摘要:幕墙是从室内空间到室外空间的过渡层,是可供观赏的外表,是体现建筑设计外观、传达建筑设计理念的基础。因此,幕墙设计是建筑设计的重要环节之一。本文从我国建筑的幕墙设计现状出发,分析建筑幕墙设计中存在的几点问题,并提出相关建议,仅供同行参阅。
关键词:建筑幕墙;设计;建议
幕墙设计作为建筑外立面设计的重要环节,为了满足维护结构功能和建筑装饰功能,需严格遵循幕墙设计的基本原则,合理的选择幕墙系统和分格,重视幕墙设计的主要事项,进而更完美的实现建筑的功能需求。
1幕墙设计的原则
1.1环保节能原则
现代幕墙不再仅仅是一种装饰或简单的外维护结构,而是更加深入地成为整个大厦的有机组成部分,更多地参与整个大厦的功能建设。其对于整个大厦的环保节能性能的影响,已达到至关重要地步,幕墙的环保节能程度成为人们衡量幕墙品质的重要指标。
1.2造型美观原则
建筑是一种凝固的艺术;是人类对美的追求形式;是功能与形式、艺术与科技的统一。建筑多样性的美感通过人的视觉体验得以实现。因建筑物具有持久性和耐久性,促使建筑师最大限度地去寻找单纯、简洁的艺术形式,以适应各时期人们不断变化的审美和使用需求。既要满足功能性和实用性,又需实现构造持之以久的建筑美感。建筑设计中加入幕墙元素即可迎合以上需求的实现。 已建的2008奥运场馆(鸟巢和水立方)、中央电视塔新址、国贸三期等北京地标建筑,独特的幕墙造型风格与新颖的结构形式、高超技术造诣融为一体,让建筑师实现了中国建筑世界的奥林匹克梦想,留给世人享誉全球的新地标建筑。
1.3安全可靠原则
幕墙作为建筑物的一种外维护结构形式,长时间承受着风荷载、雪荷载、自重荷载、温度应力荷载等荷载交替作用,亦可能经受地震的考验。在设计使用寿命周期内,幕墙应是安全可靠的。因此,幕墙设计应遵循“大震不倒、中震可修、小震不坏”的设计原则。应充分考虑在正常使用条件下的重力荷载、风荷载、雪荷载、地震作用、温度作用和主体结构位移等因素对幕墙的影响,并采用合理的设计安全系数,满足建筑功能的使用需求。
1.4经济性原则
在充分保证以上原则的基础上,需进一步考虑幕墙的经济性、效益性,提高幕墙的性价比,保证资金投向合理。在满足国家规范的基础上,如何选择材料显得至关重要,只有巧妙地、合理地发挥各种材料的特性,才能产生最佳的效益。
1.5技术先进、创新原则
随着与幕墙设计有关的新材料、新技术的发明和出现,优秀的设计师应随时关注行业发展动态,及时更新自我知识体系,在条件允许的情况下采用新技术、新材料来完善、提高设计水准。如今,能否及时采纳最新幕墙设计的优秀成果也成为衡量一个公司实力的重要标准。
2建筑幕墙设计存在的问题
2.1设计图纸不规范
目前设计中存在设计单位参差不齐,部分幕墙工程无正规设计文件及依据,幕墙设计由施工单位完成,但设计图没有送交甲方审核或交由甲方审核后层面比较浅显(主要是审核总体方案、立面效果)的现象,没有进行深入的技术审核。另外,图纸还普遍存在技术深度不够、设计内容不全面的现象:缺少施工图解释及节点大样图,缺少预埋件锚固节点计算、幕墙龙骨框架竖向荷载、水平荷载作用下的应力变形计算等等。
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2.2设计滞后,造成幕墙工程施工的困难
当前,大部分建设单位对建筑幕墙设计的重要性认识不足,没有充分考虑幕墙工程的特殊性,在工程开工后主体工程施工需预埋埋件时,才启动幕墙工程的招标工作。 幕墙设计的滞后,往往造成额外增加结构的梁、柱用量,被动采用后置埋件,降低选用产品的档次等问题出现。这些问题不仅对工程成本的投入和幕墙系统的安全性有影响,也不利于建筑幕墙设计水平的提高。 另外,有出现因建筑设计单位与专业幕墙设计公司在设计内容上的分工、责任不明确,未按规范规定提供设计意图和要求,在建筑设计图纸上只注明“由幕墙公司完成设计”的备注,增加了幕墙公司的设计工作量,同时也增加了主体施工单位、建筑设计单位、幕墙公司在施工中的协调工作量,不利于工程的顺利进展。
2.3幕墙设计与建筑设计不同步
