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【摘 要】 建筑幕墙早在一百多年之前就开始应用，但是由于经济发展水平的制约，施工材料以及施工工艺水平还是很低。随着经济水平的不断发展，建筑工程质量的不断提升，施工技术以及施工工艺、建筑材料的不断提升，建筑幕墙开始了广泛的应用，很多城市的大中型建筑在外围结构中构建的幕墙。建筑幕墙就是建筑外围的围护结构，构成结构的材质有金属、玻璃、石材等，借助金属构建悬挂在建筑外围结构上面，对建筑物同时也起到装饰作用，这也是幕墙得到广泛应用的一个重要原因之一。建筑幕墙在实践中已经有了不错的发展，但是在设计以及施工环节把握没有到位，有一些建筑幕墙玻璃破裂、漏水，影响建筑整体的施工质量，对于建筑工程企业的形象造成影响，因此，做好幕墙设计对于建筑工程来说很重要。
【关键词】 建筑幕墙；优化设计；技术探讨
引言：
随着我国城镇化建设的快速发展，城市建筑在功能性、实用性和节能环保等方面的要求越来越突出，建筑幕墙的出现则正好满足了很多使用功能的需求。建筑幕墙的形式与功能的多样性使得建筑具有了更多的美观和实用效用，因此，建筑幕墙的使用越来越广泛。在现代化建筑中各种形式和结构的幕墙对于建筑的整体结构在力学性能和安全性能等方面，对其结构设计提出了很高的要求，同时，在幕墙的结构设计中还要兼顾经济性和美观效果。但在实际施工设计中，由于各种设计因素和施工因素的影响，很多幕墙结构设计中存在着诸多不足，如采光、安全性、节能性等方面，影响着建筑的安全与质量，整体效果上达不到预期设计目的，这就需要在建筑幕墙的设计过程中认真研究其结构选型及外在体现的效果，从而满足建筑幕墙的设计需求。
1、幕墙设计的作用和原则
1.1幕墙设计工作范围与责任
对于建筑幕墙的设计范围，建设部门已经颁布了暂行的《建筑幕墙工程设计专项资质分级标准》，其中规定：“本标准适用于建筑外围护结构的玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙、组合幕墙以及采光顶建筑幕墙工程，其他类型的建筑幕墙可参照本规定执行”。给出的规定可以看出幕墙设计的范围是组合幕墙以及采光顶部分。不过实际的幕墙设计工作中，其范围已经超出了规定的范围，还包括如建筑门窗，遮阳系统、金属墙面、金属屋面、玻璃屋面、隔断、各种装饰架构等。
1.2幕墙设计的原则
建筑幕墙的设计原则与建筑设计整体性是保持一致的，作为室内向室外的过渡层，建筑幕墙设计作为可观赏的结构，是体现建筑设计的风格与理念的重要体现，因此，在幕墙设计的时候，首先要传达建筑设计理念。在某种程度上可以这么说，建筑幕墙设计与建筑设计的成败是一致的，可以看出建筑幕墙对于建筑整体质量与外观的影响是有多么的重要。建筑幕墙设计的根本是服从于建筑设计，但是各类幕墙产品种类那么多，如果在设计中生硬的套用各类的幕墙产品，设计出来的建筑不能成为建筑精品，因此，设计的同时，要考虑到使用什么样的产品，既符合质量要求，同时也能提高建筑的艺术性。
1.3服从法规规范要求
幕墙的设计与施工除了要与建筑设计施工保持一致性之外，作为建筑的围护结构，幕墙设计使用的安全性也是重点，相关法律法规对于幕墙技术已经有了具体规定，设计一定要遵循法律法规中的规范要求，保证设计、施工技术水平的基础上，符合行业规范标准。
2、建筑幕墙设计要点控制
2.1幕墙整体设计要点
建筑幕墙在建筑外围结构中起到重要的作用，扮演着除了装饰的作用，很大程度上是要发挥其功能作用，一般除了承受本身的自重，还要对地震以及风力作用起到阻碍作用，但是其实幕墙本身是不用承担建筑主体因地震以及风力荷载产生的作用。
2.2幕墙结构的设计要点
建筑幕墙的结构设计时，要与主体结构之间留有一定的位移量和空间。在设计施工的时候留有一定的位移量是为了防止建筑主体水平位移会对幕墙结构造成破坏。
