摘要：在进行建筑玻璃幕墙节能设计过程中，设计人员需要严格按照规划设计的要求，结合建筑工程的特点，在不断总结以往经验的基础上，明确设计要点，选择合理的结构形式，推动传统设计方式的更新，不断采用新型技术，提升资源的利用效率，满足建筑节能设计的要求。本文基于建筑幕墙结构设计及优化措施展开论述。
关键词：建筑幕墙；结构设计；优化措施
引言
由于玻璃幕墙外观时尚、色彩绚丽、以及良好的景观效果和采光效果，在我国得到了大量的应用。通过30多年以来的应用，我国现有玻璃幕墙的面积已经超过了2亿平方米。但由于产品质量的良莠不齐以及缺乏严格的行业标准，施工工艺的不完善，再加上玻璃幕墙的使用单位缺乏完善的维护和检查措施，因此，造成了严重的安全隐患，使得人们对玻璃幕墙的安全性担忧日益剧增。虽然近年来新材料和新工艺在不断地完善，但仍有需要优化和改进的地方。
1建筑幕墙的必要性
建筑节能这一概念在初被解释为减少建筑物中能量的散失，经过历史的沉淀和经验的总结又被解释为提高建筑物中能源的利用率，前后说法不同但总体大体还是没有改变的。在我国的建筑行业中称建筑节能为在建筑的规划设计以及改造和使用的过程中执行节能标准，利用可再生能源替代不可再生能源的功能，利用节能型工艺减少供热、照明以及热水供应的消耗。我国所处的社会发展阶段仍为社会主义初级阶段，我国是一个人口大国，导致我国也是一个建筑大国，为了满足人们的需求我国每年新建房屋面积高达近20亿平方米，这是一些国家想都不敢想的数据，在我国却是很平常就会发生，而且还有明显的增长趋势。这无疑给建筑行业带来前所未有的机遇，同时也给我国的建筑行业带来了前所未有的挑战。建筑节能的推广相当有必要，减少能量损耗刻不容缓。
2建筑幕墙结构设计通则
在进行幕墙设计时，主要是对其功能性、美观性和整体结构进行设计，要充分考虑整体建筑的风格和所表达的概念，按照以下原则进行：
2.1外观设计
在进行外观设计时要充分考虑周围环境，在确保幕墙结构的安全性和功能性基础上，结合建筑整体外观来进行。
2.2受力设计
由于建筑幕墙仅作为建筑的外部围护结构，因此，不需要承受主体结构的荷载，在设计时只需要考虑建筑幕墙的自重和风载荷的作用。在进行幕墙设计时，要充分考虑由于温度变化引起的热胀冷缩和主体结构的变形、位移，以及地质变化和地震对幕墙的影响因素。幕墙的立柱、横梁、和连接件除了需要足够的强度以外，还应该具有相对主体结构的位移能力，从而防止幕墙在上述因素的影响下，发生破裂和变形。总之，在进行建筑幕墙设计时要充分保证建筑幕墙的安全，并在此基础上设计出美观和符合建筑功能以及成本预算的幕墙结构。
3建筑幕墙结构设计及优化措施
3.1玻璃幕墙开启扇密封结构优化设计
要实现多腔密封，关键是密封胶条的设计．在开启扇外侧设计整体式密封胶条，固定在开启扇周边立柱侧边，该胶条分别与玻璃和扇料接触，形成减压腔．该胶条和扇料上与框料接触的密封胶条间形成空腔，此腔与外侧减压腔间开设通孔，两腔的压力平衡，形成等压腔．扇料上与框料接触的密封胶条和框料上与扇料接触的密封胶条间形成减压腔．由室外到室内分别形成减压腔Ａ、等压腔Ｂ和减压腔Ｃ．气室分割。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆１）降低等压腔前的空气压力，平衡等压腔内外压力，有利于等压腔的形成，阻止雨水进入等压腔．方法是在等压腔外侧设置减压腔，将等压腔前的环境与室外环境分隔，降低阵风对减压腔的影响，可有效平衡等压腔内外压力，降低雨水进入等压腔的概率．２）在等压腔后设置第２道减压腔，再次减压．等压腔内的少量雨水，即使进入到第２道减压腔，由于失去压力，也难以进入室内．幕墙开启扇采用多道密封隔离带设计方式［４］，能有效提高其水密性能，实现玻璃幕墙的正常使用功能．
3.2节能技术在建筑幕墙设计中的应用
