探討建筑幕墻設(shè)計要把控好的要點

    早在100多年前，幕墻在建筑已有應(yīng)用，但其發(fā)展卻受材料及加工工藝等因素的制約，近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，新材料、新技術(shù)、新原理和新工藝不斷涌現(xiàn)，且在建筑幕墻設(shè)計和制造中得到成功地應(yīng)用，目前已有越來越多大中城市的建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用幕墻結(jié)構(gòu)。建筑幕墻：其實質(zhì)上是金屬、玻璃、石材等板材借助于金屬構(gòu)件懸掛在主體結(jié)構(gòu)上的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，所以它不僅僅是建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也是建筑的外裝飾，這也是其得到廣泛應(yīng)用的原因之一。盡管建筑幕墻應(yīng)用實踐中取得不錯的效果，但因設(shè)計方案不夠周到、施工制作等的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)沒把控好，引發(fā)不少工程質(zhì)量問題，如玻璃破裂、漏水等工程質(zhì)量問題。因此以下將重點就幕墻設(shè)計把控要點進(jìn)行探討。

    建筑幕墻設(shè)計要給制作、安裝、監(jiān)理等各方面人員在不經(jīng)任何解釋的情況下能完全看懂，因此，圖紙應(yīng)該完整、詳盡，表達(dá)方式應(yīng)規(guī)范化。部分幕墻工程是由施工企業(yè)自行設(shè)計，圖紙未經(jīng)原結(jié)構(gòu)設(shè)計單位審核，有的雖經(jīng)審核，也只是從總體方案、立面效果上粗審一下，未起到技術(shù)審核把關(guān)作用。因此，設(shè)計圖紙極不規(guī)范，普遍存在設(shè)計圖紙深度不夠、設(shè)計圖紙不全的現(xiàn)象：無施工圖說明和施工要求，缺少節(jié)點大樣圖，缺少預(yù)埋件錨固節(jié)點計算、幕墻龍骨框架在豎向荷載、水平荷載作用下的應(yīng)力變形等計算；避雷、防火、防排水措施不當(dāng)，沒有通過設(shè)計確定幕墻自身避雷接地系統(tǒng)的設(shè)置分布、引出線的材料和截面尺寸與主體結(jié)構(gòu)防雷系統(tǒng)可靠連接，并在設(shè)計圖、大樣圖上標(biāo)注清楚，而直接利用幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接作避雷接地的連接體。設(shè)計圖中沒有標(biāo)出預(yù)埋件位置，忽視三維調(diào)節(jié)處理。另外，有些工程的幕墻設(shè)計滯后于主體工程進(jìn)度，結(jié)構(gòu)上未設(shè)預(yù)埋件，使幕墻與主體結(jié)構(gòu)的連接措施不當(dāng)，影響可靠的連接；還有些工程樓面外緣沒有實體窗下墻，但沒按要求設(shè)置防撞欄桿，所有這些都給幕墻留下了不同程度的質(zhì)量和安全隱患。

    由于建筑幕墻設(shè)計對專業(yè)性要求較高，所以在設(shè)計過程中往往是建筑師先提出設(shè)計思路和設(shè)計效果圖；其次，具體的設(shè)計則由建筑裝飾公司實行組織設(shè)計，表現(xiàn)為不連續(xù)設(shè)計流程特點�，F(xiàn)將結(jié)合實際工作經(jīng)驗將幕墻設(shè)計中比較常見的問題及改善措施總結(jié)如下。

    2.1幕墻整體上應(yīng)注意的設(shè)計要點

    如前所述，幕墻為建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其功能主要包括：承受自重及直接作用于其上的地震作用、風(fēng)荷載等，由于其本身不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)承受的地震或荷載作用，所以幕墻在設(shè)計時要達(dá)到以下幾個要求：（1）它要有一定的剛度、承載能力、穩(wěn)定性和相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力；（2）它的構(gòu)件與立柱、橫梁的連接能可靠地傳遞地震、風(fēng)荷載作用及幕墻構(gòu)件的自重；（3）連接部位主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C25，以確保其與主體結(jié)構(gòu)的連接可靠性；（4）它與錨固的連接必須安全可靠，并適當(dāng)留有余地，特別需要確定其承載力時宜進(jìn)行實物試驗；（5）幕墻與砌體結(jié)構(gòu)連接時，在其主體結(jié)構(gòu)上可作增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)梁柱或鋼筋混凝土，在這里不將輕質(zhì)填充墻作為幕墻結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)考慮，因為其變形能力和承載力都比較�。唬�6）幕墻設(shè)計應(yīng)采取防雨水滲漏性能的措施，尤其是一些設(shè)計有百頁窗及玻璃采光頂?shù)哪粔�工程，�?yīng)特別重視其與周邊聯(lián)結(jié)、壓頂?shù)葮?gòu)造復(fù)雜部位的施工，發(fā)現(xiàn)密封不良、材料性能達(dá)不到要求時及時整改或更換，必要時應(yīng)分層進(jìn)行抗雨水滲漏性能的淋水試驗，杜絕滲漏現(xiàn)象發(fā)生。

