引下線和接地裝置，通過這些裝置的科學運用來實現建築幕牆豎向龍骨、橫向龍骨以及建築物防雷網的聯通，最終構建出一個比較完善的防雷整體。通過這樣的設計能夠讓因為雷電所致的巨大電量迅速地輸送到地下，由此起到了保護建築幕牆免遭雷電破壞的作用。在建築幕牆的設計中，多數都將建築幕牆項部女兒牆的蓋板部分，設計成幕牆接閃器，這就使得幕牆接閃器接受到的雷電流，可以通過幕牆女兒牆的避雷均壓環和防雷引下線，安全地把雷電流引到建築物的防雷網，從而實現比較理想的避雷效果。

4 、幕牆要注意的設計要點

（1）幕牆屬於可更換結構，結構設計使用年限取不小於25年。預埋件不容易更換，宜按50年考慮。大跨度、大型支承鋼結構的結構設計使用年限宜按主體結構考慮。

（2）正確理解和執行標準規範。規範標準是成熟經驗的總結，不是對新技術的展望。規範並不限制新技術的應用。

（3）玻璃的安全選用是幕牆設計和結構設計的一個關鍵問題。安全玻璃種類不同，性能也不相同，應根據各個部位的不同要求選用不同的玻璃。

（4）幕牆節能已成為我國建築節能的重要一環。幕牆節能的設計要考慮在嚴寒地區、寒冷地區和溫和地區進行冬季的保溫設計，夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區要進行夏季的隔熱設計。設計時要考慮到中空玻璃的節能效果遠遠大於單層玻璃。採用斷熱幕牆的結構形式是幕牆建築節能的最有效的途徑。

四、結語

總而言之，在幕牆工程的設計中，要選擇那些資質高的專業設計公司，這樣才能保證設計能夠達到比較理想的效果。除此之外，為了提升幕牆設計的水平，還要嚴格審查幕牆工程的設計審核，通過設計人員對幕牆相關計算及構造設計的規範執行，來最終確保幕牆工程的結構安全，達到比較理想的使用功能。為了實現良好的幕牆設計效果，還要加強對設計、選材、製作及安裝等方面的控制，通過幕牆生產全過程的嚴格控制，來最終達到理想的幕牆工程質量。