关键词：建筑幕墙；结构设计；优化
一、幕墙的设计理念
以概率理论为基础进行设计的方法在我国是认可的，并且逐渐代替了经验为基础的设计方法，由于幕墙形成后会受到其它作用力的挤压，所以内部受力情况十分复杂，幕墙的设计标准是在正常外力作用下对幕墙本身不产生损坏，所以幕墙在设计是会考虑其弹性性能。幕墙材料主要有玻璃、石材、金属面板、彩钢板、结构硅酮胶等，这些材料都有自己的性能上的特点。所以在设计时应根据实际的自然环境来选择幕墙材料的使用。在金属幕墙中的铝板幕墙一直是人们常用的材料，因为其重量轻、防水、防腐蚀、防污染等特点。在施工和加工过程中也方便加工，还有方便运输和安装的特点。概念设计指不用经过计算，尤其是一些难以精确计算其精准数值或规范中难以规定的问题，根据幕墙整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、在经验中获得的设计思想和原则，从不同的角度和方法对幕墙结构的整体布置和细节方面的设计有了宏观的控制。所以幕墙的结构设计要概念清晰、定性正确，避免后期设计的繁琐。一个好的幕墙设计必须选择一个经济合理的结构方案，还要选择一个结构符合相应条件的设计方案，结构体系的受力情况应明确，传力简捷。同一个结构单元不宜混用不同结构体系，力求平面和竖向规则。结构计算是在计算简图的基础上进行的，选择恰当的计算简图是很重要的，计算简图应该有结构措施来保证，计算简图的误差应在设计允许范围。
二、建筑幕墙设计的重要性
概念设计往往是幕墙设计中的先决标准。一个幕墙结构工程师最主要的任务就是在建筑空间之内使用整体的设计方案和理念完成设计，同时也要将结构之间的关系和位置处理透彻。在设计的初步阶段，很多设计的实际操作是没有办法利用计算机等辅助设备进行的，往往需要经验丰富的工程师对其进行反复的核算，选择出一个效果最佳，同时又能保障施工质量的结构设计方案。在现在的幕墙设计中，多数的设计都是循规蹈矩，找不到创新点，即便设计出了亮点和差异，在实际投入生产的时候，往往也会因为成本和造价的问题而被人们所忽视和淘汰，以致这些结构方案都不能得以实现，而是继续采用一些传统的方式和方法。所以，我们需要将概念设计的优势发挥到最大，在此之后逐步利用好并且推广，发挥概念设计的作用。
三、建筑幕墙设计基本原则
1、安全可靠原则
首先幕墙设计必须同施工保持高度的一致性。作为围护结构，幕墙工程设计的安全性是重点。据相关法律法规明确规定，幕墙设计必须以有关法律法規为准则，保证设计水平，提升施工质量，达到市场要求为标准。
2、建筑幕墙设计的经济性原则
建筑幕墙不但要考虑其结构安全，而且还应该考虑控制其对工程建设的整体投资，在综合以上各项原则的基础上，建筑幕墙的设计还要考虑经济性的需求，以确保业主投入资金的合理性，用最为经济的投入来实现更加安全且美观的建筑外型。
3、造型美观的原则
在通常的情况下，建筑幕墙同样是建筑装饰的一类，所以建筑幕墙的设计形式对于外观的可观赏性有着非常重要的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆建筑幕墙是建筑外围护结构，是建筑体的外在美，是建筑整体形象最直接的表达，对建筑整体外在形象的影响尤为重要，是建筑设计理念和建筑设计风格的重点表现。因此，在进行建筑幕墙设计的时候，要充分了解好建筑的设计理念，遵守原建筑的设计，注意和建筑设计的整体保持一致性。与此同时，建筑工程外观是建筑设计师或者是团队设计理念和风格的一种展现，所以在进行幕墙设计的过程中首先应该了解建筑物自身的设计要求和理念，注重和其保持一致性，彰显整个建筑工程的艺术性。
