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幕墙设计范文1
石材幕墙的深化设计通常根据设计方提供的图纸确定石材的精确分格尺寸、颜色、材质、嵌缝材料等，并绘出尺寸详尽的石材立面图及各复杂部位的节点详图，然后依各单块石材的重量、尺寸及抗震、抗风压等各项要求，进行相关的力学计算，确定石材的干挂方式及龙骨体系、埋件、连接件等的尺寸规格。并在有条件的情况下，对计算结果进行现场的力学性能试验，以确保石材幕墙的平安性。
1.石材的选择
对于深化设计而言，应配合设计单位和建设方的工作，根据设计方对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求，向建设方提供各种石材样本，以协助其尽快确定所用石材。通常要在对几种石材的选择中，应依据所把握的石材资料，重点考虑拟用石材的表面特征、颜色和纹理等技术性能指标。尽管石材供给商已给出了石材的物理性能指标，但石材作为一种天然材料其物理性质变化很大，因此必须重新确认，以便为石材的设计确立相应的设计指标。
2.干挂方式的选择
石材的干挂方式有钢销式、通槽式、短槽式、背栓式等几种形式，较常用的有短槽式和背栓式两种，其悬挂方式如图1所示，比较而言，短槽式成本较低但平安性不如背栓式，通常用于石材重量不太大或平安系数要求不太高时；背栓式干挂牢靠稳定，但成本较高，用于较大块石材（厚度30㎜时石材面积大于1.5㎡）或对石材平安性能要求较高时。
3.石材及干挂体系的力学计算
首先确定幕墙所受的荷载及功能形式，然后确定石材的干挂方式，进而确定石材板块的计算模型，进行受力平安性计算，最后根据干挂体系所受荷载值确定干挂体系的构造形式和所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺寸。石材及其干挂体系的设计应符合国家行业标准《金属和石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001的要求。
3.1荷载的确定
计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载，并根据荷载功能方式对其进行组合。其相应分项系数及组合系数都应严格按规范要求取用，对某些非凡的建筑物，设计说明书中对相应荷载计算取值会有非凡要求，在计算时应和规范对照取其最大值。对干挂体系进行计算时，应根据刚体的力的传递的特性，确定其所受荷载进行力学计算。有时。一些荷载不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。
3.2石材的计算
石材的计算主要包括挂板板块自身的抗弯计算和挂板和挂件销钉连接处的抗剪计算。有时还应计算石材的热裂应力。计算方式和石材的干挂方式有关，本文以背栓式干挂石材固定体系来说明。石材板所受荷载包括水平向的风荷载和地震荷载，竖向的地震荷载和石材自重。以及温度变化产生的热裂应力。背栓式干挂石材典型的安装体系是通过上下各2组（共4组）挂件将石材固定，其中石材上边两组挂件起支承石材重量及在垂直于石材平面的方向上约束石材的功能，下边的两组挂件只是在垂直于石材平面的方向上起约束石材的功能。对石材进行抗弯计算时，应按四点支撑板计算其应力。其计算边长a0、b0如图2所示。所得最大弯曲应力设计值不应超过石材板的抗弯强度设计值；对背栓挂件在石材板上产生的剪应力进行抗剪计算时，一般根据相应的经验公式进行计算，要求石板所受剪应力标准值不大于板材抗剪强度设计值。应注重的是，竖向剪应力只有上排的两组挂件承担，而不是由全部四组挂件共同承担。
3.3干挂体系的设计
在石材幕墙工程中，石材干挂体系的设计一般由施工单位独立完成，由于幕墙作为悬挂体系的特性，干挂体系的设计决定着幕墙的结构平安，有着非凡的重要性，而又因为其属于隐蔽工程，尤其应得到足够的重视。
干挂石材体系力的传递
板材中的最大应力可通过简化计算方法或有元程序计算得出。值得强调的是，有些非凡的石材由于其独特的纹理特性而使石材在沿板长及板高方向的强度具有非常明显厂的差异，须分别对这两个不同的强度方向进行计算。另外，在计算石材于某一点达到某方向的最大应力的同时，必须计算其在垂直方向上的应力。
石材的答应应力
