建筑外立面门窗幕墙的设计

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第5期   作者:高飞鸿
[导读] 随着我国建筑行业的不断发展,建筑的设计风格也变得丰富多彩

        高飞鸿
        上海厚水装饰工程有些公司  上海市  200000
        摘要:随着我国建筑行业的不断发展,建筑的设计风格也变得丰富多彩,建筑外立面的设计已经不在局限于传统的构造样式,而变得多元化。在建筑物的外立面设计中,门窗和幕墙也是建筑中非常重要的一部分,不同材质和形式的门窗幕墙应用范围越来越广。除了考虑到门窗幕墙的实用性以及美观性,其节能性也被逐渐考虑在建筑的设计方案中,做好建筑外立面的门窗幕墙的设计对于提升建筑物自身的整体性能意义重大。
关键词:建筑外立面  门窗幕墙  设计
        门窗与幕墙都属于建筑物的外部装饰建筑,随着人们的审美水平和当前建筑设计水平的提高,在很多高层建筑或者是大型单体结构的建筑之中,门窗和幕墙逐渐开始作为一个整体出现。一座建筑外立面的门窗与幕墙的设计效果,不仅对建筑的外形有影响,还关系着建筑物能耗的高低。合理科学的设计方案,既美观又能满足需求还可以降低整个建筑的能耗需求,提高整座建筑的实用性。因此,建筑设计人员要充分认识到门窗和幕墙的设计对于建筑整体设计的重要意义,结合新的设计理念和市场需求,实现设计方案的最优化。
一、建筑外立面的重要作用
        建筑外立面是整座建筑外部表层,这一部分是人们对于建筑的第一印象,一定程度上可以提高建筑的辨识度,也能让建筑物看上去更加美观,符合建筑物所在位置的整体环境。与此同时,建筑外立面还有一个重要的作用就是隔绝建筑物室内外的环境以及温度。在建筑物的使用过程中,建筑外立面能够有效减少雨雪风沙等自然因素对建筑主体的侵袭。而且,建筑外立面对于建筑物内部的温度调节也有重要的作用。在当今社会中,建筑物大多是采用空调系统进行内部温度的调节,设计合理质量过硬的建筑外立面,可以减少热量或者是冷空气的损耗,降低建筑的使用能耗。
二、当前在建筑外立面门窗幕墙设计中存在的问题
(一)重视程度不足
        我国的建筑物外立面的门窗以及幕墙的设计起步相对较晚,很多建筑企业和设计单位还没有充分认识到这一设计对于整个建筑的重要意义,在设计和施工过程中还是侧重于设计性与美观性,忽视了其对于建筑能耗的影响。同时,在我国的建筑施工中,建筑物的外立面以及门窗幕墙的设计还是同建筑整体设计一起进行的,没有当做一个独立的设计范围,行业间对于建筑外立面门窗和幕墙的设计标准还没有相应的统一性的规定和施工标准,导致设计方案和施工水平较为混乱。
(二)缺乏完善的施工图纸
        施工图纸设计的不完善源自于建筑外立面的门窗幕墙设计缺乏相应的统一标准和硬性规定。对于外立面门窗幕墙部分设计中需要达到的抵御自然侵害、建筑采光,隔音防火和保持建筑物内部温度恒定等方面没有统一的施工标准,使得在具体施工过程中关于各类建筑用防火保温材料以及门窗部分所采用的玻璃厚度、硬度都没有相应的权威性的检验标准。在幕墙的施工过程中,幕墙主体结构中的防火封堵层不按要求达到相应位置,防火岩棉的隔离层厚度达不到标准。此外,在建筑物的顶部采光部分,经常忽视对于防水槽的施工,这样不仅会导致屋顶采光部分漏水腐蚀,还会造成局部的大面积积水影响使用安全。
三、如何解决建筑外立面门窗幕墙设计中现存的问题。
(一)增强对于建筑外立面独立设计的理念
        建筑设计师在进行建筑整体设计的时候,经常会带着自己的主观情绪,尤其是在进行建筑外立面的设计师,往往会更注重建筑的设计性和美观性,追寻一种美感而不是实用性。会偏离目前的施工技术以及现实需求,导致实际建筑使用效果达不到设计要求,或者是偏离了建筑设计师的初衷,这样既不能保证建筑的设计美感也无法保证其实用价值。若将建筑外立面的设计独立出来,由专业的门窗以及幕墙的设计师进行设计,借助其专业的技术知识与施工经验来与建筑设计师就建筑物的外立面设计进行协商与沟通,把设计师自身的设计理念与所追求的建筑效果与专业的门窗幕墙的技术规范所集合,最大程度的将设计理念与建筑后期的实用性相结合
        门窗与幕墙的设计是一项非常复杂的综合性设计工作,由于建造幕墙的材质不同,相关的设计标准和建筑规范就不尽相同。例如玻璃材质的幕墙在设计施工过程中,就要考虑到其在对抗大风和振动时的稳固性,避免出现安全问题。

