淺析建筑幕墻設計及施工質量控制

文／張濤 北京金第房地產開發有限責任公司 北京 100101

引言：

建筑幕墻的主要功能是整合建筑周圍隔熱和風密裝飾的功能，構建建筑技術與藝術相結合的外墻命名體系，充分利用建筑外墻的功能和審美建筑效果。幕墻的設計應確保能夠承受自重、風荷載和地震荷載等荷載，并保持自身的結構穩定性。但是，與建筑外墻的整體教室結構相比，幕墻有其特殊性。在實際施工中，許多材料處于危險之中，技術要求很高。因此，需要有正確的設計計算、標準化的工藝流程等，支持加工設備和高質量的工程機械。因此，做好幕墻質量控制工作非常重要。中國相關建筑單位和施工隊雖然在幕墻施工方面有一定的經驗和技術水平，但總的來說仍有一些亟待解決的問題。

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、建筑幕墻設計中的常見問題

2.1 預埋件

作為外墻施工的重要組成部分，嵌入件對幕墻施工的整體效果有很大影響。因此，在構建幕墻時，設計者必須首先全面準確地了解和控制項目主體的設計和施工。hrb35、335、400熱軋鋼條等規范可用于預制件，設計人員應根據預制件的具體條件正確計算錨固長度，鍍鋅鋼板可用作水車錨固螺栓的嵌入件值得注意的是，錨定螺栓在錨定螺栓深處的水平位置必須確定，以確保其具有足夠的儲存容量。

2.2 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。

2.3 幕墻與主體如何連接的問題

事實上，幕墻與主體之間的焊接問題，是幕墻與建筑主體連接工程選擇了很多構件，而工程的接縫處只安裝了一個螺釘的重要原因。這種情況下，接頭彎矩過大，鋼筋難以連接。在幕墻與主體建筑的連接處，施工人員應選擇熱鍍鋅鋼接頭，接頭形式為兩排一排。連接方法應注意：玻璃容器與鋁合金柱連接時，應絕緣密封，以減少雙金屬腐蝕的可能性。

3、建筑幕墻結構設計內容

3.1 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。

3.2 針對幕墻防雷的設計要點

按照有關政策的要求，建筑施工期間防雷設計應按照有關規定和標準進行。在某些雷暴天氣中，如果建筑物不是為了防雷而設計的，很容易在建筑物中造成傷亡。進行幕墻防雷規劃時，首先要弄清整個建筑的防雷規劃是否成功，同時要把幕墻的防雷與整個建筑的防雷完美結合起來，防止它們不能協同工作。二是要做好接地網的檢測工作，保證接地，有效保證幕墻的安全。最后，有必要安裝避雷針，防止建筑物因雷擊而損壞。相關部門應與居民用戶良好溝通，普及防雷相關知識，強調安裝避雷針的重要性。

3.3 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1500～2000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。

3.4 體驗方面的優化

除了考慮幕墻的光學效應之外，玻璃幕墻之間的連接設計和室內方向設計的體驗也非常重要。方特假日酒店高度重視乘客的舒適體驗。除了有機結合室內設計之外，還考慮到了玻璃幕墻的柱子和橫梁造成的視線遮擋，避免了周圍捕捉水圈的借用效果。因此，當玻璃幕墻框架的設計遇到結構安全性時，幕墻柱與酒店房間的內壁相結合設計，梁也特別注意乘客坐著或站立時視線的影響。

3.5 加強建筑幕墻人員的設計能力

設計方案的質量可能直接影響整個項目的趨勢，因此選擇工作水平高的人員加入工作以確保工程圖設計的質量是非常重要的。為了加強建筑施工人員的規劃能力，相關負責人可以首先聘請專業人員對設計人員進行培訓和指導，提高他們的專業設計技能。第二，合格幕墻單元可以選擇一些一流的設計人員與專業幕墻設計公司進行交流和研究，這被認為對提高其設計能力非常有用。最后，工人要想做好自己的工作，首先必須磨練工具。設計師還應加強自己的設計能力，積極處理專業設計知識。

3.6 環保節能方面的優化

關于環保節能，考慮到玻璃幕墻的長期效益，方特假日酒店通過采用新技術，大大降低了建筑物的能耗。例如，其玻璃由6 + 12A + 6雙層硬化空心玻璃組成，石材由30 mm花崗巖組成，鋁板由3 mm氟碳粉末玻璃組成，主要結合幕墻空氣的自然循環流動要求，提高幕墻的隔熱性能，確保幕墻的通風和通風在原位得到優化，并將能耗降至最低。關于光電幕墻，需要進行初步投資，以確保全面提高方興未艾假日酒店的長期經濟和生態效益。

4、建筑幕墻施工質量問題

4.1 預埋件處理

幕墻施工過程中，施工人員沒有選擇適合幕墻主體結構的嵌入部件，而是用無法滿足設計要求的膨脹螺釘固定鋼板。嵌入式零件需要調整和提高焊接強度，以使工程質量符合預期要求。此外，如果連接器沖孔位置的邊寬度不符合標準，則鋼板中可能會出現間隙，從而降低后視點的強度。