根据前述石材物理性能试验，可得到相应的石材强度指标。通常用于建筑物干挂石材的有花岗岩、大理石和石灰石等，根据各种石材特有的性能特征及施工经验在对上述石材进行力学计算是采用的平安系数应有所不同。美国各种石材的工业协会对于相应的石材都给出了推荐使用的平安系数。如对于石灰石，美国石灰石行业推荐的设计平安系数值为8。用实验的出的石材弯曲强度及压缩强度除以相应的设计平安系数，即可得到时常的答应应力。
3.4石材板块自身的抗弯验算
对于各向异性的石材，石材板块姿势的抗弯验算分为两种情况。一是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力为零，只要此最大应力小于对应方向上的石材答应应力则石材板块自身的抗弯性能满足要求，反之则不满足。二是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力不为零，则验算时也应该同时考虑此应力。这时可以应用内摩擦理论，设一个方向为X，另一个垂直的方向为Y，在满足下列公式时，则石材板块自身的抗弯性能满足要求，反之则不满足。
3.5销钉孔处石材的抗剪验算
先根据销钉孔的深度、石材板块的厚度等几何参数算出销钉孔处的深度、石材板块的厚度等几何参数反之则不满足。
4.石材物理性能试验
在为一个工程项目的石材做试验建立设计指标时，必须取能代表所用石材的试样，或者直接从将要用于建筑物的石材中挑选试样。干挂石材的物理性能主要包括弯曲强度、断裂模量、压缩强度、吸水率及体积密度，这些指标均可通过标准试验方法获得，而相应的标准中都有指定的最小物理性能指标。
5.现场受力性能试验
干挂石材理论计算的模型究竟和现场时常的实际受力情况有所不同，为验证理论计算结果的准确性，必须在施工现场按拟采用的干挂石材的固定体系固定石材，然后对其逐步施加设计规定的荷载并观察记录其整体受力性能。最后按试验对力学计算结果进行分析和探究，以确保干挂石材在实际使用过程中确实具有相当的平安度。
6、施工图设计
干挂石材施工图设计的依据为摘要：建筑平面图、立面图、节点大样图、其他专业需和干挂石材配合的有关图纸及其他要求和干挂石材的计算书。施工图设计必须做到既满足建筑师的要求，又要和现场的实际情况相吻合，施工图设计主要包括石材的安装立面图设计、石材节点大样图设计、石材的加工详图设计等。
1、安装立面图设计摘要：根据建筑立面图的板块分格要求，在各立面上将不同外形或不同尺寸的石材分别独立编号，编号应确保唯一并方便实用，所设计的石材安装立面图应清洗表达出各立面上所有不同种类的石材板块。若工程的体形较复杂，为查找干挂石材立面图纸方便，还应设计干挂石材安装立面图的位置索引图，清楚的表示出建筑物每个区域墙面对应的挂板立面编号图编号。
幕墙设计范文2
1. 石材的选择
石材的选择，应根据建筑设计师对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求，向建设方提供石材样本，以协助其尽快确定所用石材。通常要应依据所掌握的石材资料，重点考虑拟用石材的表面特征、颜色和纹理等技术性能指标。尽管石材供应商已给出了石材的物理性能指标，但石材作为一种天然材料其物理性质变化很大，因此必须重新确认，以便为石材的设计确立相应的设计指标。
2. 干挂方式的选择
石材的干挂方式有钢销式、通槽式、短槽式、背栓式等几种形式，较常用的有短槽式和背栓式两种，比较而言，短槽式成本较低但安全性不如背栓式，通常用于石材重量不太大或安全系数要求不太高时；背栓式干挂牢靠稳定，但成本较高，用于较大块石材（厚度30mm时石材面积大于1.5m2）或对石材安全性能要求较高时。
3. 石材及干挂体系的力学计算
首先确定幕墙所受的荷载及作用形式，然后确定石材的干挂方式，进而确定石材板块的计算模型，进行受力安全性计算，最后根据干挂体系所受荷载值确定干挂体系的构造形式和所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺寸。石材及其干挂体系的设计应符合国家行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133－2001的要求。
3.1荷载的确定
