浅析建筑施工图设计中的幕墙控制要点

陈 容, 范建磊

(1. 成都市建筑设计研究院有限公司，四川成都 610000; 2. 中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都 610000)

建筑师负责制中明确说明，建筑师设计内容包括有综合协调幕墙、灯光、景观等专项设计工作。但是在传统的设计过程中，外立面幕墙的招标或深化设计往往落后于建筑施工图设计，导致后期幕墙部分经常因加工、安装或成本等各种原因造成图纸返工修改，这就需要建筑师在施工图设计阶段，对幕墙的细节实现和完成度提前作好把控、为后期幕墙的深化设计和落地实施预留好条件，保证外立面呈现的效果符合建筑方案设计意图。

1 幕墙界面

建筑幕墙是指由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构，如常见的根据面材进行分类的玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙和人造板材幕墙，按施工工艺进行分类的构件式幕墙和单元式幕墙等。幕墙仅是建筑表皮围护结构的一种，但随着幕墙技术的进步与发展，原本非幕墙定义下的雨篷、栏板、采光顶、金属屋面、室外吊顶等也可由幕墙专业来设计。

2 建筑设计中的幕墙控制要点

2.1 政策规定

《关于进一步加强玻璃幕墙安全防护工作的通知》[建标[2015]38号]限定以下建筑不得使用玻璃幕墙或者全隐框玻璃幕墙：

(1)新建住宅、党政机关办公楼、医院门诊急诊楼和病房楼、中小学校、托儿所、幼儿园、老年人建筑，不得在2层及以上采用玻璃幕墙。

(2)人员密集、流动性大的商业中心，交通枢纽，公共文化体育设施等场所，临近道路、广场及下部为出入口、人员通道的建筑，严禁采用全隐框玻璃幕墙。以上建筑在2层及以上安装玻璃幕墙的，应在幕墙下方周边区域合理设置绿化带或裙房等缓冲区域，也可采用挑檐、防冲击雨篷等防护设施。

另外，天津、上海、四川等地方规范均有限定“外倾或倒挂的玻璃幕墙不应采用全隐框玻璃幕墙”。幕墙应采用安全玻璃，钢化玻璃、非钢化玻璃组成的夹层玻璃均属于安全玻璃。

其他金属与石材幕墙、人造板材幕墙的使用虽然没有针对建筑类型的限制，但在超过规范规定的最大使用高度或抗震设防烈度的建筑上使用时，应提醒幕墙设计师组织行业专家进行专项技术论证。

2.2 立面分格设计

立面分格的设计关乎安全、美观、功能、工艺与造价等多方面。水平向分格需考虑防火分区、房间隔音等因素，比如：同一玻璃单元，不宜跨越建筑物的2个防火分区；分格宜与房间之间的隔墙对齐，便于房间之间的隔音封堵和外饰的美观；主入口大门宜左右对称设置；有暖通管道连接室外的地方宜调整管道处在一个幕墙分格内等。竖向分格需考虑层间防火、手动开启、屋内人员视线遮挡等因素，比如：高度方向宜在结构梁上下同时设置幕墙分格，以利于幕墙层间的防火封堵及室内吊顶装修、室内地面踢脚封修；手动开启扇分格宜保证开启执手在离楼层标高1.0～1.4 m位置，利于人手启闭；水平分格横梁应尽量避免对人员观景视线的遮挡。消防救援窗口的分格尺寸应保证扣除幕墙金属框之后的净空面积大于1 m×1 m，消防救援窗口应尽量设置在固定扇部分，如设置在开启扇部分，需要同时扣除幕墙龙骨和开启扇框的尺寸之后保证净空，所需的分格尺寸更大。

幕墙大面的分格宜模数化，便于材料采购加工及安装施工。不同材质面材基板尺寸不同，对于不同立面分格，其材料出材率和综合成本亦不相同：

常规玻璃原片的尺寸为2.44 m宽×3.66 m高，玻璃分格宽度在1.2 m以内出材率最高最为经济。尺寸超过2.44 m宽×3.66 m高的玻璃成本随实际分格大小差异较大，具体工程具体分析，目前国内玻璃极限加工尺寸可达：Low-E玻璃3.3 m宽×18 m高、钢化玻璃3.6 m宽×18 m高、夹胶玻璃3.6 m宽×18 m高。钢化玻璃厚度受许用面积JGJ 113-2012 《建筑玻璃应用技术规程》 7.1.1条见表1。

