淺談建筑設計之幕墻設計

鄭建軍

[摘要]為了滿足生態建筑的需要，滿足日益變化的建筑形式，建筑師應該樹立新的設計理念。新技術和新材料已被用于建設高科技生態建筑幕墻，以滿足生態環境和高技術生態建筑的要求。玻璃幕墻、石幕墻、雙幕墻、光電幕墻等應更受歡迎，以減少能量損耗為目標。節能幕墻的設計應在建筑設計中進行，使我們的設計更加創新、安全、高效，使我們的設計能夠更好地造福社會。

[關鍵詞]建筑設計；幕墻設計；結構 文章編號：2095-4085（2018）06-0069-02

能源問題是人類面臨的四大問題之一。在發達國家和發展中國家，玻璃幕墻的能耗占建筑能耗的很大比例，從30%到60%不等。因此，在世界能源問題日益緊迫的今天，建設能源消費正在增加，世界各國都把建設節能視為重中之重。因此，本文對幕墻的節能設計進行了討論和分析。

1 幕墻的結構設計原則

（1）幕墻的主要部件應懸掛或支撐在主結構上。幕墻應根據圍護結構設計，不承擔主體結構的荷載和地震作用。

（2）窗簾墻和其連接部必須具有充分的耐力、剛性、變位，為了避免在負荷、地震、溫度下的過度變形和損傷。

（3）幕墻的非抗震設計，在風的作用下，玻璃不應被破壞，連接器應有足夠的位移能力，使幕墻不會破裂、不會脫落。

（4）抗震設計的幕墻在頻繁的地震中不應損壞。在地震強度的作用下，幕墻在修復后仍可使用。在罕見地震作用下，幕墻骨架不應脫落。

（5）在設計幅幕墻構件時，應考慮重力荷載、風荷載、地震作用、溫度作用和主結構位移的完整性。

2 對于玻璃幕墻設計中的節能策略

2.1 玻璃幕墻材質的選擇

一是要滿足玻璃采光、傳熱和遮陽系數，系數小，冬季保溫好，夏季還可以減少能耗。前者可選擇多層玻璃，并向空氣層注入少量稀有氣體以保持溫暖。后者可選用彩色玻璃、鍍膜玻璃等，以增加散熱量。設計考慮了這兩個因素，并制作了合適的玻璃面板。此外，還需要選擇金屬連接材料。以框式玻璃幕墻為例，表面上的傳熱系數為玻璃幕墻的傳熱系數的加權平均值，應采用傳熱系數接近隱式幕墻，但考慮安全性，明試驗框架更為安全可靠。設計者還需要結合這兩個因素來設計平衡材料作為金屬框架的使用。

2.2 日照采光策略

從建筑組合和建筑朝向的角度設計了陽光照明策略。建筑物的組合是利用建筑物之間的掩蔽關系。這不僅是為了避免因遮擋造成的能量損失，而且還可以合理地利用遮擋關系。首先要使光線朝著建筑物開口的方向，北低南高的建筑組合可以緩解建筑物之間遮擋帶來的自然采光的負面影響。第二，合理設計建筑形式，利用反射源人工制造形成小范圍自然光源能量；第三，考慮到建筑中照明的連接處較弱，照明會更加困難。設計師應該充分利用建筑造型，結合建筑功能進行合理的設計，或者設置一些不太需要照明的空間，這樣我們就可以合理利用空間區域。

2.3 自然風的運用

由于地理位置不同，季風的類型也不同。例如，在夏季，風壓有助于達到適當的通風系統。首先，建筑物的方向應該是夏季季候風的主要方向，并應估計環境因素。第二，為了獲得最大的通風，設計師應該將建筑物的距離設定為建筑物高度的5到7倍。但是當風刮起的時候，前面的建筑就會倒塌。如果建筑物之間的間距足夠大，就會有獨立的空氣流動，后方建筑物的通風將更有效率。然而，間距不是無限的。如果間距大于極限，則風影區將產生后效。1h后，風向風的方向吹來。最后的要求是風速不應小于2～3m/s，這需要設計師仔細檢查設計場地。

2.4 內部空間的設計

盡管玻璃幕墻與建筑物的外部結構有關，但是該空間的內部設計也是有效的。首先是內部空間的設計和使用。設計策略的核心是在建筑物上正確設計開放模型，充分利用自然風，減少對機械風的依賴。根據流體力學的原理，已知建筑物內的通風主要由冷熱空氣壓力差驅動氣流驅動。在充分掌握空氣密度和孔之間的間隙的情況下，可以設計合適的形狀以實現節能策略。

3 結語

隨著材料的不斷創新和技術的發展，玻璃幕墻在結構和外觀上更加靈活和富有創意。這是現代主義建筑的主要特征，是現代城市的標志，是城市經濟技術發展水平的代表。因此，在設計中，既要考慮建筑本身的特點，又要考慮幕墻設計的全過程，材料的選擇、生產和安裝，創造一個更加和諧、美麗、現代的具有中國建筑特色的建筑。

參考文獻：

[1]羅憶，黃圻，劉忠偉.建筑幕墻設計與施工[M].北京：化學工業出版社，2007.

[2]洪雯著.建筑節能：綠色建筑隊亞洲未來發展的重要性[M].北京：中國大百科全書出版社，2008.

[3]李海英.生態建筑節能技術及案例分析[M].北京：中國電力出版社，2007.