计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载，并根据荷载作用方式对其进行组合。对某些特殊的建筑物，设计说明书中对相应荷载计算取值会有特殊要求，在计算时应和规范对照取其最大值。对干挂体系进行计算时，应根据刚体的力的传递的特性，确定其所受荷载进行力学计算。对一些荷载不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。
3.2石材的计算
石材的计算主要包括石材自身的抗弯计算和石材与挂件销钉连接处的抗剪计算。有时还应计算石材的热裂应力。计算方式与石材的干挂方式有关，本文以背栓式干挂石材固定体系来说明。石材板所受荷载包括水平向的风荷载和地震荷载，竖向的地震荷载和石材自重。以及温度变化产生的热裂应力。背栓式干挂石材典型的安装体系是通过上下各2组（共4组）挂件将石材固定，其中石材上边两组挂件起支承石材重量及在垂直于石材平面的方向上约束石材的作用，下边的两组挂件只是在垂直于石材平面的方向上起约束石材的作用。对石材进行抗弯计算时，应按四点支撑板计算其应力。所得最大弯曲应力设计值不应超过石材板的抗弯强度设计值；对背栓挂件在石材板上产生的剪应力进行抗剪计算时，根据相应的经验公式进行计算，石板所受剪应力标准值不大于板材抗剪强度设计值。应注意的是，竖向剪应力只有上排的两组挂件承担，而不是由全部四组挂件共同承担。
3.3干挂体系的设计
在石材幕墙工程中，石材干挂体系的设计一般由施工单位独立完成，由于幕墙作为悬挂体系的特性，干挂体系的设计决定着幕墙的结构安全，应得到足够的重视。
干挂石材体系力的传递
板材中的最大应力可通过简化计算方法或有限元程序计算得出。值得强调的是有些特殊的石材由于其独特的纹理特性而使石材在沿板长及板高方向的强度具有明显的差异，须分别对这两个不同的强度方向进行计算。另外，在计算石材于某一点达到某方向的最大应力的同时，必须计算其在垂直方向上的应力。
3.4石材板块自身的抗弯验算
对于各向异性的石材，石材板块姿势的抗弯验算分为两种情况。一是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力为零，只要此最大应力小于对应方向上的石材允许应力则石材板块自身的抗弯性能满足要求，反之则不满足。二是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力不为零，则验算时也应该同时考虑此应力。
4. 石材物理性能试验
在为一个工程项目的石材做试验建立设计指标时，必须取能代表所用石材的试样，或者直接从将要用于建筑物的石材中挑选试样。干挂石材的物理性能主要包括弯曲强度、断裂模量、压缩强度、吸水率及体积密度，这些指标均可通过标准试验方法获得，而相应的标准中都有指定的最小物理性能指标。
5. 现场受力性能试验
干挂石材理论计算的模型毕竟与现场时常的实际受力情况有所不同，为验证理论计算结果的准确性，必须在施工现场按拟采用的干挂石材的固定体系固定石材，对其逐步施加设计规定的荷载并观察记录其整体受力性能。最后按试验对力学计算结果进行分析和研究，以确保干挂石材在实际使用过程中确实具有相当的安全度。
6. 施工图设计
干挂石材施工图设计的依据为：建筑平面图、立面图、节点大样图、其他专业需与干挂石材配合的有关图纸及其他要求和干挂石材的计算书。施工图设计必须做到既满足建筑师的要求，又要与现场的实际情况相吻合，施工图设计主要包括石材的安装立面图设计、石材节点大样图设计、石材的加工详图设计等。
6.1安装立面图设计：根据建筑立面图的板块分格要求，在各立面上将不同形状或不同尺寸的石材分别独立编号，编号应确保唯一并方便实用，所设计的石材安装立面图应清洗表达出各立面上所有不同种类的石材板块。
幕墙设计范文3
关键词：玻璃幕墙；遮阳；设计
中图分类号：S611文献标识码： A
一、引言
玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代高层建筑时代的显著特征，玻璃幕墙不仅实现了建筑护结构中墙体与门窗的合二为一，而且把建筑围护结构的使用功能与装饰功能巧妙地融为一体，使建筑更具现代感和装饰艺术性。玻璃幕墙的这种良好特性，使它一经问世就得到人们的重视和青睐。
