淺談建筑設計之幕墻設計

摘要：隨著世界經濟的飛速發展，全球能源危機日益嚴重。與生活息息相關的建筑，將繼續沿著節能環保的方向演化。幕墻作為建筑有機組成部分，經過多年跨越式的發展，在美觀、節能、經濟等方面均表現得出類拔萃，它已成為建筑外立面設計的首選。

關鍵詞：建筑設計；幕墻設計；建筑節能；玻璃幕墻

一、引言

當你走在繁華的都市，呼吸著城市的現代化氣息，沐浴著現代建筑帶給你的無窮享受，你是否意識到建筑已不再是純粹的鋼筋混凝土，高效的現代化幕墻已成為城市不可或缺的組成部分，幕墻設計成為建筑設計不可忽略的重要方面。

二、為什么建筑設計宜優先選用建筑幕墻

建筑具有實用、安全、美觀、經濟等特點，而建筑幕墻作為建筑的重要組成部分，具備的優點有：安全可靠、造型美觀、經濟節能、易于維護等。

1、建筑設計首選幕墻之安全可靠

傳統建筑設計通常采用混凝土或磚石結構與窗戶相結合的形式。建筑幕墻是建筑物不承重的外圍護結構，通常由面板（玻璃、石材等）和支承結構（鋁龍骨、鋼結構等）組成。幕墻龍骨的上端掛接在主體結構上，龍骨可相對主體有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔主體結構所受荷載作用。基于幕墻的這個特點，相比窗戶的低抗震性，幕墻具有同建筑主體結構相同的優越抗震性能。幕墻良好的抗震性，在汶川大地震中體現得淋漓盡致，震區的窗戶大量損毀，而幕墻卻基本完好無損，可見幕墻具有優于窗戶的安全可靠性。

在進行建筑設計時，幕墻設計應遵循“大震不倒、中震可修、小震不壞”的設計原則。應充分考慮在正常使用條件下的重力荷載、風荷載、雪荷載、地震作用、溫度作用和主體結構位移等因素對幕墻的影響，并采用合理的設計安全系數，以滿足建筑功能合理的使用需求。

2、建筑設計首選幕墻之造型美觀

建筑是一種藝術，是人類對美的追求形式。是功能與形式、藝術與科技的統一，其多樣性的美感通過人的視覺體驗得以實現。因建筑物具有持久性和耐久性，迫使建筑師最大限度地去尋找單純、簡潔的藝術形式，以適應各時期人們不斷變化的審美和使用需求。既要實現功能性和實用性，又需構造持之以久的建筑美感。建筑設計進行合理的幕墻設計，即可迎合以上需求的實現。

屹立于中國首都北京的著名建筑，皆融入了現代化的幕墻設計理念，這些超脫的設計理念，實現了用一般建筑結構難以實現的夢想。如：2008奧運場館(鳥巢和水立方)、中央電視塔新址、國貿三期等北京地標建筑，幕墻讓建筑師實現了中國建筑世界的奧林匹克夢想，留給世人享譽全球的新地標。以造型奇特的中央電視塔新址尤為壯觀，兩座塔樓雙向內傾斜，由“L”形懸臂結構連為一體，建筑外表面的單元式玻璃幕墻造型獨特、結構新穎、新技術含量高。大樓獨特的造型，用傳統的混凝土結構很難實現，建筑師采用了鋼結構+單元式幕墻的形式，立面由大面積玻璃幕墻與菱形鋼網格結合而成，展現出獨特的外觀造型，營造了舉世矚目的建筑美感。

建筑形象的好壞受其外觀造型及外立面效果的影響，而建筑幕墻立面具有很強的觀賞性，幕墻逐漸成為現代主義建筑的主要特征，是現代化都市的標志。建筑設計時應在實用性、功能性的基礎上，最大限度地表現出建筑幕墻外觀的單純、簡潔而和諧的藝術美，提高建筑物的使用和觀賞價值，在設計工作中具有非常重要的實際意義。

3、建筑設計首選幕墻之高效節能

傳統的建筑外保溫采用混凝土結構+聚苯板等作為保溫隔熱材料，窗戶洞口較小，所耗建筑材料(水泥、砂漿)和人工較多，建筑主體自重荷載大。導致鋼筋含量較大，主體的地基基礎成本大，且對地基地質要求苛刻。事實證明，建筑幕墻是迄今為止最理想的建筑外墻產品，安全可靠、自重輕可減輕建筑自重、降低建造成本，實現經濟節能。

3.1、建筑設計首選幕墻之優越采光性

眾所周知，現代建筑越來越強調建筑節能，幕墻良好的采光性能，不僅能滿足基本的采光需要，而且能夠減少白晝時非自然采光能耗。

在建筑設計考慮幕墻采光性能時，為了能達到理想的采光和節能效果，玻璃幕墻通常非采光要求的位置采用透光折減系數不低于0.20的玻璃，有采光功能要求的部位采用透光折減系數不低于0.45的玻璃。與此同時，需要考慮進行防光污染設計，采用反射比不大于0.30的玻璃作為幕墻面板材料。

3.2、建筑設計首選幕墻之環保節能

建筑的幕墻節能設計主要是指通過幕墻的構造設計、材料選用等措施，使建筑物在使用過程中，以盡量少的能量消耗而獲得理想的溫度環境和光線環境的過程。據國家建設部有關部門統計，我國建筑能耗約占全國總能耗的25%，在建筑建造能耗和使用過程中的運營能耗之中，運營能耗占據絕大部分，而門窗散失的能耗占建筑運營能耗的51%左右，由此可見，幕墻節能設計對于建筑節能的成效具有非常重要的作用和影響。

建筑設計采用幕墻作為建筑外墻，在節能、防結露方面宜設計隔熱型材，玻璃采用低輻射LOW-E中空玻璃。幕墻層間或其他費透明部分的面材后面設置傳熱系數較低保溫巖棉作為保溫隔熱材料。建筑常用主要材料的導熱系數λ[W/(m?K)]：

鋼筋混凝土：1.74；擠塑聚苯板：0.03；巖棉類：0.045；平板玻璃：0.76；混凝土空心砌塊墻：0.79

據上數據分析不難得出，建筑幕墻一般采用玻璃(透明部分)和巖棉(非透明部分)的導熱系數遠遠低于混凝土、鋼材、石材等材料，減少混凝土和砌塊墻面積，增大玻璃的面積，不僅能節約建造成本，而且節能效果更突出。

三、結束語

秉承現代建筑設計的宗旨，滿足人類居住、辦公等使用需求為前提，作為一名建筑設計師，有責任改善生態環境，倡導社會發展高技術生態建筑，在建筑設計中采用高效節能幕墻，是設計具有中國特色的可持續發展建筑的必然選擇。

為了既能滿足生態建筑的要求，又能滿足日益新穎變化的建筑表現形式，建筑師應樹立新的設計理念。采用新技術、新材料營造高技術生態建筑幕墻來滿足生態環境和高技術生態建筑的要求。應更多的推廣和設計采用玻璃幕墻、石材幕墻、雙層幕墻以及光電幕墻，采用真空玻璃面板等，降低能源損耗。建筑設計應進行節能幕墻設計，使我們設計出的建筑更加新穎、安全、節能，讓我們設計出的建筑更好的造福社會。

參考文獻：

[1].《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003

[2].《民用建筑設計通則》GB50352-2005

[3].《辦公建筑設計規范》JGJ67-2006

[4].《建筑幕墻》GB/T21086-2007

[5].《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》JGJ/T151-2008