幕墻材料及幕墻結構設計分析

倪永

摘要：隨著社會經濟的發展，幕墻已不僅僅用于大中城市的高層和高檔商業建筑，越來越被中小城市的開發商所青睞。具備一定技術實力的制造商，基本能保證有可靠的技術服務，由于廠家隸屬于不同行業，采用不同的標準十分不統一，往往出現一些嚴重安全隱患，對于小城市中不具備技術實力的廠商，安全問題更為嚴重。在建筑物建設‘安全、適用、經濟”的前提下，明確幕墻材性要求和幕墻設計刻不容緩。

關鍵詞：建筑幕墻;材料;設計

中圖分類號：TU973

文獻標識碼：A

文章編號：1674—3024（2019）06—0212—02

1 各類幕墻優缺點

1.1 玻璃幕墻

優點：玻璃幕墻是當代的一種新型墻體，它賦予建筑的最大特點是將建筑美學、建筑功能、建筑節能和建筑結構等因素有機地統一起來，使建筑物從不同角度呈現出不同的色調，隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態的美。

缺點：玻璃幕墻也存在著一些局限性，例如光污染、能耗較大等問題。此外，玻璃幕墻光潔透明的天生麗質并不耐污染，尤其在大氣含塵量較多、空氣污染嚴重、干旱少雨的北方地區，玻璃幕墻極易蒙塵納垢，這對城市景觀而言，非但不能增“光”，反而丟“臉”。由于所用材質低劣和施工質量不高而出現色澤的不均勻和各異的波紋效果，而且由于光反射的不可控制性，導致了光環境的雜亂。

1.2 石材幕墻

優點：天然材質，光亮晶瑩，堅硬永久，高貴典雅，耐凍性好，抗壓強度大。

缺點：笨重的石材做高層建筑外墻的諸多嚴重危險性在建筑業中的招投標尚不完全規范，不少石材幕墻工程是誰的造價最低誰中標，有個別的分包，這樣低價中標，為了不賠錢就要偷工減料。石材幕墻防火性能很差，尤其在高層建筑，火災一般均在室內燃起，樓內的大火會使掛石板的不銹鋼板和金屬結構溫度升高，使鋼材軟化，失去強度，石板將會從高層形成石板“雨”落下，不僅對行人造成危險，也給消防救火造成困難。

1.3 金屬幕墻

優點：金屬幕墻中的鋁板幕墻一直在金屬幕墻中占主導地位，輕量化的材質，減少了建筑的負荷，為高層建筑提供了良好的選擇條件;防水、防污、防腐蝕性能優良，保證了建筑外表面持久長新;較高的性能價格比，易于維護，使用壽命長，符合業主的要求。因此，鋁板幕墻作為一種極富沖擊力的建筑形式，倍受青睞。

缺點：板塊各個固定點的受力不一致會造成面材的變形影響外飾效果，所以板塊的固定方式必須采用定距壓緊的固定方式，保證幕墻表面的平整度。復合型面材材料拆邊處是否有補強措施因復合型面板材料的折邊只保留了正面板材厚度，厚度變薄，強度降低，所以拆邊必須有可靠的補強措施。加強筋的布置距離以及加強筋本身的強度和剛度，必須均滿足要求，以保證幕墻的使用功能及安全性。要注意選擇不同的密封方式，以保證幕墻的防水功能及外飾效果。

2 幕墻各部分材質性能要求分析

2.1 立柱、橫梁材質

立柱、橫梁可以采用鋁型材、鋼型材、鋁合金型材。鋁合金型材的氧化膜厚度不小于AA15級;鋼型材應熱鍍鋅;鋼型材與鋁型材合用時，接觸面應絕緣膠片分隔;焊縫應涂防銹漆。

2.2 幕墻構件材質

2.2.1 玻璃幕墻材質

（1）?建筑幕墻的物理性能等級應按照建筑物所在地區的地理、氣候條件、建筑物高度、建筑物形狀和環境及建筑物的重要性等選定。

（2）?玻璃幕墻的性能一般包括下列項目：a.風壓變形性能;b.雨水滲漏性能;c.空氣滲透性能;d.平面內變形性能;e.保溫性能;f隔聲性能;g.耐撞擊性能。

（3）?幕墻應進行風壓變形、抗空氣滲透、抗雨水滲漏三項基本性能檢驗，根據功能要求還可進行其他性能檢驗。抗風壓變形按50年一遇時風值計算。

（4）?風壓變形性能：指玻璃幕墻風壓變形性能試驗的結果，即玻璃幕墻在風荷載標準值作用下，其立柱和橫梁的相對撓度不應大于L/180（L為立柱和橫梁兩支點間的跨度），絕對撓度不得大于20mm。

（5）?雨水滲漏性能：指玻璃幕墻雨水滲漏性能試驗的結果，即玻璃幕墻在風荷載標準值除以2.25的風荷載作用下不應發生雨水滲漏。在任何情況下，玻璃幕墻開啟部分的雨水滲漏壓力應大于250Mpa。

2.2.2 鋁板幕墻材質

由于鋁板為金屬材料，其與空氣中的氧親和力很高，易生成一層厚度小于0.1mm氧化鋁薄膜，純鋁不能和鹽酸、硫酸、氫氟酸、澳、碘、強堿相接觸，否則將產生化學反應而受到腐蝕。所以，在有上述污染源的環境中不宜采用這種幕墻。鋁沒有低溫脆性，其機械性能不隨溫度下降而降低，反而提高，所以其在寒冷地區適用。

2.2.3 石板幕墻材質

用于石板幕墻的天然石材板應加以挑選，有裂縫、暗傷和明顯崩邊、缺角的板材不得使用，除非人工增強。天然花崗巖板的厚度不宜小于25mm。

3 幕墻的結構設計分析

3.1 保證幕墻設計的整體美觀效果

幕墻主要懸掛或支承在建筑物主體結構的外邊緣，因其具有對建筑主體的維護與美化作用，在現代幕墻設計工作中，首先就必須要求設計人員掌握現代美學、藝術學科、建筑學科等知識并具有一定的運用能力，在保證幕墻整體耐用性與結構強度的基礎上，還要注意保證幕墻設計的整體美觀效果，以及與建筑主體的協調統一性。隨著計算機技術的發展，建筑幕墻行業與國際之間的交流越來越多，建筑幕墻設計在對建筑主體外觀美化的要求也會更高。

3.2 要注意幕墻性能指標設計

幕墻容易受到外部作用力的破壞，因此，在其設計工作中，一定要對幕墻整體結構穩定性與抗震性進行嚴格且合理的設計，強化幕墻的抗震性與穩定性，降低因幕墻設計不合理造成的經濟損失，防止幕墻塌毀造成居住者的生命財產損失。目前，國內幕墻主要以玻璃幕墻與金屬幕墻使用為主，針對不同的建筑幕墻用材，設計具有高穩定性與抗震性的建筑幕墻是設計人員特別要注意的問題之一。除此之外，幕墻設計還必須滿足維護結構所具備的水密性，氣密性，隔聲性能，隔熱保溫性能，節能環保等各項性能指標。

4 結束語

建筑幕墻是實現建筑外觀和功能的決定性載體，其材料及設計是幕墻工程實施的基礎。因此，正確地認識幕墻設計及材料使用，把握新時期幕墻設計的發展方向，對提高行業建筑墻幕設計水平乃至國內的建筑設計水平有著重要的意義。

參考文獻：

[1]張華俐.淺談建筑幕墻設計分析[J].城市建設理論研究，2013（08）.

[2]鄧錦振.建筑幕墻材料及設計探析[J].建筑技術，2011（10）.