建筑幕墙设计原则和幕墙体系选择浅析

曹治国（秦皇岛渤海铝幕墙装饰工程有限公司,河北 秦皇岛 066000）

建筑幕墙设计原则和幕墙体系选择浅析

曹治国
（秦皇岛渤海铝幕墙装饰工程有限公司,河北 秦皇岛 066000）

摘 要：幕墙作为现代建筑的外维护结构，在我国正被越来越广泛地采用。它结构轻巧，面材多样，色彩丰富，能很好地满足建筑师的创意。对于幕墙设计而言，幕墙设计原则和幕墙系统的选择尤为重要。

关键字：幕墙设计原则；幕墙系统；立面分格；幕墙结构体系

1 幕墙设计的原则

幕墙作为现代建筑的外维护结构，在我国正被越来越广泛地采用。它结构轻巧，面材多样，色彩丰富，能很好地满足建筑师的创意。特别对于高层、超高层建筑，幕墙往往是外维护结构的必然选择。幕墙有两方面的功能：维护结构功能和建筑装饰功能。具体地说，幕墙的功能要求有一下几个方面：满足结构强度及安全性要求、控制热量传递、控制空气交换、控制凝结水汽、控制日光照射、控制雨水渗透、控制噪声、控制火灾、建筑美学功能、满足经济性要求。

一个好的幕墙设计必须要以较小的成本来尽可能提升上述功能。

幕墙设计从外部分格设计到内部结构设计的整个过程中遵循着如下几条设计原则：

（1）安全可靠原则。幕墙作为建筑物的外维护结构，长时间承受交变风荷载、雪荷载、自重荷载、温度应力荷载等，有时还要经受地震的考验，在设计使用寿命周期内幕墙应是安全可靠的。因此幕墙的安全性是设计首要考虑的因素，是重中之重。

（2）造型美观原则。在划分幕墙立面线条时，力求采用最合理可行的结构来完成设计师的创意及构思。原则上应遵照原设计师和业主的初衷，在保证幕墙结构设计能实现的前提下尽量满足其想法、实现其想法，在此基础上进行合理的创意，使最终的幕墙产品具有较高的观赏性，充分展现幕墙的力与美。

（3）结构轻巧而稳定原则。结构轻巧体现了设计师的匠心独运，是一种创造性的劳动，本身也降低了结构材料的重量，直接降低了造价。结构稳定是结构设计安全的一个方面，同时也会产生一种结构稳定所特有的美感，失稳的结构会给人带来危机感，造成人的紧张，使人很不愉快。

（4）环保节能原则。现代幕墙已不再仅仅是一种装饰、一种简单的外维护结构，而是越来越深入地成为整个大厦的一个有机组成部分，越来越多地参与了整个大厦的功能建设。其对于整个大厦的环保节能性能的影响，已经到了至关重要的地步。幕墙的环保节能程度也已成为人们衡量幕墙品质的一个重要指标。

（5）技术先进、创新原则。随着新材料的发明、新技术的出现，在幕墙设计过程中，一个优秀的设计师应随时注意这方面的动向，及时更新自己的知识体系，在条件允许的情况下尽量采用最新技术，从而完善、提高设计水平。在幕墙设计中能否及时采纳最新优秀成果往往是衡量一个公司实力的一个标准。

（6）经济性原则。在以上原则得到充分保证的基础上，要充分考虑幕墙的经济性、效益性，提高幕墙的性价比。保证资金投向合理，在确保满足国家规范的基础上，合理地选择材料至关重要。只有巧妙地、合理地发挥各种材料的特性，才能产生最佳的效益。

2 幕墙系统方案的选择

外装幕墙方案设计包含两个方面：立面分格划分和立面线条的选择、幕墙结构构造体系设计。

2.1 立面分格划分和立面线条的选择：

现代建筑特别是高层建筑、大型公共建筑等往往是大部或全部采用幕墙装饰。而幕墙线条的划分、虚实、凸凹等一般均由建筑师设计，幕墙设计单位只需根据此进行结构设计，原则上应遵循原建筑设计风格。但幕墙设计已经成为一门专业，幕墙设计师在细化、调整分格方面还考虑了以下因素：

（1）分格尽量统一，以方便生产加工、安装，缩短施工工期，提高板块互换性；

（2）分格时考虑层间防火封修、相邻房间防火封修的要求；

（3）分格时考虑人性化设计要求，横龙骨不要阻挡视线，开启窗要设置在合适的高度位置等；

（4）分格时考虑幕墙的收边处理，保证幕墙连接件及附件不外露；

（5）分格时考虑幕墙与原建筑窗洞口的交接与对齐；

（6）分格时考虑面材的规格尺寸及利用率，尽量做到经济合理；

（7）分格时考虑各种不同材料的交界、组合、节点做法，尽量做到简单合理。

2.2 幕墙结构体系设计

幕墙应按维护结构设计。幕墙龙骨多采用铝合金、型钢、钢铝组合体系或钢结构支撑体系，面材多采用玻璃、铝板及石材、钢板等。在做幕墙节点构造设计时重点关注以下问题：

2.2.1 结构强度、刚度设计——选材。

根据建筑要求，确定幕墙形式，根据建筑物所在地区，建筑物的重要性，确定幕墙结构计算的基本参数：基本风压、地面粗糙类别、基本雪压，根据《中国地震动参数区划图》，确定建筑物抗震设防烈度。采用合理的力学模型、准确的数据确保计算结果可靠。

2.2.2 幕墙密封性设计

（1）幕墙密封有两方面的内容：水密性和气密性。水密性能反映了幕墙防止水进入室内的能力，气密性能直接体现了幕墙接缝密封构造的好坏。

（2）雨水进入幕墙有三个条件：有水存在、有压力差、结构存在缝隙。此三个条件缺一不可。幕墙应采用雨幕原理设计消除压力差。

2.2.3 幕墙防火设计

幕墙防火设计应满足国家标准＜＜建筑防火规范＞＞的有关规定；幕墙防火封堵材料应采用耐火极限符合设计要求的不燃材料或难燃材料；幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的缝隙，当采用岩棉封堵时，其厚度不应小于100mm,并应填充密实，楼层水平防烟带的岩棉宜采用厚度不小于1.5mm的镀锌钢板承托；承托板与主体结构、幕墙结构之间的缝隙宜采用防火密封材料。

2.2.4 幕墙防雷设计

雷击有三种情况：顶雷击、侧雷击和滚球雷击。幕墙工程只需设计防顶雷击和侧雷击。二类建筑超过45m，三类建筑超过60m需设计防侧雷击，低于以上数值的建筑物，只需设计防顶雷。建筑物45m或60m以上每两层的幕墙的连接钢件横向用Φ12的镀锌圆钢筋串通，作为均压环，采用直径为12mm镀锌圆钢将连接钢件、均压环以及主体结构引下线的接头处可靠相连,焊接时采用对面焊,圆钢搭接长度不小于100mm,外露表面刷二道防锈漆。

3 结束语

幕墙设计作为建筑外立面设计的重要一环，为了满足维护结构功能和建筑装饰功能，一定要严格遵循幕墙设计的基本原则，合理的选择幕墙系统和分格，重视幕墙设计的主要事项，从而更完美的实现建筑功能。

作者简介：曹治国（1978-），男，江西瑞昌人，大学本科，工程师，研究方向：建筑幕墙。