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摘要:现阶段,我国的建筑行业发展迅速,建筑幕墙的设计工作也越来越受到重视。立足我国建筑工程发展的实际情况,以常见的建筑幕墙设计形式为基础,对建筑幕墙优化设计方法进行了详尽论述,并介绍了该建筑幕墙形式的应用效果。
关键词:建筑幕墙;建筑设计;设计优化
引言
科技的进步,使得更多高新技术融合到建筑行业中。建筑幕墙作为建筑工程的外壳,也随着建筑行业发展呈现出不同的结构与分类。在实际设计中,结构方面的设计发展不够完善,仍旧存在一些问题,使得幕墙的整体结构不够完美。为了解决设计存在的问题,仔细研究幕墙结构,设计出既实用又美观的幕墙才是重点考虑的问题。
1玻璃幕墙概述
对于玻璃幕墙来讲,通常由面板以及支撑结构组合而成,能对玻璃幕墙进行一定的移动,不承受和主体结构相关的结构,比如装饰结构。一般可把幕墙墙体分为单、双层玻璃。目前在对玻璃幕墙进行设计的过程中,往往使用组合的方式,也就是将镜面和普通玻璃进行结合,向组合玻璃中冲入相应的气体,进而促使中空玻璃得以形成。对于中空玻璃而言,具有诸多的优点,比如有着较好的隔音效果,防潮能力较强等。此外在保温方面也有着较好的效果,而且隔热能力是很强的,通过对中空玻璃的使用,能更有效抵挡太阳的辐射热,进而有助于实现对生活环境的优化,达到冬天暖夏天凉的效果。
2建筑幕墙设计现状
为使建筑外墙具备节能、安全、美观等多个功能,现代大空间、大跨度和高层建筑的设计常采用带有装饰效果的轻质幕墙作为建筑物的表面墙体。幕墙一般由结构框架(支撑装置和系统)和镶嵌版材组成,对主体具有一定的位移能力和形变能力,具有强劲、轻盈、美观、安全、吸声、设计灵活等特点。幕墙范围主要包括建筑的外墙、采光顶和棚顶及室内装饰墙,支撑结构现在广泛使用钢结构,面板按材质一般分为玻璃、金属板、石材板等。建筑幕墙作为建筑的“面子”,建筑设计师和业主越来越重视提高建筑的使用及观赏价值。形状不规则新奇的外墙一般称为异形幕墙,其材料复杂、有凹有凸、有曲有折。建筑造型新颖多变、标新立异、环境色彩鲜艳明快,为现代化城市面貌增加了艺术效果。但是在异形幕墙的设计过程中,传统软件其二维表现方式已难以满足当前复杂、多样的造型设计要求,不能清晰简洁地呈现出设计意图和创意。对于某些没有重复模块的异型建筑,由于每个构件的编号必须保证唯一性才能保证现场准确安装施工,而传统的纸质记录保存混乱无序很容易导致失误和返工,因此二维的设计显然完全无法满足现代建筑设计需求。
3建筑幕墙设计思路
3.1功能性与安全性折衷设计
建筑幕墙在实际工程施工应用的过程中,负担的并不是承重作用,而是为建筑外围进行遮挡和保护,一定程度也与建筑的安全性息息相关。因此,在幕墙设计的时候,需要将美观性和安全性等因素综合的考虑在内,不能为了艺术性过分的添加花哨的装饰,忽略幕墙本身的抗压力等因素,将建筑置于危险之中。
3.2可靠性设计
在对玻璃幕墙进行设计时,可靠性设计是关键的因素。所以对于玻璃幕墙的设计,要有效结合有关的设计要求以及标准,并充分依据行业的有关规范,对于可影响幕墙受力构件的因素,比如风荷载,要对这些因素进行综合考虑,以此确保幕墙的可靠安全。针对主体结构以及幕墙而言,两者间的连接情况可对幕墙的安全可靠造成一定的影响,所以在设计玻璃幕墙的时候,需加以重视两者间的连接的设计,确保设计出来的连接更加可靠,而且有着一定的隔离性。
3.3合理的建筑表皮分格