建筑幕墙不同于填充墙，它是由面板和支承结构组成的完整的结构系统;它在自身平面内可以承受较大的变形或者相对于主体结构可以有足够的位移能力;它是不分担主体结构所受的荷载和作用的围护结构。幕墙通常由面板(玻璃、铝板、石板、陶瓷板等)玻璃组件据资料介绍普通玻璃应用于建筑上，有1/3能量是通过玻璃的传导而损失的。玻璃幕墙在提供良好采光的同时却又带来了采暖与制冷能耗高的隐患，这是建筑能耗的一个薄弱环节。因此，研究玻璃幕墙的节能设计对建筑节能工作的开展有重要意义。
二、玻璃幕墙遮阳设计的必要性
人们正面对着资源枯竭、环境恶化、生态破坏等一系列问题。据统计，在发展中国家，建筑能耗占总能耗的27.6%，随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，这个比例会不断增长。强调低污染、低耗能的绿色环保建筑应顺应时代的要求，我国颂布了一系列法规和政策对建筑节能和使用资源做出了规定。玻璃幕墙遮阳设计是十分必要。建筑结构的节能设计，由开窗、遮阳到隔热材料等因素环环相扣，这些因素影响建筑物的耗能。主要因素有：
1、窗墙开窗率是影响外墙节能的最重要因素之一，减少窗口面积率也是降低能源重要的手段之一，但考虑到确保有充足的自然采光，以免会产生心理的封闭感。但对玻璃幕墙透明效果的追求，可以通过减少窗口面积或提高遮光来满足能源需求。
2、外遮阳和玻璃遮蔽是影响外墙节能的第二重要因素，玻璃材料和外部遮阳效果可能会受屏蔽率大小的影响，但安装遮阳板后效果比较明显。玻璃材料可以选择反射性玻璃，高反射率玻璃和吸热玻璃（但反射率反光太多会造成眩光污染）。
3、建筑朝向是影响外墙节能设计的第三要素（总体比例占12%）。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒。建筑应朝北南方向配置。
三、遮阳的作用与效果
由于玻璃幕墙由玻璃和金属结构组成，而玻璃表面换热性强，热透射率高，故对室内热条件有极大的影响。在夏季，阳光透过玻璃射入室内，是造成室内过热的主要原因。特别在南方炎热地区，如果人体再受到阳光的直接照射，将会感到炎热难受。在玻璃幕墙上设置遮阳系统，可以最大限度减少阳光的直接照射，从而避免室内过热，是炎热地区建筑防热的主要措施之一。
四、遮阳的形式及构造设计
遮有防止太阳辐射、避免产生眩光、改善室内环境气候、及建筑外观上光影美学效果之功能，但也对室内的采光、通风带来不同层次的影响。遮阳系统本身而言，根据位置分为外部遮阳与内部遮阳，其中又可分为活动式遮阳及固定式遮阳。就遮阳形式来分，一般分为四种：水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。
根据地区的气候特点和房间的使用要求，可以把遮阳作为永久性的或临时性的。永久性的就是在玻璃幕墙内外设置各种形式的遮阳板和遮阳帘，临时性的就是在玻璃的内外设置轻便的布帘，竹帘，软百页，帆布蓬等。
五、遮阳系统智能化设计
智能遮阳系统是建筑智能化系统不可或缺的一部分。遮阳系统为改善室内环境而设。如今一种新型的玻璃幕墙智能玻璃幕墙技术先后在德国、英国等西欧国家得到发展。
智能玻璃幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙一一热通道幕墙。它主要由一个单层玻璃幕糟和一个双层玻璃幕墙组成。在两个幕墙中间有一个缓冲区，在缓冲区的上下两端有进风和排风设施。幕墙工作原理在于冬天内外两层幕墙中间的热通道，由于阳光的照射温度升高，像一个温室。这样等于提高了内侧幕墙的外表面温度，减少了建筑物采暧的运行费用。夏天内外两层幕墙中的热通道内温度很高，这时打开热通道上下两端的进排风口，在热通道内由于热效应产生气流，运动的气流带走通道内的热量，这样可以降低内侧幕墙的外表面温度，减少空调负荷，节省能源。通过将外侧幕墙设计成封闭式，内侧幕墙设计成开启式，通道内上下两端进排风口的调节使通道内形成负压，利用室内两侧幕墙的压差和开启扇可以在建筑物内形成气流，进行通风。由于智能玻璃幕墙为3层玻璃，外侧为全封闭式，可大大减少外界噪声对建筑内部的干扰。在通道内中增加日光控制装置（如百叶、光反射板、热反射板等），可以满足建筑自然采光的要求。智能玻璃幕墙从设计构思、内容组成和工作过程各方面看都是一个各专业协调合作的多功能系统，它与传统玻璃幕墙有很大差别。
六、玻璃幕墙遮阳形式设计