2.3幕墙防雷设计的要点
建筑幕墙安装防雷设施是为了避免雷击造成人身伤害以及财产损失。建筑幕墙的防雷设计方案设计非常重要。当前幕墙防雷设计中面临重要的一个问题就是防雷系统的安全合理性。幕墙防雷系统的设计要考虑到建筑主体本身的防雷设备与幕墙立柱与横梁以及建筑本身防雷系统充分连接在一起，以便建筑幕墙与建筑防雷系统就可以建成一个完整的防雷网。
2.4幕墙设计应注意的事项
建筑幕墙所有的部件是可以更换的，在进行幕墙结构设计的时候，要考虑到建筑幕墙部件的使用年限，便于更换的部件使用年限一般是二十五年左右，不便更换的部件一般的使用年限是五十年左右。一些建筑的幕墙跨度较大，因此，设计一定要考虑到建筑主体的使用年限在进行设计。目前使用广泛的就是玻璃幕墙，但是玻璃幕墙的材质种类不同，在进行选择的时候，根据不同工程的需要选择适合的玻璃幕墙材料。
3、建筑幕墙的结构设计内容
幕墙结构是现代建筑的一种新型结构型式，由于它兼具了美观和实用等功能，在实际的设计中以简洁、轻便为主要表现形式，所以在设计中必须要注意其结构的安全性和功能特性。在建筑幕墙的结构设计中，需要注意以下几点问题：
a）幕墙结构是建筑物外观结构的一部分，它必须在满足美观和实用功能的同时，根据幕墙结构的功能需求，对其构件的设计充分考虑使用要求和足够的强度、刚度，即在外力作用下的变形性的稳定范围。当然有时某些结构的设计需要根据需求偏向于某一方面的设计要求，但必须是在安全的前提下进行。
b）设计过程中，要考虑幕墙所可能承受的各种载荷，根据建筑物所处环境与建筑物结构形状分析可能的风载荷、雪载荷、重力载荷，还要根据当期气候条件分析温度变化或自然灾害可能带来的载荷影响，以及这些载荷变化带来的幕墙结构外形的变化，充分设计幕墙结构的承载能力，保证结构的安全性。
c）幕墙结构的设计中还需要根据结构的功能条件和载荷设计能力，合理取值，优化结构的经济指标。避免在设计中片面强调经济性而忽略了安全性能，也要避免过度浪费。 在建筑物的幕墙结构设计中，在遵循以上设计原则基础上进行幕墙结构设计，全面考虑设计需求，确定结构设计的主要内容：
a）幕墙结构设计方案的优选。需要根据幕墙面板的布置及其分格，确定幕墙主体结构的支撑（楼层及梁柱、屋面结构等）、边界条件、结构形式要求等，设计幕墙结构的最佳结构形式，如索结构、钢结构、单杆结构、玻璃结构、析架结构、或组合结构等。
b）结构材料的设计选择方案。材料选择时要考虑结构的受力要求、施工条件等因素，同时考虑施工成本的经济性，以此制定材料类型、型号、数量等，并编制施工条件和要求。
c）幕墙结构设计的计算。设计中的计算是对结构承载安全系数、结构外观尺寸等，根据构造要求来进行的，包括节点极限状态的验算、温度应力计算、结构尺寸校核等。
4、建筑幕墙结构设计的优化措施分析
建筑幕墙结构设计是一项非常繁琐的设计工作，它往往涉及很多复杂的应力计算和安全设计，在保证安全、美观、经济的前提下，进行优化设计方案，是建筑幕墙结构设计的主要工作。建筑幕墙结构的设计中，根据施工条件和建筑要求，可以进行以下设计优化措施：
4.1安全性优化
幕墙结构的安全性设计除了要满足结构承载负荷的要求之外，整个建筑结构的安全性也是与之相关的，幕墙结构的安全性优化除了需要满足结构的可靠性之外，还要充分考虑采光顶的消防设计。较大型的玻璃采光顶，必须使用耐火极限不低于0.25h的三级耐火级的吊顶，同时满足结构防火的要求，其他如防雷、防高空坠物、防冰雹等设计要求，在抗震设计中，玻璃幕墙的镶嵌深度要保证可靠固定。重点做好各构件连接点的设计优化，幕墙结构消防安全通道的影响布置也很重要。
4.2载荷优化
建筑幕墙的设计中，结构的载荷设计需要根据结构的形式和材料选择来计算最为安全的载荷极限，比如对封闭式的建筑物，幕墙载荷按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
