对建筑幕墙结构优化设计的探讨

包峰 倪江峰

【摘要】在建筑幕墙结构中现代的应用已经非常常见，并且其功能的多样性也随着建筑功能的发展而变化。为了保证建筑幕墙结构设计的合理，文章对其幕墙设计的优化进行阐述。

【关键词】建筑幕墙；结构设计；优化；措施

一、幕墙设计的整体设计要点

在建筑幕墙中建筑范围结构起到重要的作用，扮演着除了装饰的作用，很大程度上是要发挥其功能作用，一般除了承受本身的自重，还要对地震以及风力作用起到阻碍作用，但是其实幕墙本身是不用承担建筑主体因地震以及风力荷载产生的作用。

从以上分析可以分析建筑幕墙的设计要点 ： 设计的建筑幕墙一定要具有的功能就是刚性和稳定性。刚性体现在要承受自重和幕墙上面的重量。稳定性体现在建筑幕墙要有一定量的位移。除了刚性和稳定性，还要注意幕墙的防水，尤其对于玻璃采光顶的幕墙工程，施工技术人员要确保玻璃的密封性和玻璃的质量，不符合施工的材料要及时更换，施工完毕，要对玻璃的防水性进行测试，防止顶部漏水现象的出现。

二、幕墙设计应注意的事项

建筑幕墙所有的配件是可以更换的，在进行幕墙结构设计的时候，应当考虑到建筑幕墙配件的使用年限，便于更换的部件使用年限一般是二十五年左右，不便更换的部件一般的使用年限是五十年左右。一些建筑的幕墙跨度较大，因此，设计一定要考虑到建筑主体的使用年限在进行设计。目前使用广泛的就是玻璃幕墙，但是玻璃幕墙的材质种类不同，在进行选择的时候，根据不同工程的需要选择适合的玻璃幕墙材料。当前建筑幕墙设计工作，很多都在考虑幕墙节能设计，同时，对于幕墙本身的保温效果已近隔热效果也要考虑在内，为提高建筑使用功能以及人们生活带来诸多益处。

三、国内建筑幕墙设计的现状与存在的问题

在我国建筑幕墙设计现状主要存在以下三个方面，首先，幕墙施工单位大部分具备较深的幕墙设计资质，保证了幕墙设计过程的专业性。二是幕墙设计与建筑主体设计工作同步进行，幕墙施工时间则多放到建筑主体施工有工作面后或者完工之后才开始。三是大部分幕墙工程的设计与施工同时招标。

幕墙在国内设计主要存在的有以下三个方面：首先建筑设计单位、施工单位对幕墙设计在建筑工程设计中的重要性认识不足，局限于建筑设计完成就相当于完成整个设计规划任务的思想；其次，幕墙设计与施工机制不健全，幕墙设计与墙幕施工两者相互联系，互为唇齿，但幕墙工程的质量安全仍没有专业幕墙监理，令人堪忧；第三，幕墙设计人员局限于对幕墙的结构框架设计，忽略幕墙对建筑整体、幕墙功能对建筑本身功能的补充作用。幕墙设计应充分将建筑主体与幕墙的外观、功能等各个方面有效地联系起来。这些问题是国内幕墙设计过程中存在的主要问题濡要设计人员与施工人员不懈的努力去改正与提高。

四、建筑幕墙结构设计的优化措施分析

建筑幕墙结构是一项非常繁琐的设计工作，它往往涉及很多复杂的应力计算和安全设计。在保证安全、美观、经济的前提下，进行优化设计方案，是建筑幕墙结构设计的主要工作。建筑幕墙结构的设计中根据施工条件和建筑要求，可以进行以下设计优化措施：

（一）安全性优化

幕墙结构的安全性设计除了要满足结构承载负荷的要求之外，整个建筑结构的安全性也是与之相关的。幕墙结构的安全性优化除了需要满足结构的可靠性之外，还要充分考虑采光顶的消防设计。较大型的玻璃采光顶必须使用耐火极限不低于的三级耐火级的吊顶，同时满足结构防火的要求其他如防雷、防高空坠物、防冰雹等设计要求在抗震设计中，玻璃幕墙的镶嵌深度要保证可靠固定。重点做好各构件连接点的设计优化，幕墙结构消防安全通道的影响布置也很重要。

