浅谈现代建筑幕墙技术
时间：2020-12-25 20:00:20 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：近年来，现代建筑幕墙技术在我国的广泛应用，取得了较好的社会经济效益，为美化我们的城市和生活做出了贡献。由于现代建筑幕墙技术属于新兴行业，其发展过程中尚有许多不合理、不完善的部分，在许多工程实践中，都或多或少地存在一些问题，其中有很大一部分是由于技术原因造成的，因此，如何完善和提高现代建筑幕墙技术水平，保证工程施工质量日益成为一个十分突出的问题，本文结合近年来的工程实践，谈几点看法。
关键词：现代建筑 幕墙技术
建筑幕墙是随着建筑业不断发展和进步而出现的新兴行业。人类社会生产力水平的不断发展，为建筑幕墙行业的再现提供了必要物质基础，而现代科学技术的不断进步，又为建筑幕墙行业的发展提供了充分的理论根据。从20世纪60-70年代起，建筑效果都得到了迅速发展，并使二者更加有机地融合为一体，成为现代高层建筑的显著特征，逐渐被认为是现代城市建筑的一种标志。而且，随着大量新技术、新材料、新工艺在建筑幕墙行业中的应用，在今后相当长的时间内，建筑幕墙仍然是现代高层建筑的一种综合效果较好的外围护结构形式。我国在20世纪80年代初开始引进现代建筑幕墙技术。1985年，我国第一幢应用现代玻璃幕墙技术的高层建筑——北京长城饭店矗立在首都街头，标志着现代建筑幕墙技术在我国应用的开端，经过十几年的工程实践证明，现代建筑幕墙技术将建筑外围护墙的防风、遮雨、保温、隔热、防噪音、防空气渗透等使用功能与建筑外装饰效果有机地结合起来，从而受到广大业主和建筑师的青睐，迅速发展成为现代城市建筑的一种流行时尚，越来越多的城市建筑广泛地应用了现代建筑幕墙技术，使其成为现代城市建筑的显著牲征。随着科学技术的迅速发展和生产水平的不断提高，大量的新原理、新技术、新材料、新工艺被应用在现代建筑幕墙技术中，促进了现代建筑幕墙技术的发展。如压力平衡原理的发现并成功应用到现代建筑幕墙技术中，解决了长期阻碍建筑幕墙发展的雨水渗漏难题；又如铝及铝合金型材、各种玻璃、金属板材的研制和生产，各种高质量密封材料的出现，尤其是结构硅酮密封胶的出现，以及各种防火、保温、隔热和隔声材料的出现，使建筑幕墙所要求的各项性能，如抗风压变形性能、抗雨水渗漏性能、抗空气渗透性能、隔热保温性能和隔声性能等，都有了可靠的解决方法。从而使现代建筑幕墙技术近年来迅速发展，在现代城市建筑中得到了日益广泛的应用。
1 建筑幕墙的建筑设计
建筑幕墙立面设计时，除考虑建筑效果之外，玻璃的划分尙应考虑通风开窗要求，特别是开窗位置的标高要适当，一般控制在离楼层面0.9米左右，要符合窗扇开启方便的要求，开窗的面积要符合通风要求，且不大于幕墙面积的15%。玻璃的划分应与室内空间和楼层层遍相协调，横梁立柱布置应与房间的布置分隔相协调，防止出现一块玻璃跨越两个防火分区的情况。金属、石材幕墙立面的线条，构图，色调和虚实组成应与建筑整体及环境相协调，石材幕墙立面划分时石板的面积不宜大于1.5平方米。金属幕墙中的金属板面视原板尺寸可达到七、八平方米，对玻璃、金属、石材的类型和色彩除应考虑建筑物的性质和用途、投资额度、业主要求外，还应考虑建筑物周围环境要求，避免光污染和石材辐射造成对环境损害。此外幕墙建筑设计时尚应考虑室内建筑效果，立柱、横梁的位置，构件之间的缝隙等都会影响室内的建筑效果，玻璃的选择和划分，还影响室内和采光效果。只考虑建筑立面效果，而忽视其他因素，会产生影响建筑物使用功能的许多问题。
1.1 建筑幕墙的选型 建筑幕墙的选型是建筑设计的内容。建筑设计师不仅要考虑立面的新颖、美观，而且要根据建筑的功能，造价及所具备的施工技术条件进行造型设计。当前用得比较普遍的是框架式建筑幕墙及单元、半单元式建筑幕墙，其形式又分为明框幕墙、半隐幕墙、全隐幕墙。
1.2 建筑幕墙的性能要求 对幕墙性能的要求，在很大程度上就决定了幕墙的质量。在选择幕墙风压变形性能和幕墙雨水渗漏性能等级时，必须考虑建筑物的抗震等级；选择幕墙的保温性能等级须考虑当地气温高低；幕墙的空气渗透性能等级要考虑建筑物自身的特点，如建筑造价，功能要求，重要性等等。
