浅谈建筑设计之幕墙设计

郑建军

[摘要]为了满足生态建筑的需要，满足日益变化的建筑形式，建筑师应该树立新的设计理念。新技术和新材料已被用于建设高科技生态建筑幕墙，以满足生态环境和高技术生态建筑的要求。玻璃幕墙、石幕墙、双幕墙、光电幕墙等应更受欢迎，以减少能量损耗为目标。节能幕墙的设计应在建筑设计中进行，使我们的设计更加创新、安全、高效，使我们的设计能够更好地造福社会。

[关键词]建筑设计；幕墙设计；结构 文章编号：2095-4085（2018）06-0069-02

能源问题是人类面临的四大问题之一。在发达国家和发展中国家，玻璃幕墙的能耗占建筑能耗的很大比例，从30%到60%不等。因此，在世界能源问题日益紧迫的今天，建设能源消费正在增加，世界各国都把建设节能视为重中之重。因此，本文对幕墙的节能设计进行了讨论和分析。

1 幕墙的结构设计原则

（1）幕墙的主要部件应悬挂或支撑在主结构上。幕墙应根据围护结构设计，不承担主体结构的荷载和地震作用。

（2）窗帘墙和其连接部必须具有充分的耐力、刚性、变位，为了避免在负荷、地震、温度下的过度变形和损伤。

（3）幕墙的非抗震设计，在风的作用下，玻璃不应被破坏，连接器应有足够的位移能力，使幕墙不会破裂、不会脱落。

（4）抗震设计的幕墙在频繁的地震中不应损坏。在地震强度的作用下，幕墙在修复后仍可使用。在罕见地震作用下，幕墙骨架不应脱落。

（5）在设计幅幕墙构件时，应考虑重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主结构位移的完整性。

2 对于玻璃幕墙设计中的节能策略

2.1 玻璃幕墙材质的选择

一是要满足玻璃采光、传热和遮阳系数，系数小，冬季保温好，夏季还可以减少能耗。前者可選择多层玻璃，并向空气层注入少量稀有气体以保持温暖。后者可选用彩色玻璃、镀膜玻璃等，以增加散热量。设计考虑了这两个因素，并制作了合适的玻璃面板。此外，还需要选择金属连接材料。以框式玻璃幕墙为例，表面上的传热系数为玻璃幕墙的传热系数的加权平均值，应采用传热系数接近隐式幕墙，但考虑安全性，明试验框架更为安全可靠。设计者还需要结合这两个因素来设计平衡材料作为金属框架的使用。

2.2 日照采光策略

从建筑组合和建筑朝向的角度设计了阳光照明策略。建筑物的组合是利用建筑物之间的掩蔽关系。这不仅是为了避免因遮挡造成的能量损失，而且还可以合理地利用遮挡关系。首先要使光线朝着建筑物开口的方向，北低南高的建筑组合可以缓解建筑物之间遮挡带来的自然采光的负面影响。第二，合理设计建筑形式，利用反射源人工制造形成小范围自然光源能量；第三，考虑到建筑中照明的连接处较弱，照明会更加困难。设计师应该充分利用建筑造型，结合建筑功能进行合理的设计，或者设置一些不太需要照明的空间，这样我们就可以合理利用空间区域。

2.3 自然风的运用

由于地理位置不同，季风的类型也不同。例如，在夏季，风压有助于达到适当的通风系统。首先，建筑物的方向应该是夏季季候风的主要方向，并应估计环境因素。第二，为了获得最大的通风，设计师应该将建筑物的距离设定为建筑物高度的5到7倍。但是当风刮起的时候，前面的建筑就会倒塌。如果建筑物之间的间距足够大，就会有独立的空气流动，后方建筑物的通风将更有效率。然而，间距不是无限的。如果间距大于极限，则风影区将产生后效。1h后，风向风的方向吹来。最后的要求是风速不应小于2～3m/s，这需要设计师仔细检查设计场地。

2.4 内部空间的设计

尽管玻璃幕墙与建筑物的外部结构有关，但是该空间的内部设计也是有效的。首先是内部空间的设计和使用。设计策略的核心是在建筑物上正确设计开放模型，充分利用自然风，减少对机械风的依赖。根据流体力学的原理，已知建筑物内的通风主要由冷热空气压力差驱动气流驱动。在充分掌握空气密度和孔之间的间隙的情况下，可以设计合适的形状以实现节能策略。

3 结语

随着材料的不断创新和技术的发展，玻璃幕墙在结构和外观上更加灵活和富有创意。这是现代主义建筑的主要特征，是现代城市的标志，是城市经济技术发展水平的代表。因此，在设计中，既要考虑建筑本身的特点，又要考虑幕墙设计的全过程，材料的选择、生产和安装，创造一个更加和谐、美丽、现代的具有中国建筑特色的建筑。

参考文献：

[1]罗忆，黄圻，刘忠伟.建筑幕墙设计与施工[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]洪雯著.建筑节能：绿色建筑队亚洲未来发展的重要性[M].北京：中国大百科全书出版社，2008.

[3]李海英.生态建筑节能技术及案例分析[M].北京：中国电力出版社，2007.