如果没有有效的外遮阳措施来配合，玻璃的温室效应往往会造成夏季室内过热，特别是对于窗墙比较大的东、西、南立面。玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射,但是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。遮阳形式来分，一般分为四种:水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式遮阳。
(1)水平式遮阳在玻璃前采用伸出重叠的平板这种形式的遮阳，能有效地遮挡太阳高度角较大的，从玻璃幕墙上方投射下来的阳光。故它适用于南向的玻璃幕墙建筑物。
(2)垂直式遮阳。设于玻璃前之凸出板的垂直式遮阳，能有效地遮挡角度较小的，从玻璃窗侧斜射进来的阳光。但对于角度较大的，从玻璃窗上面射下来的阳光，或接近日出、日没时平射的阳光，它不起遮挡作用。故垂直式的遮阳主要适用于东北、北和西北向附近的玻璃幕墙建筑。
(3)综合式遮阳。能有效地遮挡高度角中等的，从玻璃窗前射下来的阳光。遮阳效果比较均匀，故它适用于东南或西南向的玻璃幕墙建筑。综合式遮阳既有水平遮阳构件，又有垂直遮阳构件，能有效地遮挡高度角中等的从玻璃窗前射下来的阳光。遮阳效果比较均匀,适用于东南或西南向的玻璃幕墙。
(4)挡板式遮阳这种形式的遮阳，能有效地遮挡高度角较小的，正射窗口的阳光。故它主要用于东西向的玻璃幕墙建筑。由于遮阳系统对室内采光、通风及冬季日照等亦带来不同层次的影响。目前出现一种遮阳采光系统，其采用遮阳板和导光板组合的遮采光系统，形式一般为在建筑玻璃幕墙或窗上部装设一水平遮阳设施，其功用除了可直接阻碍太阳的直射光热外，更可间接利用遮阳板设计将太阳光反射至天花板，再经天花板将自然光导入室内较深处。
结束语
在节能问题日益受到重视的今天, 玻璃幕墙的设计首先应该考虑遮阳设计。玻璃幕墙的遮阳系统设计的好坏, 不仅影响建筑本身的使用, 也影响建筑物的外观。因此建筑师在建筑设计的同时应充分考虑遮阳的设计, 让遮阳设施成为建筑不可分割的一部分, 而不仅仅将其作为一个遮阳的附属物, 或者是一个装饰构件。目前, 许多幕墙公司也在积极与建筑师合作, 进行遮阳方面的研究, 以促进玻璃幕墙向更好的方面发展。总之，玻璃幕墙的遮阳设计涉及因素众多，不仅与形式有关，而且与构造设计也有很大的关联，需要设计人员在工作实践中不断摸索和总结。
参考文献
幕墙设计范文4
关键词：幕墙工程，投标；优化设计
中图分类号：TU723.2文献标识码： A 文章编号：
建筑幕墙作为一个新兴的行业，近年来逐渐被社会认可，并在建筑外装饰工程当中得到广泛的应用。
在我国现阶段，幕墙的招标方式，大都采用技术分与商务分总评的综合评标法。作为招标方，大多数对低报价感兴趣。而投标单位为了中标，必然会权衡技术竞争力与价格竞争力的因素。在日益建筑幕墙造价的压力和经济因素作为首要考虑因素下，为了提高投标的竞争力，以低价打动业主的同时也要保证项目获得较好的建筑效果。因此，要求我们设计师构思一种构造简明、性能卓越、价格合理、易于加工、方便安装的设计。从整体来考虑，设计师不但要权衡各项参数，考虑设计目标、各项构件的作用、经济因素等的影响，还要考虑施工安装的分项过程、工序分解和降低成本的各组因素。而最终与这些因素挂钩的是工程项目造价。
工程项目造价的控制应贯穿于项目建设的全过程，它是建筑产品的总造价，是反映建筑产品的经济效益、社会效益非常重要的综合指标。而在初步设计阶段影响的可能性约50％-80％，由此可知，项目投资的关键在于施工前的决策和设计阶段，而项目决策后控制项目投资就在于设计控制。
通常情况下我们把设计阶段为两个阶段，即初步设计（包括技术设计）阶段和施工图设计阶段。初步设计阶段是控制基本建设投资规模和工程造价的最主要环节之一。现在就建筑幕墙工程设计阶段的优化设计以及成本控制方面谈谈自己的一些心得与见解。
现阶段，大部分的大型幕墙工程项目业主方都会请顾问公司来进行招标图设计。作为投标方，主要的任务是对招标文件和招标图的理解、响应应及报价，最终能否报出一个具有竞争力的报价，其中优化设计尤为重要。所以优化设计是技术设计阶段成本控制的有效办法，也是投标过程中重要的环节。
优化设计，牵涉到的环节很多，其中主要体现在以下几方面：
一、对项目的理解和定位，
二、与业主及设计院的密切沟通，
三、系统构造优化以及优化细节的把握，
四、对相关材料的认识与应用等等……，