    2.2幕墻結(jié)構(gòu)要注意的設(shè)計要點

    （1）幕墻結(jié)構(gòu)一定要有足夠的適應(yīng)及吸收位移能力，這樣才能有效防止因主體結(jié)構(gòu)水平力產(chǎn)生的位移而損壞幕墻構(gòu)件，也留有活動的余地給幕墻構(gòu)件與立柱、橫梁之間；     （2）要讓幕墻在自身平面內(nèi)能有變形能力，可在立柱每層設(shè)置活動接頭，這樣也使立柱上下有活動的可能；（3）上下柱接頭空隙不要小于15mm，以達(dá)到立柱安裝施工的誤差、立柱的溫度變形、主體結(jié)構(gòu)柱子承受豎向荷載的軸向變形的需求；（4）應(yīng)將立柱設(shè)計成軸心受拉或偏心受拉構(gòu)件，其構(gòu)造做法宜選取鉸接節(jié)點在上端懸掛，下端選取可上下變形的節(jié)點形式，從而以減少立柱設(shè)計成完全受壓工作狀態(tài)時對安全的不利影響，同時也防止水平荷載會使其受彎。

    2.3幕墻防雷系統(tǒng)的設(shè)計要點

    為防止或減少雷擊建筑幕墻所發(fā)生的人身傷害和文物、財產(chǎn)的損失，并做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，固此，做好建筑幕墻的防雷措施也越來越重要，建筑幕墻防雷系統(tǒng)的設(shè)計已是當(dāng)今一個重要問題。

    在建筑幕墻的防雷設(shè)計中，應(yīng)充分利用建筑物的接閃器、引下線和接地裝置，將建筑幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網(wǎng)接通，連成一個防雷整體，把建筑幕墻獲得的巨大雷電能量，通過建筑幕墻的防雷系統(tǒng)，迅速地輸送到地下，保護(hù)建筑幕墻免遭雷電破壞的作用。對于第一類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于5m×5m(或6m×4m)；第二類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于10m×10m(或12m×8m)；第三類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于20m×20m(或24m×16m)。幕墻防雷處的接地電阻應(yīng)小于1歐。

    在建筑幕墻設(shè)計時，我門通常是將建筑幕墻頂部女兒墻的蓋板部分，有目的地把它設(shè)計成幕墻接閃器，因為該部分處于建筑幕墻的頂部，常用3mm鋁單板(或4mm鋁塑板)做為蓋板。這樣，幕墻接閃器接受到的雷電流，就可以通過幕墻女兒墻的避雷均壓環(huán)和防雷引下線，安全地把雷電流引到建筑物的防雷網(wǎng)，并導(dǎo)通到接地裝置，達(dá)到避雷的作用。

    2.4幕墻要注意的設(shè)計要點

     （1）幕墻屬于可更換結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限取不小于25年。預(yù)埋件不容易更換，宜按50年考慮。大跨度、大型支承鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限宜按主體結(jié)構(gòu)考慮。

     （2）正確理解和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是成熟經(jīng)驗的總結(jié)，不是對新技術(shù)的展望。規(guī)范并不限制新技術(shù)的應(yīng)用。

     （3）玻璃的安全選用是幕墻設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個關(guān)鍵問題。安全玻璃種類不同，性能也不相同，應(yīng)根據(jù)各個部位的不同要求選用不同的玻璃。

     （4）幕墻節(jié)能已成為我國建筑節(jié)能的重要一環(huán)。幕墻節(jié)能的設(shè)計要考慮在嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和溫和地區(qū)進(jìn)行冬季的保溫設(shè)計，夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)要進(jìn)行夏季的隔熱設(shè)計。設(shè)計時要考慮到中空玻璃的節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單層玻璃。采用斷熱幕墻的結(jié)構(gòu)形式是幕墻建筑節(jié)能的最有效的途徑。 

     綜上所述，幕墻工程的質(zhì)量控制應(yīng)選擇具有資質(zhì)較高、水平較強(qiáng)的設(shè)計和施工專業(yè)公司承接，并嚴(yán)格幕墻工程的設(shè)計審核，設(shè)計人員更要重視幕墻的相關(guān)計算及構(gòu)造設(shè)計規(guī)范，確保幕墻工程的結(jié)構(gòu)安全和重要使用功能。此外，幕墻制造是跨行業(yè)的綜合性技術(shù)，所以無論是設(shè)計還是選用材料、制作和安裝等方面，對幕墻生產(chǎn)全過程要進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制，這樣才能有力地保證幕墻工程的質(zhì)量和安全。