1.3 建筑幕墙设计的安全要求 幕墙设计必须符合防火规范的要求，特别注意当原建筑设计中无窗下墙时，楼层应设实体墙，窗间墙与幕墙应填充不燃材料，幕墙节点中填充材料也应选用岩棉等不燃材料。幕墙设计还应满足防雷要求，形成幕墙自下而上的防雷体系，并与主体结构防雷体系可靠连接，其中：①第一类防雷建筑，避雷网网格尺寸<5m×5m（<6m×4m）；第二类防雷建筑，避雷网网格尺寸<10m×10m（<12m×8m）；第三类防雷建筑，避雷网网格尺寸<20m×20m（<24m×16m）。②避雷片与铝型材用螺钉进行连接，使幕墙自身防雷体系与主体结构的防雷体系通过焊接方式可靠连接形成闭合回路。③避雷片应表面镀锡，其与铝型材连接需在空气干燥情况下，将铝型材去氧化膜快速坚固，然后在避雷片与铝型材接缝四周刷绝缘漆，避雷钢筋应表面镀锌。为确保安全，幕墙设计时还应采取防止玻璃破碎坠落，如玻璃屋顶应采用夹丝、夹片玻璃或设安全网，出入口设雨罩。
2 建筑幕墙的结构设计
干挂石材结构主要有：销钉式、背栓式、不锈钢托式和复合式等。我们应根据工程的建筑高度、业主的经济实力等综合因素，来决定采用石材幕墙结构形式。销钉式结构既是采用在石材的上、下开孔，将不锈钢销钉插入石材孔内将石材板块挂在墙体外表面。这种结构最简单，造价最低而且安装强度较低，它适合建筑高度不超过20米的外挂石材幕墙。不锈钢托板式结构分短槽式和通槽式，即是采用在石材的上、下开槽，将不锈钢销托板插入石材槽内将石材板块挂在墙体外表表面。其结构简单、强度和安全性可靠、加工和现场施工方便，并且造价适中。它适合建筑高度不超过50米的外挂石材幕墙。背栓式结构即是采用在石材的背部开孔（不少于四个），用不锈钢锥状螺栓插入石材孔中将石材板块挂在墙体外表面。这种结构安装和加工灵活性大，可以在石材的背部随意设安装支点，使石材幕墙的强度有所保证。但由于不锈钢锥状螺栓价格较高，使该结构的工程成本很高。它适合于高层建筑和大板块的外挂石材幕墙；另外，石材幕墙龙骨主要有铝型材和钢结构两种材料。铝龙骨在耐腐蚀性和减轻主体重量方面具有无可替代的优势，但其材料价格较高；采用钢龙骨时必须经过热浸镀锌防腐处理才能保证龙骨耐久性。目前，石材幕墙多用于低层建筑裙墙面，且采用钢龙骨结构较多。
2.1 结构设计的一般问题 目前，建筑幕墙类型繁多，构造型式多变，无法对其连接构造作出太具体的规定。因此在设计原则上要求建筑幕墙应有足够的承载力、刚度、稳定性和相对于主体结构的位移能力。其中，相对于主体结构的位移能力通过胶缝、构件间的缝隙、可微动连接（如长圆孔螺栓等）、可动连接（如铰支座、滑动连接、摇臂机构、弹簧机构等）来实现，不一定要求处处连接均为螺栓连接。因此，规定所有连接均采用螺栓是不尽合理的。只要达到幕墙与主题结构间有一定位移能力的要求，部分节点采用焊接是可以的。
2.2 钢铝型材的混合使用 在跨度较大情况下，采用钢型材与铝型材混合构件在原则上是允许的，但在实际操作上存在一些难点。
2.2.1 为保证两者共同受力，必须保证两者受力后变形（挠度）相同，这就要求钢型材紧密插入铝型材中，或者两者用密排螺栓、铆钉连接，两种方法的施工时都较困难。
2.2.2 型钢与铝型材之间电化学绝缘困难。因此，更方便的方法是采用钢型材，外包装饰板。
3 建筑幕墙的节点设计
建筑幕墙的节点设计是幕墙建筑设计和结构设计的直接体现。目前幕墙的构造方法很不一致，铝型材断面形状也没有统一的标准，节点设计中应注意以下问题：
3.1 幕墙节点设计是否如实反映了幕墙建筑设计意图 比如是否满足防火要求：防雷构造措施是否满足防雷要求；幕墙通风、开启、采光要求是否满足，是否采取了防雨水渗漏的措施等。
3.2 幕墙节点设计是如实反映幕墙结构设计的要求 如铝合金型材的选用，玻璃、金属，石材的选用，结构胶的厚度、宽度是否满足结构计算要求，越大金属板面是否有抗桡曲变形措施，结构连接件是否按计算书选用，抗震构造措施是否体现；立柱、横梁的连接构造方式是否与结构计算中所选用的相匹配等。
3.3 一些特殊节点的处理是否妥当 如沉降缝、伸缩缝如何要保证结构自由活动度的同时，解决抗渗漏的问题；转角节点设计时，特殊角度如何用型拼接，才能满足要求；圆弧节点要体现如何施工，以保证立柱在同一圆弧上；幕墙各部分封修是否符合规范要求。为了避免幕墙设计与建筑脱节的情况，幕墙设计时间上也应与设计密切配合，一般在工程开工之前，图纸会审阶段，幕墙设计就应完成，并将幕墙防雷、预埋等技术要求与设计沟通，向土建施工单位做好交底工作，同时在工程施工过程中，幕墙设计单位及时掌握建筑设计的修改，建筑施工的误差等情况，并做相应设计更改，如果幕墙设计合理并在幕墙施工过程中严格按标准、规程施工和验收，那么当前幕墙工程中的许多问题，都能在很大程度上等到解决。
总之，随着时代的发展、社会的进步，人们对建筑的要求越来越高。如何使建筑装饰得既美又实用是每一位外装设计师的责任。我们必须紧跟时代的发展，尽我们所能将城市装扮的更加亮丽，以满足社会和人民生活的需求。