个人认为，只要做好以上几个方面工作，作为投标方，是能做出一个价廉物美、富有竞争力的报价。
一、对项目的理解和定位
对投标的建设项目定位要准确。在制定优化设计方案前我们应当充分与业主沟通，在业主允许的条件下，根据该建设项目的功能、建筑档次及业主的经济实力策划出一套行之有效的优化设计方案。它主要包括幕墙工程的种类、结构形式、不同材料组合及材料品牌档次。
我们知道，建筑幕墙工程结构形式和材料种类较多，如单元式、框架式，全隐框幕墙、半隐框幕墙、明框幕墙、全玻璃幕墙、点支式玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙等，这些因素直接影响工程的外装饰形象和工程总造价。在对工程定位时，我们应避免一味追求高档次结构和材料，致使工程造价超出业主工程概算，无法做出一套合理的报价。同时又要避免采用落后结构降低工程档次，从而影响工程形象，因此应该因工程而宜准确地将其定位在适当合理的档次上。通过对项目的理解和定位，投标方的投标成果业主可能更易于接受，从而提高投标的中标率。
二、与业主及设计院密切沟通
在方案设计中我们应当科学合理的尊重建筑师的设计。但在方案优化设计过程中，我们经常发现原建筑设计要求与现行建筑幕墙行业规范不符，又或者原建筑设计存在很多不合理和严重浪费的情况。这时，我们应当以幕墙专业设计的角度及时准确地与业主和设计院沟通，使他们更深刻地了解我们的技术能力和水平，也让业主感觉到我们是站在他们的立场为他们解决问题，降低成本。同时，对于一些可改可不改但又影响成本的设计，我们应该及时与业主和设计院沟通，说明其利害关系，一来取得了业主的信任，二来可以有效减低投标造价，为方案优化设计和中标打下良好的基础。
三、系统构造优化以及优化细节的把握
在对项目有准确的理解和定位，与业主及设计院有良好沟通的前提基础上，接下来就是很关键的一个环节----系统构造优化以及优化细节的把握。首先，在优化工作进行之前，我们先要明确可优化的范围和项目。这个要求我们的设计师要熟读招标文件、技术文件以及相关的答疑文件。一般来说，完善成熟的招标项目都会有统一的优化框架和平台。因此，项目投标能否报出富有竞争力的报价，就要求我们设计师对系统构造优化以及优化细节有很好的把握。
系统构造优化，以国外一些大型幕墙顾问公司出的招标图纸为例，他们的要求基本都是在不改变原有设计方案的前提下进行深化设计报价的。对于类似的幕墙设计顾问，我们在优化设计的时候就要做到胆大心细。首先，无可否认，他们的设计方案经过多年的沉淀和实例工程验证是成熟的。根据多年来和顾问打交道的经验，设计师如果在投标的过程中改变了他们的设计方案，接下来一般会遇到不少麻烦，最后基本还得改回他们的设计方案。
因此，我们在投标优化设计的时候，精力尽量不要放在修改他们的设计方案上面。当然，如果顾问要求提供备选设计方案及报价的情况除外。其次，他们可视部位的外观尺寸基本也不能改变，因为建筑师是非常痛恨别人修改它的外观尺寸。在这样的情况下，我们能做的是想办法在基本设计方案不变、外观尺寸不变的前提下完成优化设计。虽然也有不少顾问也要求不能改变构件的壁厚，避免发生安全事故。其实不然，在众多投标项目看来，系统构件的壁厚大部分都是可以优化的，譬如横梁、立柱等受力构件，在保证外观尺寸、满足结构受力安全的前提下，设计师可以根据规范的要求合理进行优化。特别在一些装饰性的构件上面，顾问公司常常做的异常的笨重繁琐和耗料，这是我们设计师优化设计的方向，但前提是保证外观尺寸。同时，在系统细部构造方面，特别是系统的内部构造，由于外观尺寸已经是不可以改变的，那简化内部的构造以及壁厚的优化尤为重要。但前提是保证系统的物理性能、使用性能不受破坏的前提下进行。最后，对一些在不可视区域的构件，大胆考虑，包括截面、壁厚、做法等都是进行优化设计的，毕竟在不可视区域，顾问不会非常敏感，前提是我们的做法合理、安全、先进，顾问都基本能接受。
优化设计细节，这个是设计师综合能力的体现，要求我们对设计以及优化的每个细节做到细处，在满足建筑师以及结构安全的前提下，把系统做得更加简洁、合理，体现出更高的性价比，而最终体现在更富有竞争力的报价上面来。
我们知道，幕墙的成本主要构成部分为材料成本，而材料成本一般主要是铝合金型材成本。铝合金型材的成本取决于幕墙的设计，不同的幕墙形式，其造价会不同。而相同的幕墙形式，不同的设计方案，工程造价也是不一样。如何合理的去设计和优化幕墙的铝型材，降低材料使用是我们每个设计师都要面临的问题。