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 幕墻施工立柱與橫梁的加工和安裝質量問題

柱和梁作為主應力結構，是幕墻施工的重要組成部分。施工人員在處理和安裝立柱梁時，應具備立柱力學方面的知識，并在分析和計算相關參數數據后，與設計人員一起采取相應的施工措施。但是，考慮到實際情況，幕墻的安裝容易受到不確定因素的影響，導致波紋管數據偏離。一旦數據管理存在諸多問題，柱梁的安裝很容易與工程圖紙的設計不兼容。

5、幕墻施工質量控制

5.1 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。

5.2 與主體結構的連接（預埋件）

⑴幕墻系統與建筑主體混凝土結構的連接盡可能通過預埋件形式實現，預埋件位置應準確，并對預埋件進行現場檢驗。因為本項目為既有建筑的加固及裝飾裝修，部分預埋件需采用后置埋件形式。⑵后置埋件采用后切機械錨栓固定，安裝時應與主體加固一同施工。在對穿螺栓（灌植筋膠后穿栓）完成后，將后置埋板與幕墻根部耳板焊接，待耳板安裝完成后由特種施工資質結構補強專業在埋板與鋼筋混凝土及加固構件間加鋼楔，并壓力灌注改性環氧樹脂膠粘劑（同主體加固要求），注意灌注密實。⑶在主體結構梁選定的安裝位置鉆好穿墻螺桿孔，化學錨栓將后置埋件固定在主體結構柱上。鉆孔過程中，需采取可靠措施防止主體混凝土震碎破壞，切勿打斷主體鋼筋，以免對主體結構產生不良影響。⑷現場按施工圖紙復核連接孔位。由于幕墻板塊分隔尺寸的外觀調整或現場誤差的原因，需現場補連接孔位及加強措施。⑸安裝完成后，必須由具有資質的檢測單位對安裝好的后置鋼板化學螺栓進行拉拔試驗，抽檢合格后，才能進行骨架安裝后置鋼板。

5.3 做好幕墻施工質量檢查，確保工程施工問題及時處理

關于高層建筑幕墻的質量控制，有必要建立全過程質量控制方案，嚴格實施相關建筑質量體系，及時進行相關施工階段的質量檢測，確保相關問題得到有效解決。對設計進行具體檢驗時，要注重設計問題：第一，門窗開放的安全性和質量。門窗的金屬部分生銹、破碎、變形、溶解和破損等；第二，結構織物(密封膠)和密封條的安全性和質量。老化、開裂、氣泡和降結構織物、密封帶；第三，玻璃的安全和質量狀況。玻璃破裂、霧狀、排水和絕緣玻璃的形狀等；第四，索賠部件的安全性和質量。玻璃幕墻索賠件的變形、位移、懸掛和損壞、耐腐蝕涂層等；第五，雨水滲漏影響了安全和質量。雨水滲漏的程度各不相同。

5.4 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。

5.5 全方位提升現場參建人員的綜合能力，深化現場施工內容落實效果

施工現場參與者綜合能力的表現將直接影響建筑幕墻項目施工管理的實施。根據目前的建筑情況，建筑包商缺乏安全意識和質量管理意識。從而直接導致網站建設的不良披露和質量缺陷的頻繁發生。為解決這一問題，建議施工單位盡一切努力提高施工現場參與者進行定期培訓和其他活動的能力，做好技術宣傳工作，說明建筑幕墻施工要點及需要每位參與者注意的相關事項，使每位參與者都能了解施工情況，進行準確施工。

5.6 玻璃幕墻安全保證措施

（1）對施工者進行培訓，提高其安全意識，并要讓其在施工期間嚴格遵照施工要求進行施工。（2）在施工場地內要戴好安全帽，高空作業要用安全網和安全帶。因幕墻施工以高空作業為主，所以要做好保護，嚴禁從高處往下拋擲物體。（3）根據規定進行施工，要避免違規施工的情況出現。（4）在施工期間，要對各項施工進行統一調配。（5）對于電工、焊工這樣的特殊工種，施工人員一定要具有專業資格證（市級以上），且在正式參加工作前，還應對工作人員進行培訓。在進行焊接時，要對每個焊接層安排防火監控工作人員，避免因焊渣而引發火災。（6）施工期間，要保證著裝一致，而且在進行高空作業期間，不可穿硬底鞋。

5.7 加大施工全過程監理力度

幕墻施工時，很有必要實行全過程監控。傳統方法通常是事后進行監測。當工程在一個階段完成時，主管人員會前往現場視察，只限于解決現有問題，不能合理地控制和防止質量問題，出現不利于整個工程質量控制過程的延誤。監控工作應滲透幕墻施工的各個環節，實施所有工藝控制，及時解決發現的質量問題，消除隱患。

結束語：

當前我國幕墻工程蓬勃發展，但由于幕墻設計時間短，相關設計人員存在缺陷，監測調查程序不完善，建筑施工與幕墻施工存在差異，競爭手段不合理等缺陷。因此，在進一步發展的過程中，要加強這些方面的工作，相信迄后中國幕墻架構的發展會更好。