（二）结构经济性优化

结构设计的经济性需要根据幕墙结构的面板布置以及主体结构的支撑等条件，考虑结构型式的经济合理性，在对载荷与结构尺寸要求的计算上合理的选择最佳方案，避免设计尺寸过大或性能条件取值过髙而造成材料浪费。在结构型式上尽量采用结构简单的简支梁或双支点梁结构合理利用材料的力学性能提髙结构的可靠性实现成本控制。

（三）采光、保温等功能优化

建筑幕墙的结构设计不仅仅是对建筑物的美观设计，同时，幕墙结构带来的采光和保温等实用功能才是幕墙结构得以快速发展的主要功能，而保温、隔热和采光有时其功能会发生冲突，如玻璃幕墙的采光效果好，但保温隔热差，因此，选择不同传热系数的玻璃，采用隔热断桥铝型材作为框架结构，同时优化密封方式采用双层幕墙相对于单层传统幕墙在采暖时可以节省能源约制冷时可以节约能源约40%到60%。

五、建筑幕墙设计的发展方向

随着建筑时代的发展不论是材料、结构、外观设计等都出现了各种新的技术和新的要求建筑幕墙的功能也渐渐从传统中脱离出来人们对它的美观指数、使用指数、安全指数、健康指数、科技指数等都提出了更高的要求。这也就推动了建筑幕墙的技术改进和发展，

对于当前建筑幕墙的发展趋势和发展方向结合当前的客观实际主要有以下几个主要的潮流和趋势。第一，建筑幕墙的节能型发展趋势。能源消耗引发的节能问题已经演变为一个社会问题加何利用建筑门墙、新型建材以及结构改进进行节能已成为了当前幕墙设计发展的一个重要潮流和趋势。首先，建筑幕墙的设计对整个建筑的设计的影响作用毋庸置疑要想整个建筑都能够做到低能耗那么在幕墙的结构设计上面就要花费更多的心思使整個幕墙的结构趋于合理，为整个建筑的节能设计打下好的基础。其次就是节能型材质的使用建筑幕墙的高能耗与他的材质有着密不可分的联系特别是建筑幕墙中门窗的使用这一部分是整个幕墙的能耗中消耗最大的一个整体。这种节能门窗的优越性主要就是体现在它的导热性能和空气渗透的效果上通过对这种节能型门窗的使用池能大大的降低建筑幕墙的能耗。第二建筑幕墙的科技型发展趋势。

建筑幕墙的科技型发展趋势也是在时代潮流下的一个必然选择之一，这种潮流大致有以下几个内容：首先是环保效果更加突出环保已经是当前国际社会关注的重要问题，经济水平快速发展的同时也伴随着环境污染的日趋严重建筑幕墙的环保一是要注意用材不会对公众和环境造成污染性的损害，另一个方面就是要能够抵御一定的外在干扰例如噪音污染、光线污染等这些在城市中更为严重和常见的污染问题，这是建筑幕墙环保在当前应该关注的问题。其次建筑幕墙的科技发展应该与新型的能源措施结合在一起。当前玻璃幕墙已经成为很多公共建筑选择的幕墙形式玻璃与太阳能的结合也是当前幕墙开发的一个主要方向，利用各种自然能源来进行转化，变成可以被各种建筑利用的普通能源是幕墙科技型发展的一个主要趋势。

结束语

在实践中建筑幕墙已经有了很好的发展，但是在设计和施工单位都没有把握到位，有一些建筑幕墙玻璃破裂、漏水，影响建筑整体的施工质量，对于建筑工程企业的形象造成影响，因此，做好幕墙设计对于建筑工程来说很重要。文中对幕墙设计的优化进行了阐述，希望可以提供参考。

参考文献

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