摘要：随着建筑行业的快速发展，社会在不断的进步，最近两年来我国的建筑幕墙板块脱落事故层出不穷，仅2016—2018年就有四川绵阳长虹世纪城、上海时代金融中心、沈阳世茂铂晶宫、杭州来福士、大连安和大厦等多地发生玻璃幕墙脱落事故，给人民的生命和财产带来了严重的威胁。天津，宁波等地纷纷推出新的规定和政策，对玻璃幕墙的管理、维护和责任划分进行落实。为了更加安全的使用建筑幕墙，对其结构设计和优化势在必行，本文在对建筑幕墙的结构设计和优化措施进行阐述时，重点对玻璃幕墙的优化施工做出了分析，以供行业参考。
关键词：建筑幕墙；结构设计；优化措施
引言
为保证幕墙的质量，在设计和施工中应选择设计和施工单位。监督单位必须对设计和施工的各个方面进行监督。设计幕墙时，设计单位不仅要设计的美观，还要保证幕墙的质量和安全。建筑幕墙制造是多行业技术的融合，因此，在幕墙的施工过程中，要确保所有环节都不会出现质量问题，从而保证幕墙的安全。
1建筑幕墙的分类及各自的特点
1.1 智能型呼吸式幕墙
这种幕墙形式体现的在智能化的基础上，将建筑各方面的配套技术，如暖热光电技术进行适当控制，给建筑加上“绿色外套”。幕墙是采用双层结构，这样幕墙有着非常好的隔音效果，同时结构特点也是让建筑表现出更加明显的“呼吸效应”。建筑使用者可以体验到冬暖夏凉的效果，减少由于夏季炎热以及冬季寒冷的极端环境造成的不适感，也是让建筑能耗得到很大程度上的降低。通过对幕墙材料以及太阳能的利用[4]。借助计算机网络实现对室内温度、空气以及光线的调节，让建筑使用的能源减少，降低生产和运营成本。
1.2 全玻幕墙
全玻幕墙，顾名思义，即是一种全透明的、全视野的玻璃幕墙。使用该幕墙的主要目的在于利用其的透明性，将内外环境能够融合在一起，且人们可以透过玻璃直接看到整个结构系统，使得幕墙变得多功能化，不再是单一的支撑结构，而起到了美观、观赏的效果，使得整体建筑的设计更加富有艺术的气息，让整个空间更加的清新和立体。不仅如此，就全玻幕墙本身的特点而言，具有重量轻、选材简单、施工快捷、维修方面和便于清洗等特点。运用其所起到的装饰效果是其他幕墙所不可比拟的，非常具有现代性和艺术气息。
2建筑幕墙结构设计的优化措施
2.1安全性的优化
在幕墙设计时要特别注意垂直幕墙的刚度和结构稳定性，大多数幕墙脱落事故，都是发生在垂直幕墙上，要确保各结构关键节点的连接稳定性和可靠性，尤其是玻璃幕墙，受温度影响非常大，很容易出现爆裂。因此在玻璃幕墙节点设计时，要注意预留玻璃边缘与镶嵌槽底板间的配合间隙，防止玻璃因为挤压应力而破坏。在有条件的情况下，尽量选用夹层玻璃，也可以采用贴膜玻璃。这样子在玻璃发生破碎时，也会是一个整体固定在框架上，而不会短时间内脱落，给维修更换就有一定的时间，可以极大的提高安全性。而对于玻璃采光顶，在确保采光的同时，要考虑其防雷性、耐火性和刚度，防止高空坠物破坏，还要在消防方面进行设计，防止火灾时发生爆裂、塌落。另外开启窗的安全性设计也不容忽视，在各地均出现了由于设计缺陷和维护管理不善导致的窗户脱落现象，其事故率仅次于玻璃爆裂。由于开启窗结构复杂，设计人员往往由于理解不透彻，或者不重视，而造成设计上的缺陷。目前，开启窗设计上的缺陷主要有：顶框与横龙骨、扣板的连接传力不可靠，开启扇底部没有设计铝合金或不锈钢托条，框与龙骨连接处的螺钉设计间距过大，不符合规范要求。选用摩擦式铰链时，要根据开启窗的重量和开启角度结合开启部位的风压，来计算和合理选择铰链。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在铰链连接处，要合理增加铝合金型材的厚度，必要时内部增加钢衬提高局部强度，并采用相应规格的不锈钢拉铆钉固定。采用挂钩式框扇连接时，由于开启扇上的横龙骨除了承受上玻璃板块的自重，还要承受开启扇自重，因此所需要的刚度要远大于其它位置处横龙骨。要单独对其刚度进行计算，可以采用加大横龙骨截面尺寸、增加厚度或，加装钢衬等措施以提高横龙骨刚度。