四、建筑幕墙设计优化思路
建筑幕墙设计是一项非常复杂且专业的技术，涉及到传统的应力计算和安全设计学，设计者在保证幕墙结构安全、经济、美观的前提条件下，需要对整个方案做细致的优化工作。
1、结构安全优化
幕墙结构的安全设计主要包括载荷压力计算和幕墙结构安全性两大块，在保证了第一点达标之后，我们还需对结构的整体安全做一道防护工序。现实环境下，高层建筑不断受到各种恶劣天气的冲击，幕墙结构经常会面临着雨雪雷电的“腐蚀”，受到火災的考验。因此，结构的防火、防雪、防雷、防震等性能，都是在设计方案中不得忽略的细节。较大型的玻璃采光顶，必须使用耐火极限不低于0.25h的三级耐火级的吊顶，同时满足结构防火的要求，其他如防雷、防高空坠物、防冰雹等设计要求，在抗震设计中，玻璃幕墙的镶嵌深度要保证可靠固定[4]。重点做好各构件连接点的设计优化，幕墙结构消防安全通道的影响布置也很重要。
2、载荷性能优化
设计师可以根据结构的选材和形式，来计算出幕墙结构的整体载荷极限。如果幕墙载荷极限过低，则很容易在周遭环境的变动下，发生安全隐患。设计师在考虑清楚这一点后，需要对整座建筑附近的地理、气候环境等因素作出评估，最后再根据计算出来的幕墙载荷极限，来选择耗材，设计墙体外观。
3、结构经济化
考虑幕墙结构的经济合理性，是整个工程项目预算的组成部分，影响到整个工程的开展进度与效率。合理的幕墙设计方案，既能满足基本的美观与安全性需求，同时在选材类别和量的方面，也能做到经济适用，不会造成铺张浪费，或大材小用。
4、采光、保温等功能优化
建筑幕墙的结构设计不仅仅是对建筑物的美观设计，同时，幕墙结构带来的采光和保温等实用功能才是幕墙结构得以快速发展的主要功能，而保温隔热和采光有时其功能会发生冲突，如玻璃幕墙的采光效果好，但保温隔热差，因此，选择不同传热系数的玻璃，采用隔热断桥铝型材作为框架结构，同时优化密封方式，采用双层幕墙，相对于单层传统幕墙，在采暖时可以节省能源约40%到50%，制冷时可以节约能源约40%到60%。
5、建筑材料优化
随着社会技术的发展，在市场上有很多新型的节能环保材料可供选择。对设计师而言，需要对新型的材料有敏锐的触觉，能够在设计时考虑采用合适的新型环保材料，以达到减少能耗、减少造价的优化要求。如带保温、防火性能的外墙仿石材装饰系统、钢筋网片等的新型材料，都能对项目的优化设计、降低工程造价、加快工程施工进展带来明显的优化效果。
结束语
综上所述，建筑幕墙设计的理念逐渐深入人心，建筑幕墙设计所包括的内容丰富，建筑、家装、结构、材料等等都是属于其范畴之内的。充分掌握建筑幕墙的设计要点，才能够更好地提升其施工质量，以保证其达到更加美观的外观效果，以及更好的使用效果。在建筑幕墙设计审核中，整体系统的构建，以及防雷、防火方面要进行深入研究，将更多的综合技术融入其中，不断优化其施工流程，让建筑幕墙在安全可靠的基础上发挥更大的价值，推动我国建筑行业更上一个新的台阶。
参考文献
[1]高立人，王跃.结构设计的新思路概念设计[J].工业建筑，2016.
[2]戴国莹，李德虎.建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题[J].建筑结构，2015.
论文作者:董超1,章安郎2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/22
标签：幕墙论文; 建筑论文; 结构论文; 载荷论文; 结构设计论文; 简图论文; 采光论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;