4.3采光、保温等功能优化
建筑幕墙的结构设计不仅仅是对建筑物的美观设计，同时，幕墙结构带来的采光和保温等实用功能才是幕墙结构得以快速发展的主要功能，而保温隔热和采光有时其功能会发生冲突，如玻璃幕墙的采光效果好，但保温隔热差，因此，选择不同传热系数的玻璃，采用隔热断桥铝型材作为框架结构，同时优化密封方式，采用双层幕墙，相对于单层传统幕墙，在采暖时可以节省能源约40%-50%，制冷时可以节约能源约40%-60%。
4.4结构经济性优化
结构设计的经济性需要根据幕墙结构的面板布置以及主体结构的支撑等条件，考虑结构型式的经济合理性，在对载荷与结构尺寸要求的计算上，合理的选择最佳方案，避免设计尺寸过大或性能条件取值过高而造成材料浪费。在结构型式上尽量采用结构简单的简支梁或双支点梁结构，合理利用材料的力学性能，提高结构的可靠性，实现成本控制。
5、结语
实践证明，建筑物的幕墙结构对于提高建筑物的美观、实用功能具有十分重要的意义，对于其结构设计的优化，在安全设计、载荷优化、实用功能优化和结构经济性优化等方面，采取的优化设计，能够实现幕墙结构的低成本、节约能源、安全可靠、舒适实用等目的，这也将是现代建筑施工中的主要目标。
参考文献：
[1]相敏忠.建筑门窗与建筑幕墙设计发展的集合性探讨[J].现代装饰（理论），2012，02：108.
[2]童建钧，李智文.建筑幕墙施工安全管理与事故防范措施[J].经营管理者，2012，12：304.
[3]王亚娥.试论建筑幕墙行业成本控制的有效策略[J].科技风，2012，05：154.
[4]魏晓钰.控制建筑幕墙造价的有效措施研究[J].现代商贸工业，2012，16：118.
[5]麦华健.民用建筑幕墙防火设计关键问题的探讨[J].现代装饰（理论），2012，07：172-173.
[6]麦华健.建筑幕墙防雷设计的新规范应用探讨[J].门窗，2012，06：1-3.
[7]刘传伟.建筑幕墙节能原理及其特点浅析[J].才智，2012，20：21.
[8]朱京飞.对建筑幕墙设计问题的探讨[J].现代装饰（理论），2012，06：151.
[9]刘秀凤.建筑幕墙风压变形性能的检测[J].门窗，2012，07：47-48.
[10]程福顺.有关110kv变电站电气自动化应用探究[J].电子世界，2012，15：57.
【关键词】 建筑幕墙；优化设计；技术探讨
引言：
随着我国城镇化建设的快速发展，城市建筑在功能性、实用性和节能环保等方面的要求越来越突出，建筑幕墙的出现则正好满足了很多使用功能的需求。建筑幕墙的形式与功能的多样性使得建筑具有了更多的美观和实用效用，因此，建筑幕墙的使用越来越广泛。在现代化建筑中各种形式和结构的幕墙对于建筑的整体结构在力学性能和安全性能等方面，对其结构设计提出了很高的要求，同时，在幕墙的结构设计中还要兼顾经济性和美观效果。但在实际施工设计中，由于各种设计因素和施工因素的影响，很多幕墙结构设计中存在着诸多不足，如采光、安全性、节能性等方面，影响着建筑的安全与质量，整体效果上达不到预期设计目的，这就需要在建筑幕墙的设计过程中认真研究其结构选型及外在体现的效果，从而满足建筑幕墙的设计需求。
1、幕墙设计的作用和原则
1.1幕墙设计工作范围与责任
对于建筑幕墙的设计范围，建设部门已经颁布了暂行的《建筑幕墙工程设计专项资质分级标准》，其中规定：“本标准适用于建筑外围护结构的玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙、组合幕墙以及采光顶建筑幕墙工程，其他类型的建筑幕墙可参照本规定执行”。给出的规定可以看出幕墙设计的范围是组合幕墙以及采光顶部分。不过实际的幕墙设计工作中，其范围已经超出了规定的范围，还包括如建筑门窗，遮阳系统、金属墙面、金属屋面、玻璃屋面、隔断、各种装饰架构等。