表1 安全玻璃最大许用面积

即分格面积介于3～4 m2之间时，单片需采用8 mm厚的钢化玻璃。分格越大，所用的玻璃越厚，在增加成本的同时，带来的是玻璃自爆率的提高、安全性的降低，因此需结合工程实际合理确定玻璃幕墙的分格，不宜刻意求大。

天然花岗石荒料按长度×宽度×高度尺寸分为3类：大料2 450 mm×1 000 mm×1 500 mm、中料1 850 mm×600 mm×950 mm、小料650 mm×400 mm×700 mm，所以，石材分格短边尺寸控制800 mm以内价格是比较适中的，控制600 mm以内价格最为经济。石材尺寸越大越容易破损，利用率低，且价格成倍数增加。特别注意规范限定石材幕墙的分格不得大于1.5 m2。

常规铝卷尺寸为1.2 m宽和1.5 m 2种，长度可达48 m。考虑板材平整度和运输条件，建议控制铝单板、铝复合板长度不超过3 m，蜂窝铝板长度不超过6 m，板块均控制1.2 m或1.5 m以内。超宽的铝板有1.8 m宽和2.1 m宽2种，但需综合衡量板面的平整度和价格。

陶板基板尺寸，一般高度上有3种规格：300 mm、450 mm、600 mm，宽度不大于1500 mm。

瓷板单片面积不大于1.5 m2，分格尺寸一般为600 mm×1200 mm和900 mm×1800 mm，厚度不小于12 mm。

纤维水泥板基板尺寸为1.2 m宽×2.4 m高，分格划分时同样需考虑板材的切割和出材率。

2.3 开启扇设计

幕墙上的常用开启扇主要分外开和内开2种，外开扇有上悬窗、外倒下悬窗、外平开窗、平推窗，内开扇有内平开窗、内倒窗和内开内倒窗。对于平整度和视觉效果要求较高的外立面优先考虑外开窗系统，内开窗系统上下边外视为明框效果，其不适合横隐幕墙的整体效果。幕墙上不建议使用推拉窗和中悬窗。

幕墙开启窗不宜过大。开启窗过大会造成扇框变形较大，启闭困难，给使用带来不便，影响开启窗的密封性和安全性。同时，开启窗过大，五金件难以满足要求，存在较大的安全隐患。中国建筑装饰协会幕墙工程委员会2016年文件《关于淘汰建筑幕墙落后产品和技术的指导意见》要求开启扇尺寸不宜超过1.5 m2，严禁超过2.0 m2。天津市和四川省地方玻璃幕墙规范分别建议控制开启扇尺寸不超过1.5 m2和1.8 m2，对于7层以上区域均限制不得采用外平开窗和外倒下悬窗。

幕墙规范规定开启扇的开启距离取开启角度30°时的开启距离与300 mm与两者之间的较小值，建筑师在核算通风面积时需特别注意。

开启扇的设置位置需注意复核与室内墙体的关系，确保有条件开启。在人手够不着的区域宜考虑设置电动开启，特别是楼梯间区域，为了外立面的统一，通长楼梯间的窗户高度与大面区域窗户处于同一水平线，但是楼梯间楼板标高是不同于楼层标高的，若不注意将出现无法手动开启的情况。

2.4 幕墙底部、室外吊顶及顶部设计

幕墙底部收口应有平齐幕墙外边线的结构挑板或结构梁(图1)，幕墙底部与混凝土交接收口形成完整封闭的室内外界面。设计时应避免幕墙直接与景观地坪交接，以避免后期交叉施工扯皮无法处理或地坪沉降导致幕墙水密性不完整(图2)等情况。

图1 幕墙底收口参考做法

图2 地坪沉降，密封胶撕裂

室外吊顶部位宜采用轻质韧性的金属板材质，尽量避免使用石材、玻璃等脆性材料。建筑师应与暖通、电气、给排水、燃气等专业协调确定吊顶标高，确保幕墙吊顶面能够收藏住所有管道，避免管道外露，确保美观。