3.2.1对节能玻璃的选择
玻璃是建筑幕墙的主要材料，因此对于节能玻璃材料的选择就显得非常的重要。现今市场上为常见的节能玻璃有真空玻璃、夹层玻璃、低辐射玻璃等。在这些类型中属真空玻璃的保温效果佳，但是其的制作难度确较大，工艺较为复杂。而夹层玻璃是一种复合性的产品，具有较高的防护性。顾名思义低辐射玻璃，为主要的优势就是隔绝二次辐射，具有保温的效果，可减缓建筑室内热量的流失速度。真空玻璃是现今较为常用的一种节能材料，主要特点就是玻璃片之间有真空隔层，隔音效果较好。
3.2.2铝合金节能材料
铝合金是建筑幕墙设计中，为重要的节能材料，因此我们在选择时一定要给予重视。通常此类材料都是作为骨架来使用的，主要的作用就是支撑幕墙结构。但是此种材料在很多时候会受到外界温度的影响，发生热胀冷缩的现象，因此我们在选择时，需要着重的考虑这一方面，综合的进行设计。
3.2.3保温节能材料建筑幕墙的设计除美化建筑主体外，主要的作用就是保温，因此对于保温节能材料的选择就显得非常的重要。因为很多建筑幕墙的设计会应用到单片的玻璃，其具有较强的采光效果，但是此种玻璃的保温效果较差，因此我们就需要应用保温材料，并对玻璃的缝隙进行封闭，增加幕墙的密封性。经过相关研究，我们可知，空气的流通是会损伤大量的热量，因此在对幕墙设计的过程中，注意气密性是非常有必要的。我们还需对此方面进行不断的研究[6]。
3.3建筑幕墙抗震构造优化建模方法
3.3.1有限元模型
有限元模型是一种常见的力学分析模型，可用作整体分析，也可以用于局部分析。强调对目标进行等比例缩小，代入计算机中，按受力方面的差异分为若干小单元，之后采用约束分析法或者开放测试法，了解其受力上限，作为后续工作的基础。确保优化后幕墙抗震构造的稳定性能够满足设计要求，再以此为指导进行建设[1]。
3.3.2虚拟
BIM模型BIM模型是一种动态模型，在现代建筑领域的应用广泛，具有可视化、灵活性高等特点。该技术条件下的模型是立体化的，幕墙抗震构造的优化方案可以不断改变，借助参数进行小幅度调整，匹配抗震设计要求。
3.3.3重点区域模型现代建筑大量应用各类幕墙作为装饰，其中相当一部分在地震中被破坏。对现有资料进行分析，可发现建筑距离地面三分之一处的幕墙破坏最严重，其余位置则相对完好。在进行建筑幕墙抗震构造优化建模时，可单独对该位置进行建模分析，实现重点位置的性能优化。该思路下，一般可应用开放性模拟法，以幕墙自重、连接情况等相对固定的参数作为约束条件添加外力，了解在何种荷载扰动下幕墙会出现破坏，最后以该荷载等级作为下限进行幕墙建设。
结束语
随着我国建筑工程行业的发展，建筑结构日益复杂，对当前建筑设计提出了更高的要求和标准。在进行建筑玻璃幕墙设计过程中，设计人员需要坚持绿色节能，安全抗震，高效密封的理念，不断降低能耗，选择节能环保的材料，处理好建筑幕墙与建筑整体结构之间的关系，提升建筑幕墙的密封性，安全性，保证实际的设计的效果。
参考文献：
[1]范旭，叶得森.玻璃幕墙开启扇多腔密封结构设计[J].青岛理工大学学报，2019（02）：68-73.
[2]黄佳.单元式幕墙防水设计探究[J].建材与装饰，2019（09）：71-72.
[3]陈倩.建筑幕墙抗震构造优化建模研究[J].住宅与房地产，2019（06）：153.
[4]周振华.浅谈建筑幕墙结构设计及优化措施[J].中国住宅设施，2018（12）：90-91.
[5]王辉，邱吉宇，丁延胜，相彬.玻璃幕墙与金属幕墙设计控制要点[J].建筑科技，2018，2（05）：40-42.
论文作者:叶紫琳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：幕墙论文; 建筑论文; 玻璃论文; 节能论文; 结构论文; 玻璃幕墙论文; 材料论文; 《基层建设》2019年第12期论文;