1.2幕墙设计的原则
建筑幕墙的设计原则与建筑设计整体性是保持一致的，作为室内向室外的过渡层，建筑幕墙设计作为可观赏的结构，是体现建筑设计的风格与理念的重要体现，因此，在幕墙设计的时候，首先要传达建筑设计理念。在某种程度上可以这么说，建筑幕墙设计与建筑设计的成败是一致的，可以看出建筑幕墙对于建筑整体质量与外观的影响是有多么的重要。建筑幕墙设计的根本是服从于建筑设计，但是各类幕墙产品种类那么多，如果在设计中生硬的套用各类的幕墙产品，设计出来的建筑不能成为建筑精品，因此，设计的同时，要考虑到使用什么样的产品，既符合质量要求，同时也能提高建筑的艺术性。
1.3服从法规规范要求
幕墙的设计与施工除了要与建筑设计施工保持一致性之外，作为建筑的围护结构，幕墙设计使用的安全性也是重点，相关法律法规对于幕墙技术已经有了具体规定，设计一定要遵循法律法规中的规范要求，保证设计、施工技术水平的基础上，符合行业规范标准。
2、建筑幕墙设计要点控制
2.1幕墙整体设计要点
建筑幕墙在建筑外围结构中起到重要的作用，扮演着除了装饰的作用，很大程度上是要发挥其功能作用，一般除了承受本身的自重，还要对地震以及风力作用起到阻碍作用，但是其实幕墙本身是不用承担建筑主体因地震以及风力荷载产生的作用。
2.2幕墙结构的设计要点
建筑幕墙的结构设计时，要与主体结构之间留有一定的位移量和空间。在设计施工的时候留有一定的位移量是为了防止建筑主体水平位移会对幕墙结构造成破坏。
2.3幕墙防雷设计的要点
建筑幕墙安装防雷设施是为了避免雷击造成人身伤害以及财产损失。建筑幕墙的防雷设计方案设计非常重要。当前幕墙防雷设计中面临重要的一个问题就是防雷系统的安全合理性。幕墙防雷系统的设计要考虑到建筑主体本身的防雷设备与幕墙立柱与横梁以及建筑本身防雷系统充分连接在一起，以便建筑幕墙与建筑防雷系统就可以建成一个完整的防雷网。
2.4幕墙设计应注意的事项
建筑幕墙所有的部件是可以更换的，在进行幕墙结构设计的时候，要考虑到建筑幕墙部件的使用年限，便于更换的部件使用年限一般是二十五年左右，不便更换的部件一般的使用年限是五十年左右。一些建筑的幕墙跨度较大，因此，设计一定要考虑到建筑主体的使用年限在进行设计。目前使用广泛的就是玻璃幕墙，但是玻璃幕墙的材质种类不同，在进行选择的时候，根据不同工程的需要选择适合的玻璃幕墙材料。
3、建筑幕墙的结构设计内容
幕墙结构是现代建筑的一种新型结构型式，由于它兼具了美观和实用等功能，在实际的设计中以简洁、轻便为主要表现形式，所以在设计中必须要注意其结构的安全性和功能特性。在建筑幕墙的结构设计中，需要注意以下几点问题：
a）幕墙结构是建筑物外观结构的一部分，它必须在满足美观和实用功能的同时，根据幕墙结构的功能需求，对其构件的设计充分考虑使用要求和足够的强度、刚度，即在外力作用下的变形性的稳定范围。当然有时某些结构的设计需要根据需求偏向于某一方面的设计要求，但必须是在安全的前提下进行。
b）设计过程中，要考虑幕墙所可能承受的各种载荷，根据建筑物所处环境与建筑物结构形状分析可能的风载荷、雪载荷、重力载荷，还要根据当期气候条件分析温度变化或自然灾害可能带来的载荷影响，以及这些载荷变化带来的幕墙结构外形的变化，充分设计幕墙结构的承载能力，保证结构的安全性。
c）幕墙结构的设计中还需要根据结构的功能条件和载荷设计能力，合理取值，优化结构的经济指标。避免在设计中片面强调经济性而忽略了安全性能，也要避免过度浪费。 在建筑物的幕墙结构设计中，在遵循以上设计原则基础上进行幕墙结构设计，全面考虑设计需求，确定结构设计的主要内容：
a）幕墙结构设计方案的优选。需要根据幕墙面板的布置及其分格，确定幕墙主体结构的支撑（楼层及梁柱、屋面结构等）、边界条件、结构形式要求等，设计幕墙结构的最佳结构形式，如索结构、钢结构、单杆结构、玻璃结构、析架结构、或组合结构等。