首先从大方面来说，对不限制型材截面和做法的工程项目。以一栋高层建筑，单一的幕墙系统做来例子，常规的做法是至上而下都是用同一个幕墙系统，立柱及横料都是用同一截面。但从经济成本的角度来说，这样的做法是不够合理的，因为，在不同建筑标高对应着不同的风压，风压不一样意味着幕墙系统承受着不同的荷载。所以，我们可以考虑在不同建筑标高段采用不同的型材截面，这样做虽然增加了开模的费用，但对应高层建筑项目来说，铝型材的用量巨大，通过这种方式反而使铝型材的用量大大减少了，降低工程造价成本。
大家知道，规范对铝合金立柱和横梁的壁厚是有规定的。对铝合金立柱，截面开口部位的厚度不应小于3.0mm，闭口部位的厚度不应小于2.5mm。在设计的时候要充分考虑由此带来的型材用量的变化。而对铝合金横梁，当横梁跨度大于1.2m的时候，横梁截面主要受力部位的厚度不应小于2.5mm，当横梁跨度小于1.2m的时候，横梁截面主要受力部位的厚度不应小于2.0mm。这个很关键，譬如我们在设计一个幕墙分格的时候，横向分格尽量尺寸不要大过1.2m，以接近1.2m为宜，这样可以达到更好的性价比，铝型材用量更少。
铝合金装饰构件，分小装饰构件和大装饰构件。它们一般只有装饰或遮阳的功能，基本是不参与结构受力的。小构件譬如扣盖、装饰封边等，在自身强度足够、平面平整度有保证、使用功能不受影响、挤压条件满足的前提下越薄越好。而大装饰构件，要充分考虑由于挤压工艺要求所带来的影响。装饰构件越大，壁厚要求就越厚，可以考拆分成几个小的模具进行挤压，最后通过拼装的方式形成大装饰构件，可以达到省钱的目的。当然，这些优化设计上的改变，都是要在业主和设计院认同的前提下行进。还有一种思路，根据情况合理的把这些装饰构件和主受力构件综合设计，使其参与结构的受力也是节约成本的一种办法。
铝合金型材牌号和处理状态的选用，合理的选用材料牌号和处理状态可以有效减少型材的用量。大家知道，铝合金不同的材料牌号，不同的处理状态，材料的受力性能也不同，其市场价格也有差异。因此，我们在设计的时候要根据情况，综合考虑材料价格以及用量，来确定使用什么牌号和处理状态的材料。以铝合金型材为例，采用高牌号的铝合金型材可能价格相对会高点，但由于该材料的强度大，其用量可能大大减少了，成本反而降低。譬如在一些大风压的地区，立柱一般是由强度控制的，如果选用T5的铝合金型材（价格相对较低），当计算强度不够的时候，很多设计师都习惯性的通过加大截面来满足强度的要求，缺忽略了铝合金型材可以通过选择材料的不同牌号和处理状态来提高材料的强度这个细节。其实，如果合理的选用T6的铝合金型材，强度就可能已经满足，无需通过加大型材截面来弥补强度的不够，从而降低型材的用量。
在相同的条件下，幕墙的铝型材成本，取决于单位面积所用的铝型材用量，也就是取决于型材的截面积。所以，在满足荷载要求的前提下，如何减小型材的截面积，是优化设计的一个重点细节。在截面积不变的情况下，可以通过不同的截面设计，采用合理的截面形状、壁厚及内腔构造，来提高型材的受力性能，从而降低单位面积所用的铝型材用量。所以说，设计师在细部优化设计的时候，如何设计截面使该构件达到最大的受力性能也是节约成本的一种有效办法。
当然，有效降低成本的办法还可以从面板材料、硅酮胶、五金件、辅材等方面进行控制和优化。在这里就不一一做详细的介绍。
四、对相关材料的认识和应用
要成为一名优秀的幕墙装饰设计人员，既要掌握建筑幕墙的各种结构设计，构造设计，细节设计，又要掌握各种外装饰材料的规格、性能、和施工工艺，并大胆的运用各种新材料，这样才能设计出完美的作品，才做出经济实惠的优化设计。
譬如，在某个工程中，原建筑设计的铝板分格为2500×4000mm，这种现象就是建筑师可能没有全面掌握外装饰原材料的生产工艺造成的。如果我们的设计师也没有掌握铝板的生产工艺和规格，就很容易照搬建筑师的分格去设计。而目前的铝板原材料的常用规格为1220X2440，短边的宽度可以适当增加，但厂家会根据客户的要求按照增加不同的尺寸加收超宽的费用，而且2500mm的铝板宽度基本还是做不出来的。这样一来，如果中标了，不但方案实施不了，还造成了不必要的成本增加，更谈不上成本的优化了。