2.2开发和应用新的玻璃幕墙材料
幕墙尽量采用新材料，比如幕墙表面涂有一层自洁涂层，如二氧化钛，在光的作用下具有自洁效果。也可以用一层低辐射膜覆盖幕墙的表面，使幕墙具有良好的隔热效果，起到保温的作用，达到节能减排的效果。除了通过电镀隔热外，还可以使用低传热系数的空心幕墙。目前，有一种“悬浮多腔节能玻璃”，不仅具有良好的保温效果，而且具有隔音和防紫外线功能，对节能环保起到很好的作用。另外，由于安全考虑，幕墙必须具有一定的防震效果，不会在一定强度的地震下坍塌。在玻璃幕墙上，钛合金膜可以粘合形成具有一定强度和韧性的复合材料。建筑物的幕墙对材料有特殊的要求。因此，在选择幕墙时，应考虑材料的性能和外部特定条件的要求，以满足室内外安全，健康，舒适，节能减排的要求。
2.3采光保温等功能性优化
建筑幕墙不仅需要有装饰美观的作用，还要具有安全性。其实不仅如此，它还发挥着采光保温的功效，同样也是建筑幕墙的主打功能之一。但是保温和隔热两种功能在使用同一类型的幕墙时可能会发生冲突，比如在使用玻璃幕墙的时候，可以保证其采光性，但是保温隔热的效果就会变差。这时候要选择不同传热系数的玻璃，对密封方式进行优化，必要时可以采用双层幕墙，不仅可以加强幕墙的功能性，还更加节能环保。
2.4环保节能方面的优化
在保证幕墙的安全性和功能性基础上，还要考虑其长期的使用效益，通过采用新技术，可以大幅降低建筑的能耗。比如，近年来流行的双层幕墙结构，通过利用气压差和烟囱效应，在可以控制的，进风口、排风口作用下，可以实现双层幕墙之间的空气自然循环。有效提高幕墙的保温隔热性能，通过自然的通风换气，不需要增加额外的能源消耗，就可以提高人们工作和生活环境的舒适性。还可以采用光电幕墙，来为建筑提供清洁能源。虽然初期投入较高，但其长期的经济效益和环境效益也非常可观。
2.5加强新型多功能幕墙的设计
建筑玻璃幕墙不仅要加强新技术的应用，而且要加强新材料的应用，通过改变玻璃的形式来改善室内环境。设计者可以加强玻璃参数的分析。在考虑热传递系数、屏蔽系数、太阳透射率和相对热增益系数的基础上，加强了新材料在玻璃幕墙设计中的应用。目前的节能环保玻璃有中空玻璃、镀膜玻璃和膜式热反射材料玻璃。镀膜玻璃能有效地减少太阳辐射和散发热量。此外，随着技术的发展，光电技术在玻璃幕墙的设计中得到了广泛的应用，玻璃幕墙的节能效果得到了提高。
结语
综上可知，随着对建筑幕墙的结构研究不断深入，目前已经出现了单元式幕墙、全玻璃幕墙等各类不同材质、不同样式的幕墙。在对幕墙进行设计的时候，要对功能性与安全性折中设计并且将各种性质综合考虑，主要可以对其安全性、载荷、采光保温功能和结构经济性进行优化，来满足建筑行业日益发展的需求。
参考文献
[1]王振荣.幕墙施工的技术问题及处理措施探讨[J].工程技术研究,2018(6):57-58.
[2]姜锐.建筑幕墙结构设计与优化探讨[J].环球市场,2017(32):98-98.
[3]陆俊.点式玻璃幕墙施工技术及应用[J].工程技术研究,2016(6):49+79.
[4]陈敏鸿.建筑幕墙的设计要点分析[J].住宅与房地产,2017(30):87.
论文作者:吴艳涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/2
标签：幕墙论文; 建筑论文; 玻璃论文; 玻璃幕墙论文; 效果论文; 结构论文; 龙骨论文; 《基层建设》2019年第9期论文;