在建筑设计中要有相应的外围保护部分,幕墙部分要通过构件悬挂或者支撑固定在建筑主体上,负责进行连接的构件必须有足够的强度来承载负荷,以保证建筑在使用过程中的安全性。
(二)充分认识幕墙设计的重要性
        加强不同建筑施工企业间的技术交流,重视幕墙的设计活动,举行一系列相关的设计比赛等,成立行业的技术协会,完善建筑标准,引起幕墙设计企业和设计师的足够认识。引进国外先进的幕墙设计技术,对各类资料和书籍在国内同行业间进行推广,并召开技术研讨会等进行学习交流。
四、进行建筑外立面门窗幕墙设计的具体措施
(一)根据建筑需求选择适宜的材料
玻璃是建筑物门窗幕墙设计中经常采用的材料之一,在选择玻璃来作为门窗幕墙得主要材料时,要优先考虑其节能性。目前在建筑门窗幕墙建造中常用的节能玻璃有中空玻璃和真空玻璃等,根据其的功能特点不同相应的作用也不同。真空玻璃能够很好的保护建筑物内部的温度不容易流失,夏季建筑物内部依靠空调系统来制冷,真空玻璃可以隔绝外部的热空气进入到建筑内部,也可以防止建筑内部的冷空气消散,保持建筑物内部的制冷效果,减少因为空调系统的长期开启造成的能源消耗。同样,在冬季来临的时候,真空玻璃可以保护建筑物内部的暖空气不被大量消耗,既能保持建筑物内部的温度恒定,又能节约能源。但真空玻璃在使用过程中由于制造工序复杂,价格较高,不宜在需要大面积玻璃材质进行建筑外立面门窗幕墙的情况下使用。中空玻璃的特点是可以很好的感觉外部噪音,事宜使用在位于闹市的写字楼或者是大型商业中心。抗辐射性的玻璃也可以一定程度上隔绝来自外部环境的热辐射的影响,保持建筑物内部温度的恒定。
        在建筑外立面门窗幕墙的施工中,除了玻璃以外还需要有固定其的连接构件,通常情况下,使用最广泛的为铝合金材质。铝合金材质的的构建可以降玻璃制成的门窗及幕墙进行连接与支撑,使之成为一个整体,而且铝合金材质重量轻,稳定性高,在大面积使用时不会因为过重或者是容易变形而影响建筑物外立面的整体结构。
        例如最为常见的明框玻璃幕墙,起源于传统建筑样式中的玻璃窗,广泛应用于各类写字楼的外立面的设计中,使用历史悠久稳定性高。在写字楼的外立面施工设计中,综合了设计师的设计初衷与建筑要求后,根据整座建筑的内部功能划分,玻璃门窗幕墙以横向格子的样式为主。在玻璃的实际安装中,玻璃的连接处也就是最终明框所需要安装的地帆要与房屋内部结构一致,尽量不要让同一个分割处在两个相邻房间之内,且横向的分割处要与建筑内安全扶手的位置相协调,这样不仅美观还便于使用过程中开关窗户。在对楼板处的位置进行玻璃幕墙安装工作时,要在楼板与玻璃接触的位置加铺铝塑板,防止墙体的刚性破坏玻璃表面,同时为了防火,还要加装10厘米左右厚度的防火棉以及1.5毫米的镀锌板,这样可以有效地降低火灾发生时的扩散速度。其明框部分均采用铝合金材料,在安装作业之前,要先对铝合金构件的表面进行氟碳喷涂,与之相配套的,以中空玻璃为佳,既可以隔绝外界噪音,又能够保持室内温度横恒定。
        
(三)确保建筑物的采光与节能性
        建筑物的外立面门窗与幕墙部分替代了原有的窗户,因此幕墙在设计时要兼顾建筑物内部的通风与光照情况,可以借助以节能为主的双层幕墙的设计方法,两层幕墙间的门窗形式不同,既可以通风又相对封闭,在外层幕墙上留有出风口与进风口,加大空气流动,而且可以避免外界自然光的直射。
        为了使建筑外立面的门窗幕墙能够在保持室内温度的恒定的基础上更加节能,在外围结构中应该加装遮阳系统,通过遮挡太阳光来实现隔热,尤其是在夏季高温的情况下,减少建筑物外部热能的侵袭就可以降低使用空调的能源消耗。另外,在选择幕墙材质时,尽量选用保温材料在阻止太阳辐射的同时尽量保持室内温度的恒定,隔热保温还可以节约能源。
结语
         总之,现代建筑在设计过程中传统幕墙的设计已经逐渐开始被各类玻璃材质所代替。具体怎样进行建筑外立面门窗幕墙的设计以及材料选择,决定了其样式、安全实用性以及节能性。因此,加大对专业门窗幕墙设计领域的重视程度,确立相关的设计规范与施工标准,是推动我国门窗幕墙行业发展的必经之路。
         参考文献:
[1]李孟东.建筑幕墙在建筑外立面设计中的应用[J].住宅与房地产,2019(27):65.
[2]王波.幕墙设计对建筑外立面设计的影响分析[J].住宅与房地产,2019(19):61.
[3]陈德鹏.幕墙设计对建筑外立面设计的影响[J].建材与装饰,2019(18):91-92.
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