出屋面顶部区域，特别是塔楼顶部，一般为了遮挡屋顶设备，幕墙高出防水屋面较多，应要求结构专业设置花架梁供幕墙连接。在不设置轨道插窗机的建筑中，结构设置花架梁不仅可以提供幕墙本身的支撑，还可以通过预留挂点供后期蜘蛛人进行外立面的清洗维护操作(图3)。不建议在出屋面大悬挑玻璃幕墙后采取轻钢桁架作为支撑的形式，钢架本身易生锈，存在安全隐框。在设置轨道插窗机的建筑中，建筑师在设计时应考虑预留擦窗机工作时所需的建筑空间，并提醒结构专业与专业厂家紧密配合，提供轨道相关的结构构造并复核相关的荷载。立面顶部有大型Logo标识标牌时，亦应提前配合，协调结构或幕墙专业考虑做法及预留荷载冗余度。

图3 幕墙顶部清洗维护参考做法

2.5 安全防护设计

幕墙作为建筑的外表，是一栋建筑与社会直接对话的窗口，决定其社会评价的不仅是建筑的外立面效果还有其社会安全性，务必引起重视。

2.5.1 雨篷与采光顶

建标【38号文】和绿色建筑评分项中均对出入口上方设置防坠落雨篷提出了重点要求。雨篷和采光顶玻璃必须采用夹胶玻璃，玻璃的分格面积不应大于2.5 m2且长边边长不宜大于2 m。雨篷和采光顶的排水坡度不应小于3%，避免形成锅底效应，影响美观。对于出挑距离较大的雨篷或采光顶，应根据实际排水坡度衡量前后实际高差对整体效果的影响。

2.5.2 景观地坪

通过在幕墙下方周边区域合理设置绿化隔离带是防止钢化玻璃自爆坠落伤人的最有效措施，安全、美观且可提高舒适度。

2.5.3 临空面室内防护

临空窗台防护高度范围内，幕墙上采用夹层玻璃并结合幕墙横梁可满足防护要求(图4(a))，玻璃室内或室外可不再设置金属栏杆，效果好，但夹层玻璃成本相对较高。如幕墙采用中空钢化玻璃，则需另外在室内设置防护栏杆(图4(b))。

图4 窗台防护做法示意

2.5.4 室外防护

室外防护玻璃栏板主要有2种：一种是玻璃固定在结构上且直接承受人体荷载的纯玻璃栏板系统；另一种是设有立柱和扶手，玻璃作为镶嵌面安装在护栏系统中的形式，前者更为通透美观，但规范限定其仅能使用在栏板玻璃最低点离一侧楼地面不大于5 m的区域，高于5 m位置的护栏应设有立柱和扶手，并要能满足承受人体推力的要求。

2.6 外幕墙与结构专业间的协调

幕墙应连接在钢筋混凝土或钢结构梁、柱上，轻质填充墙不能作为幕墙的支撑结构。结构设计不宜远离幕墙边线，否则幕墙将使用转换轻钢结构进行支撑，安全性低，而且附加弯矩对主体结构亦不利。常规构件式幕墙外边到结构板边距离控制250～300 mm，单元幕墙一般：侧挂式需400 mm，顶挂式需350 mm。

建筑造型在设有高大空间、大悬挑雨篷、拉索幕墙、全玻幕墙等幕墙荷载反力较大的部位，建筑师应协调幕墙与结构专业一道讨论确定幕墙形式的选型、幕墙到结构板边控制距离和结构支撑条件等，保证项目最终既符合建筑设计意图又能安全地落地实施。

2.7 广告、灯光、Logo、LED屏等设计

广告、灯光、Logo、LED屏的设计制作安装为专项设计，虽然都非幕墙项，但需依附在外立面幕墙上，建筑师需要紧密协调幕墙专业、结构专业、电专业与各专项之间的配合工作，包括结构支撑体系、安装空间的预留、管线路径、检修维护方案及交接收口位置的防水处理等，该部分工作，越早介入配合越好。

3 结束语

本文主要从政策条文规定、分格设计、开启扇设计、幕墙底部与顶部收口设计、幕墙安全防护设计、幕墙与结构专业间的协调、幕墙与Logo灯光等专项设计之间的配合等角度，分析阐述了建筑师在施工图设计阶段需要控制立面幕墙设计的一些要点，以供参考。不同工程关于外立面幕墙部分需要控制的要点还有很多，需要建筑师在设计前期阶段与幕墙设计师紧密配合，并协调其他各相关专业预留好条件，才能保证竣工后幕墙的完成度更加贴近最初的设计意图，满足各方需求。