淺析建筑幕墻設計及施工質量控制

蔡仁忠

（廈門市建安集團有限公司，福建 廈門 361000）

1 建筑幕墻設計原則

建筑幕墻設計是工程建設的一個組成部分，其設計原則需要遵循建筑設計的原則，在此基礎上，進一步優化，使幕墻滿足當前建筑的使用要求。由于幕墻所處的位置比較特殊，是室外與室內之間的過渡層，因此，設計人員在設計這部分內容時，需要合理設計其結構，使幕墻的外觀效果更好，滿足人們對建筑美感的追求。幕墻設計是建筑設計方案中的關鍵環節，能直觀地體現設計人員的設計理念，幕墻設計工作應建立在建筑設計理念之上。在工程項目中，一些設計人員沒有處理好幕墻設計與建筑設計之間的關系，為了設計方案能在市場上有新意，只追求外觀，在設計過程中忽略了建筑設計的原則，導致建筑不具有實用性能，影響整體設計效果。

2 建筑幕墻結構設計內容

2.1 風荷載設計

高層建筑主要的外力作用就是風荷載。當建筑物處于生存期時，要保證幕墻在風荷載作用下不會造成破壞。根據《建筑結構荷載規范》，基本風壓值為30年一遇，10分鐘平均風壓值。而在設計幕墻時，則應以陣風最大風壓為標準，采用50年一遇的最大風力，10分鐘平均風速需轉換為3秒的陣風風壓。另外，幕墻設計采用風荷載體型系數時，需要考慮風力在建筑物表面分布是否均勻。

2.2 溫度應力設計

年溫度變化（T）是幕墻設計過程中必須充分考慮的因素，其變化程度直接影響溫度應力。溫度應力產生的原因主要有兩種：一是每年夏季的最高氣溫與當年冬季的最低氣溫之差。二是幕墻材料本身具有反射性和吸熱性，為確保安全，考慮溫度應力設定為80℃。

2.3 地震作用力

我國很多地區屬于地震帶，地震發生頻率較高。抗震設防烈度超過6度的地區就占70%以上，大多數大、中城市都會采取防震措施。地震發生時，在劇烈的動力作用下，幕墻構件和連接件會受到不同程度的破壞。為防止震動產生破壞，必須采取有效的措施設防，如加強幕墻的構造措施，使幕墻具有一定的彈性，隨著地震的震動，破壞力會減弱。在常遇地震作用下，與設防烈度相比，要低1.5度，可達到50年一遇，幕墻不會因地震而受到破壞，能保持完好狀態。如果為中震，與設防烈度相比，要高1.5度，為1 500～2 000年一遇，就會造成非常嚴重的破壞，如玻璃破碎等，但建筑的骨架不應脫落或倒塌。為此，對幕墻采取抗震構造措施，可保證設計目標的實現。

3 建筑幕墻結構設計注意事項

幕墻是建筑外圍護結構中的重要組成部分，其在結構運行過程中發揮的主要作用是承受風荷載、自重、溫度、地震等應力。在設計幕墻結構時，應著重設計梁、掛板、柱、玻璃、密封膠及各種連接件等。在此基礎上，還應充分考慮各種荷載對結構的影響，科學、合理地分析這些荷載，真實、客觀地反映幕墻的受力狀態。

3.1 合理選擇幕墻結構方案

幕墻設計方案的選擇應充分考慮其設計的合理性和應用的經濟性，結構類型和結構體系要滿足工程實際需要，且不會消耗大量資源。其中結構體系要受力明確，傳力簡單、快捷，同一結構單元內，不同的結構體系不能混用，無論是平面，還是豎向，都要保證一定的規則性。

3.2 恰當選擇計算簡圖

要根據計算簡圖進行結構計算，若所選的簡圖不恰當，很有可能造成結構安全問題，進而引發事故。所以，選擇計算簡圖的首要條件就是保證結構安全，需要采取一定的構造措施。實際結構的節點不是純粹的剛結點，也不是鉸結點，但與計算簡圖之間存在的誤差不能超過設計允許范圍。

3.3 詳細分析計算結果

目前，普遍應用計算機技術進行結構設計，但由于軟件的種類、功能、質量不同，計算結果也不盡相同。為此，設計人員需要了解程序的適用范圍和所需技術條件。計算機軟件并非完美，有一定的缺陷，如果在應用中不能有效規避，計算結果就會出錯。另外，要正確輸入計算參數，在結構工程師得到電算結果后，要對數據進行詳細分析并校核，保證判斷的合理性。

3.4 構造措施要有針對性

對結構薄弱部位要強化設計，特別是結構連接節點，要保證設計可靠，對鋼結構焊縫、銷軸、耳板、連接板的設計計算要精確，并充分考慮溫度應力造成的影響。另外，對多道防線的設計要防止存在薄弱點，確保極限狀態驗算的正常使用。

4 建筑幕墻設計現狀分析

4.1 對幕墻設計工作不重視

幕墻設計過程中，設計人員工作態度不認真，沒有意識到設計工作對工程的影響，設計時經常出錯，延誤工期。另外，許多工作內容的歸屬也未明確劃分，幕墻設計單位與建筑設計單位就會不斷地交涉工作分工，影響施工進度和施工質量。一些建筑單位為了加快工作速度，在填寫建筑圖紙時，沒有按照相關規定使用專業術語標注內容，如填寫“幕墻單位完成”，結果僅填寫“完成”，這種情況在工作中經常發生，會造成工作秩序混亂。