b）结构材料的设计选择方案。材料选择时要考虑结构的受力要求、施工条件等因素，同时考虑施工成本的经济性，以此制定材料类型、型号、数量等，并编制施工条件和要求。
c）幕墙结构设计的计算。设计中的计算是对结构承载安全系数、结构外观尺寸等，根据构造要求来进行的，包括节点极限状态的验算、温度应力计算、结构尺寸校核等。
4、建筑幕墙结构设计的优化措施分析
建筑幕墙结构设计是一项非常繁琐的设计工作，它往往涉及很多复杂的应力计算和安全设计，在保证安全、美观、经济的前提下，进行优化设计方案，是建筑幕墙结构设计的主要工作。建筑幕墙结构的设计中，根据施工条件和建筑要求，可以进行以下设计优化措施：
4.1安全性优化
幕墙结构的安全性设计除了要满足结构承载负荷的要求之外，整个建筑结构的安全性也是与之相关的，幕墙结构的安全性优化除了需要满足结构的可靠性之外，还要充分考虑采光顶的消防设计。较大型的玻璃采光顶，必须使用耐火极限不低于0.25h的三级耐火级的吊顶，同时满足结构防火的要求，其他如防雷、防高空坠物、防冰雹等设计要求，在抗震设计中，玻璃幕墙的镶嵌深度要保证可靠固定。重点做好各构件连接点的设计优化，幕墙结构消防安全通道的影响布置也很重要。
4.2载荷优化
建筑幕墙的设计中，结构的载荷设计需要根据结构的形式和材料选择来计算最为安全的载荷极限，比如对封闭式的建筑物，幕墙载荷按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
4.3采光、保温等功能优化
建筑幕墙的结构设计不仅仅是对建筑物的美观设计，同时，幕墙结构带来的采光和保温等实用功能才是幕墙结构得以快速发展的主要功能，而保温隔热和采光有时其功能会发生冲突，如玻璃幕墙的采光效果好，但保温隔热差，因此，选择不同传热系数的玻璃，采用隔热断桥铝型材作为框架结构，同时优化密封方式，采用双层幕墙，相对于单层传统幕墙，在采暖时可以节省能源约40%-50%，制冷时可以节约能源约40%-60%。
4.4结构经济性优化
结构设计的经济性需要根据幕墙结构的面板布置以及主体结构的支撑等条件，考虑结构型式的经济合理性，在对载荷与结构尺寸要求的计算上，合理的选择最佳方案，避免设计尺寸过大或性能条件取值过高而造成材料浪费。在结构型式上尽量采用结构简单的简支梁或双支点梁结构，合理利用材料的力学性能，提高结构的可靠性，实现成本控制。
5、结语
实践证明，建筑物的幕墙结构对于提高建筑物的美观、实用功能具有十分重要的意义，对于其结构设计的优化，在安全设计、载荷优化、实用功能优化和结构经济性优化等方面，采取的优化设计，能够实现幕墙结构的低成本、节约能源、安全可靠、舒适实用等目的，这也将是现代建筑施工中的主要目标。
参考文献：
[1]相敏忠.建筑门窗与建筑幕墙设计发展的集合性探讨[J].现代装饰（理论），2012，02：108.
[2]童建钧，李智文.建筑幕墙施工安全管理与事故防范措施[J].经营管理者，2012，12：304.
[3]王亚娥.试论建筑幕墙行业成本控制的有效策略[J].科技风，2012，05：154.
[4]魏晓钰.控制建筑幕墙造价的有效措施研究[J].现代商贸工业，2012，16：118.
[5]麦华健.民用建筑幕墙防火设计关键问题的探讨[J].现代装饰（理论），2012，07：172-173.
[6]麦华健.建筑幕墙防雷设计的新规范应用探讨[J].门窗，2012，06：1-3.
[7]刘传伟.建筑幕墙节能原理及其特点浅析[J].才智，2012，20：21.
[8]朱京飞.对建筑幕墙设计问题的探讨[J].现代装饰（理论），2012，06：151.
[9]刘秀凤.建筑幕墙风压变形性能的检测[J].门窗，2012，07：47-48.
[10]程福顺.有关110kv变电站电气自动化应用探究[J].电子世界，2012，15：57.