由于对幕墙结构、板材大小不熟悉,因此通常建筑结构设计师提供的模型对建筑表皮是不进行分格的。
在异形幕墙设计时,为了精准展示出建筑物造型外观,需要由专业幕墙设计师根据幕墙板材实际的大小对建筑模型的表皮进行合理精确的划分、定分和深化设计,并以此优化形状规格,减少非标准、规则化面板、构件、卡扣的返工,提高弧形幕墙板材的利用率,达到降低工程造价的目标。
3.4节能性设计
在高层建筑中,使用玻璃幕墙来进行装饰,其中存在一定的问题,而高耗能现象是较为突出的问题,现如今,在节能标准方面,政府提出了更高的要求,所以对玻璃幕墙开展节能设计是相当重要的。换句话来讲,对于玻璃幕墙的设计,应选用合适的材料,并结合实际情况,选择相应的玻璃幕墙系统,此外对于断热材料的选择,应选取性价比较高的,采取行之有效的手段,尽可能减低幕墙k值,以便能获取较好的幕墙节能效果。
4进行结构设计的优化措施
4.1玻璃幕墙防水设计
水密性的好坏直接关系到整个玻璃幕墙后期的使用寿命,因此水密性设计也是本工程项目玻璃幕墙体系设计的关键。项目单元式幕墙采用横滑式构造,玻璃幕墙的防水设计原则是排堵结合,通过尘密封、水密封和气密封相结合的方式来提高系统的防水性。尘密封胶条防止水进入第一单元腔体,即使有部分水达到第一腔体内也会由排水系统排到室外。
4.2参数化虚拟建造
使用物料造价、重量、材质、热共性、编号等真实非几何属性参数,快速仿真并模拟计算幕墙的造型、节能、经济、疏散、安全等重要指标,仿真施工进度、系统协调运作等,便于及时优化关联指标采取最合适的设计方案,并提高设计和施工协同工作的效率和质量,提前确认位置关系减少技术干扰冲突,为幕墙实际安装施工提供良好的作业环境。
4.3采光保温等功能性优化
建筑幕墙不但需要保证建筑整体的美感,对于安全性同样不可忽视。在实际使用的过程中,幕墙也要体现出自身的性能,保温、采光是幕墙的主要性能。但是两种性能设计在同一个幕墙上会导致一定冲突,使得两种性能互相影响对方的功效,使对方的功效降低。针对这种情况,需要采用不同传热系数的玻璃进行设计优化,这样既能保证幕墙的采光功能,还能实现保温效果。在设计有特殊需求的时候,还可以使用双层幕墙,来增加幕墙的质量。
4.4抗震防脱设计
在幕墙设计中还要考虑到板块的抗震防滑脱设计问题。在建设项目中,抗震防脱设计主要以小震不坏、中震可修、大震不倒为原则。在幕墙工程中,单元体上下左右的相互咬合实际上就可以保障单元板不会脱出。因此,很多玻璃幕墙工程在吊挂设计上没有增加防滑脱落装置。不过,考虑到地震时可能会对邻板产生作用,让其向不同方位移动。如果邻板之间的位移高于插接深度时可能会造成板块的局部脱落,甚至带动其他单元板块脱落。所以,在本建设项目中,在考虑搭接深度问题的同时,对支座进行锁定处理。本项目的抗震防脱设计主要从科学设计搭接深度与设置支座锁定装置两个方面进行。在锁定装置设计上使用不锈钢逻辑把单元板块某侧挂件与支座进行固定,避免板块整体侧滑,保障支座伸缩方向,提高板块对施工安装的要求。
结语
综上所述,随着建筑行业不断发展,幕墙设计也在朝向新的方向发展。并发展出单元式、全玻璃式等幕墙样式,在材质等方面有了很大的改变。针对幕墙结构设计,需要综合的考虑到功能性和安全性,结合实际进行设计。并对建筑的荷载、采光等多项因素进行科学衡量,在保证经济性的前提下进行优化,提升建筑行业的建筑质量,推动建筑行业长足发展。
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