当前, 大部分幕墙施工企业为了在市场的竞争中占据优势,同时申请满足具备建筑幕墙设计和施工的两项资质。在幕墙工程投标中,专项资质往往只作为幕墙施工企业竞标成功的次要优势,承诺少收或免收设计费以低价获取招标人的好感进而中标已成一种主要趋势。 这种设计、施工一体化的企业经营结构和机制,久而久之使企业失去了对产品创新和研发的动力和能力。
3对建筑幕墙设计问题的建议
3.1绘制幕墙设计图时应严格遵守相关原则
建筑幕墙设计是一项综合性较强的技术工作,设计师在通过设计图纸表达设计语言时,应严格遵守相关的设计规范要求,不同类型的图需遵循不同的规范依据,比如平面图、立面图、剖面图及框架图应采用建筑制图标准绘制;节点图、组件图、构件图应采用机械制图标准绘制等。只有如此,绘制出的设计图才能准确客观地表明设计师的想法,不同使用者对设计图的认识才能一致,从而幕墙的施工工作亦可顺利进行。
3.2建筑设计优选幕墙之良好采光性
众所周知,现代建筑越来越强调建筑节能,幕墙良好的采光性能,不仅能满足基本的采光需要,而且能够减少白昼时非自然采光能耗。在建筑设计考虑幕墙采光性能时,为了能达到理想的采光和节能效果,玻璃幕墙通常非采光要求的位置采用透光折减系数不低于0.20的玻璃,有采光功能要求的部位采用透光折减系数不低于0.45的玻璃。与此同时,需要考虑进行防光污染设计,采用反射比不大于0.30的玻璃作为幕墙面板材料。
3.3建筑设计优选幕墙之环保节能
建筑幕墙是建筑物的美丽外衣,常用的面板板材有玻璃、金属板、石板、陶瓷板等,它体现着社会的进步,经济的繁荣和人们对美的追求。在发展的初期,幕墙存在着致命的缺点----不节能,无论寒冷冬天或炎热夏天,幕墙都无法满足节能设计要求,室内基本上都是冬冷夏热。从保温隔热性来讲,较古典建筑相去甚远,温度必须依靠人工强制调节,人工调节又需耗费大量的电力、石油或煤炭等能源。如今,随着社会生产力和科学技术的不断进步,各种相应的规范、法规相继出台,制定了建筑及幕墙设计的标准(如国家标准GB 50176―2016《民用建筑热工设计规范》),提出了冬季保温、夏季防热的设计要求。
建筑设计采用幕墙作为建筑外墙体时,在节能、防结露方面设计了隔热型材,玻璃采用低辐射LOW-E中空玻璃,幕墙层间或其他非透明部分的面材后面设置传热系数较低保温岩棉作为保温隔热材料。建筑常用主要材料的导热系数λ[W/(m?K)]:
钢筋混凝土:1.74;挤塑聚苯板:0.030(带表皮)、0.032(不带表皮);岩棉类:0.041;平板玻璃:0.76;
据以上数据分析得出,建筑幕墙一般采用玻璃(透明部分)和岩棉(非透明部分)的导热系数远远低于混凝土、钢材、石材等材料。减少混凝土和砌块墙面积,增大玻璃的面积,不仅能节约建造成本,而且节能效果更加突出。
3.4提高业务素质,加强行业监管,引进新材料、新技术,
(1)加强幕墙行业的监管,强化对从事幕墙专业的单位和人员的资质、资格、标准、生产许可的监督管理,形成从建设、规划、设计、审图、检测、咨询、监理、材料、加工、施工、质检、竣工验收、备案等完善的工作监管和市场服务体系。(2)通过修订相关法规,明确设计收费制度,改进招投标方式,促进设计与施工相分离,强化施工图专项审查,完善设计单位间的协同机制,建立幕墙专项监理,强化检测、竣工验收备案等法规,解决实践中出现的新情况、新问题。 (3)了解并掌握国际市场中的行业新资讯,引进新型技术工艺并应用在实践中。
4结语
建筑幕墙设计应当本着节能、环保的宗旨,以可持续发展为目标进行设计和施工。将新型的环保材料、优化热工性能等方法应用在幕墙设计中,对提高建筑物的使用效率、降低建筑物的使用成本发挥较大作用。
参考文献
[1]龚文晔.关于建筑幕墙设计的问题与建议[J].河南建材,2010(1).
[2]吴广文.探讨建筑幕墙设计要把控好的要点[J].建筑设计,2011(7).
[3]黄涛.幕墙设计问题的研究[J].科技创新导报,2008,06.
论文作者:王婷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/27
标签:幕墙论文; 建筑论文; 荷载论文; 建筑设计论文; 采光论文; 节能论文; 原则论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;