建筑施工要嚴格按照程序進行，但建筑單位未按規定時間施工，也會對幕墻設計工作造成很大影響。當幕墻設計完成招標開始施工時，由于建筑單位提前施工而打亂幕墻設計工作，出現結構梁柱產品檔次與實際不符的情況，也是建筑成本預算與實際成本支出存在偏差的主要原因，不僅影響施工進度，而且會由于增加結構梁柱等原因而降低幕墻結構的安全性，對人們的生命、財產安全造成危害。

4.2 建筑單位與幕墻設計單位缺乏溝通

建筑工程中普遍存在建筑單位與幕墻設計單位之間溝通障礙問題，如針對玻璃幕墻設計工作，有關單位有明確指示，必須由建筑單位與幕墻設計單位共同完成，但在實際工作中，兩家單位都是將工作分開處理，建筑單位只按工程計劃向幕墻設計單位提出要求，幕墻設計單位在滿足材料和制作設計的基礎上，對工作內容進行設計。當前，建筑工程發展速度緩慢，這與建筑單位缺乏與幕墻設計人員的有效溝通直接相關。

4.3 幕墻施工人員專業水平不高

建筑幕墻設計在建筑工程中比較重要，因此，工作人員在進行相關工作時要特別注意施工細節，這是保證工程質量的重要措施。另外，施工人員的施工技術對幕墻設計效果也有很大影響。在幕墻施工中，施工人員對幕墻技術了解不多，很多工作很難達到建筑規范的要求，這一現象在建筑幕墻施工現場非常普遍。目前，我國建筑幕墻行業的從業人員構成十分復雜，許多非專業人員也參與到建筑幕墻的設計中，他們獲得建筑幕墻知識的渠道主要是學習幕墻參考資料，沒有經過專業培訓，因此，對建筑幕墻專業知識掌握不牢固，在實際工作中容易出現問題，如幕墻設計人員在工作中不能處理好結構計算軟件的參數，會嚴重影響建筑質量和施工進度。另外，一些設計人員在進行幕墻設計時，只是照搬別人的設計，就會在使用過程中與實際情況有偏差，導致建筑施工無法有序進行。

5 幕墻施工質量控制

5.1 加強設計質量控制

設計人員要在明確幕墻設計特點的基礎上進行設計，以保證施工質量。工程施工前必須完成幕墻設計工作，設計人員需在主體結構中設計預埋件結構，以提高結構的安全性，保證結構的穩定性。另外，設計人員要對結構中的支撐件進行工程計算，與建筑單位溝通，解決招標過程前后出現幕墻設計滯后的問題。

5.2 增強施工人員質量意識

為了增強員工對幕墻設計的質量意識，施工單位應對相關人員進行培訓，培訓內容要圍繞幕墻設計的理論知識、專業技能等方面進行。久而久之，員工會意識到幕墻工作的重要性，從而培養了質量意識。

5.3 嚴格控制材料質量

為提高建筑幕墻的安全性，需要對幕墻材料進行科學地分析和選擇。幕墻材料必須符合國家建筑質量的相關要求，確保材料的質量和耐久性。采購人員在購進材料時，要在詳細了解工程技術規范內容的基礎上進行挑選。另外，對建筑幕墻所用的金屬材料也有一定要求，由于玻璃幕墻在功能上的應用，需要對金屬材料進行熱鍍鋅防腐處理。因此，必須嚴格控制工程中引進的材料質量，提高建筑幕墻施工質量。

5.4 加強施工過程質量管理

幕墻設計工作要順利進行，必須加強施工過程的質量管理，主管部門要及時完善質量管理條例，增強幕墻設計工作重要意識，通過質量管理工作確保建筑幕墻的質量。

6 建筑幕墻的弊端及處理措施

建筑幕墻以其獨特的風格被廣泛應用，但也存在著光污染、保溫效果差等缺點，需要通過改進設計，采取科學有效的施工方法和管理方法有效解決。對建筑幕墻的弊端可采取以下措施：

（1）在對光污染的處理過程中，應充分認識到鍍膜玻璃的反射率較高，如果建筑中大面積使用玻璃片，在陽光照射時就會產生反射。要解決高反射率問題，設計時要合理劃分幕墻，合理使用金屬掛板及玻璃幕墻，并結合使用低反射率涂料。我國對這一問題的處理，一般使用金屬掛板、低反射鍍膜玻璃或玻璃幕墻等，可有效解決光污染問題。

（2）解決隔熱性能差的問題，可選擇合適的保溫材料。將高效保溫材料用于金屬板幕墻的內部，可獲得良好的保溫效果。夏季選用的輕質材料導熱系數小，可將外部熱量隔離到室外，冬季選用的保溫材料可起到室內保溫作用。玻璃幕墻要獲得良好的保溫效果，可通過中空玻璃的非導熱性來實現。

7 結語

綜上所述，建筑幕墻質量關系到整個工程質量，要嚴格按照建筑設計原則進行設計，各施工環節相互配合，緊密銜接，嚴格控制施工質量，以保證工程質量，滿足市場對建筑幕墻使用功能的要求。