黄家强
广东世纪达建设集团有限公司
摘要:本文主要对建筑幕墙设计中的问题及优化对策进行了分析与探讨，以供同仁参考。
关键词:建筑幕墙设计；存在问题；优化对策
一、前言
近年来，随着我国城市建设现代化水平的不断提高，在城市建筑建设中对于外观要求伴随着互联网技术和大数据的深度发展，建筑行业也面临着设计巨大变革，更加详细的建筑数据和更加便捷的电脑设计工具一起助力建筑设计的不断进步。而幕墙的设计是一项综合性的系统工程，幕墙的设计必须在建筑物、构筑物、材料等各方面要求设计师进行全方面考虑。在这一阶段的幕墙设计中，虽然设计师们已经有了很多设计改革，但在实际情况的幕墙设计中仍然存在着许多不容忽视的问题。基于此，本文主要对建筑幕墙设计中的问题及优化对策进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、建筑幕墙设计中存在的问题分析
建筑幕墙的设计直接关系到施工的有效性和科学性，对整个施工起到相应的指导作用。但在实际设计中往往还存在着相应的问题。
（1）材料选择问题。目前我国幕墙设计发展时间比较短，相应的幕墙结构设计并不十分完善。大多数的幕墙设计人员都是选择比较通用的材料，但是一些特殊的建筑物也需要一些特殊的幕墙材料进行装饰。由于使用特殊材料对于幕墙设计存在一定的风险，如果使用不当将会对整个建筑物造成十分不利的影响。另外幕墙的形状选择也是十分重要的，但是由于幕墙设计人员缺乏一定的工作经验，往往导致建筑幕墙材料的浪费，导致建筑物的幕墙结构设计不合理，严重影响了建筑物的水平。
（2）安全性能问题。幕墙结构是建筑物外观结构的一部分，它必须在满足美观和实用功能的同时，根据幕墙结构的功能需求，对其构件的设计充分考虑使用要求和足够的强度、刚度，即在外力作用下的变形性的稳定范围。在设计过程中，要考虑幕墙所可能承受的各种载荷，根据建筑物所处环境与建筑物结构形状分析可能的风载荷、雪载荷、重力载荷，还要根据当期气候条件分析温度变化或自然灾害可能带来的载荷影响，以及这些载荷变化带来的幕墙结构外形的变化，充分设计幕墙结构的承载能力，保证结构的安全性。
（3）保温节能问题。建筑幕墙作为建筑物的外围墙体，对建筑物有一定的保温功能。但是由于幕墙的结构设计并不十分完善，一些建筑物在使用过程中未能达到良好的保温功能，导致幕墙设计存在的问题逐渐增多，严重影响了建筑物的正常使用。幕墙结构设计中需要综合考虑外墙的窗墙比、体型系数和所用材料。由于缺少遮阳设备或者是设计不合理导致幕墙的保温效果不好，这是目前建筑幕墙面临的主要问题。
（4）光污染问题。随着建筑物数量和规模的逐渐增加，光污染成为城市污染的重要组成部分，对人们的生活和健康造成了十分不利的影响。建筑物墙面涂料的反光是比较常见的光污染源之一，目前建筑物采用的大都是玻璃幕墙，太阳强光照射建筑物的玻璃幕墙等装饰产生的反射光线，往往会对人们的视力和健康造成影响，严重地将会导致神经衰弱。建筑物玻璃幕墙强烈的反射光对于周围的办公人员以及附近的居民都有十分不利的影响，甚至还会造成火灾等严重事故，由于玻璃幕墙强烈的反射光导致的车祸事故也日益增加。
三、建筑幕墙设计中存在问题的优化对策探讨
建筑幕墙设计是一项非常繁琐的设计工作，它往往涉及很多复杂的应力计算和安全设计，在保证安全、美观、经济的前提下.进行优化设计方案.是建筑幕墙结构设计的主要工作。
建筑幕墙结构的设计中，根据施工条件和建筑要求，可以进行以下设计优化:
（1）幕墙材料的优化。传统的玻璃幕墙材料虽然便宜，且市场供应量大，但考虑到其对社会环境的污染以及对建筑物的能源消耗过大，更换设计材料就成了创新建筑幕墙的首要工作。在设计过程中对新材料的研发要求越越来越高，因此幕墙设计者在材料方面的创新十分关键。材料的创新要求设计者在设计的过程中更多的发现和使用新材料。但局限于目前的技术发展水平，对材料的创新一般都建立在原有的材料基础之上，比如在幕墙表面涂覆一层具有自清洁作用的涂层，此外为了降低能耗，实现幕墙的环保节能，还可以在幕墙表面镀一层低辐射薄膜,这样就可以使幕墙有很好的隔热作用起到保温的作用达到节能减排的效果。除了采用镀层方式隔热外还可以使用低热传导系数的中空幕墙,目前有一种“悬张式多空腔节能玻璃”正式上市不仅具有良好的隔热效果还具有隔声、隔紫外线等性能可以起到很好的节能环保作用。
（2）安全性能优化。为了保证幕墙结构能正常工作，在设计每一构件时，首先要使构件在外力作用下不破坏，即每一构件要有足够的强度。第二要考虑构件在外力作用下要变形，但变形不能超过某一允许范围，即每一构件要有足够的刚度。最后，构件在外力作用下，可能原来的形状不能继续维持而要突然改变，即原来的平衡形式不能保持稳定。幕墙构件设计时，应当考虑以上三方面以及参数本身、构造方面的要求，以数学表达式的方式写出。假如所设计的构件能符合强度、刚度和稳定性的要求，就认为设计是安全的。幕墙结构的安全性设计除了要满足结构承载负荷的要求之外，整个建筑结构的安全性也是与之相关的，幕墙结构的安全性优化除了需要满足结构的可靠性之外，还要充分考虑采光顶的消防设计。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。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。
（3）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%-50%，制冷时可以节约能源约40%-60%。
（4）结构经济性优化。结构设计的经济性需要根据幕墙结构的面板布置以及主体结构的支撑等条件，考虑结构型式的经济合理性，在对载荷与结构尺寸要求的计算上，合理的选择最佳方案，避免设计尺寸过大或性能条件取值过高而造成材料浪费。在结构型式上尽量采用结构简单的简支梁或双支点梁结构，合理利用材料的力学性能，提高结构的可靠性，实现成本控制。
（5）幕墙结构设计人员水平的优化。为了使建筑幕墙的设计水平可以提高到一定程度，需要对幕墙设计人员进行一些培训，使他们能够有一个充分的认识和学习的过程。我们需要做的是让他们了解具体的幕墙专业技术知识和现场施工过程，通过两者的结合，能够更好的设计出作品。建筑幕墙设计工作者需要多多交流和互相学习，这样我们就可以扩大自己的知识面，从而加强建筑幕墙设计技术。然后，需要进一步的进行深层次技术培训，从而提高其专业素养和设计技术。
四、结语
综上所述，建筑幕墙设计虽然已经取得了不小的成就，但依然存在着很多不足。在今后的工作中，相关幕墙工程设计单位和个人要重视幕墙设计重要性， 严格的遵守相关的规章制度， 保证安全性、 美观性、 实用性兼具的设计思路， 从而提升建筑物整体的艺术感和价值，打造精品工程。
参考文献
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[2] 苑海洋.建筑幕墙设计的问题与对策探析[J].江西建材,2014,(14):14.