大胆的运用各种新材料同样可以做到节约成本，在某个工程当中，原设计在层间梁不透光部位用的是单片钢化玻璃+50mm厚保温棉+2mm厚的铝单板。这个配置是比较常规的设计，但设计师如果对新的材料比较了解，可能就会有其他新的优化设计方案。为何不尝试一下改用一些新兴材料来代替2mm厚铝单板？在业主和设计院同意的情况下，采用单片玻璃+50mm厚保温棉+硅酸钙板（FC板）的做法，硅酸钙板（FC板）比铝单板背衬板的价格也低得多。对于大面积的公共建筑，这里面优化下来的成本不是个小数目。
幕墙设计范文5
关键词：玻璃幕墙；节能
中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：
一、传热节能分析
高导热的玻璃不可缺少的透明材料，建筑玻璃幕墙的室内热量传递如果不能有效地处理将不可避免地导致能源浪费。夏天太阳热辐射的穿透玻璃室，室内温度升高的同时，导致空调冷负荷的过热温度的增加，从而防止太阳能辐射尽可能少进入室内的关键是要解决的问题，这是比较高的遮光玻璃幕墙和窗口系数;冬季，利用太阳辐射加强对房间的温度，以帮助降低采暖能耗，有利于建筑节能和可持续发展，因此，通过减少玻璃门窗幕墙的传热系数，以减少传热温差是一个重要的方式，以节省能源。
因此，传导和对流的传热系数来衡量的传热能力，遮阳系数来测量辐射传热能力。具体方法可以概括的玻璃门窗幕墙的传热系数，以减少和控制玻璃幕墙及遮阳系数的值。
二、降低传热系数
（一）提高玻璃热阻
中空玻璃，一般由两片(或三片)玻璃与空气层组合而成，有的采用暖边间隔条，中空层填充惰性气体或抽成真空，具有较高的性能，可以有效地提高玻璃热阻。因其具有优越的保温与隔声特质，很大程度上阻止了由门窗引起的热交换，降低了空调的能耗，限制了表面冷凝现象的发生，为工作和生活提供了舒适的室内环境。然而，采用中空玻璃需要注意气体间层的厚度设置：幕墙用中空玻璃间层厚度应不小于9mm、不大于20mm，以12mm或以上为宜。
（二）提高金属型材热阻
提高金属型材热阻的主要方式是选择断桥隔热型节能型材。断桥铝型材的隔热原理是基于产生一个连续的隔热区域，利用隔热条将铝合金型材分隔成两个部分。隔热条选用聚酰胺尼龙66，具有远小于铝合金的传热系数——0.3W/(m2·K)，却有与铝合金相当的力学性能指标。
（三）提高玻璃幕墙及窗的气密性
提高玻璃幕墙及窗的气密性，减少室内外空气对流传热，应采用弹性好、耐久的密封条密封或密封胶密封玻璃面板四周，双道或多道密封开启扇和单元式幕墙的单元板块间，同时，采取措施对单元板块的纵横交错缝进行密封，密封条应当在单元板块安装就位后保持压缩状态。
（四）采用双层幕墙系统
采用性能更为优异的双层幕墙系统。双层玻璃幕墙由内、外两层玻璃幕墙构成，外层幕墙设置进风口和出风口，幕墙中间形成一个通道便于空气流通。外层幕墙的形式多为隐框、明框和点式玻璃幕墙，内层幕墙以明框幕墙或铝合金门窗为主。双层玻璃幕墙是由内、外2层玻璃幕墙组成，2层幕墙中间形成一个通道,同时在外层幕墙设置进风口和出风口见图1。为了使立面通透、视野开阔,内层幕墙一般可采用悬窗结构形式。还有一种方法是设置通风器,通风器可安装在幕墙的顶部,使得控制方便,通风换气更自然、柔和,使人更加舒适。与传统玻璃幕墙相比,双层玻璃幕墙独特的夹层设计,不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能,更重要的是,为遮阳构件提供一个栖身之地,使之既能有效遮阳,又不破坏建筑外观。
图1 双层玻璃幕墙构造图
双层幕墙的节能原理在于以下两点：“烟囱效应”——夏季可利用自然通风降低室内温度：阳光照射过程中，空气在通道中被逐渐加热以产生自下而上地的流动现象，热空气被源源不断地带走，冷空气进入室内，达到降温目的。同时，双层幕墙的结构本身具有一定的遮阳功能，有利于减少阳光的辐射热量和室内环境的降温负荷；温室效应——冬季产生此效应以提高保温性能，降低采暖能耗。关闭外层幕墙的通风口，使通道内部的空气在阳光照射下不断升温，平衡室内外温度，减小温差和对外传热，起到保温功能，从而降低了室内取暖的相关费用。
三、控制遮阳系数
传热系数是衡量护结构热工性能的重要参数。同样，遮阳系数也是进行该项分析时不容忽略的主要指标。遮阳系数就是透过实际护结构（玻璃幕墙及窗）的太阳辐射热量和透过标准窗玻璃（我国为3mm普通平板玻璃的平均值）的太阳辐射热量的比值。遮阳系数越大，穿透护结构的太阳辐射热量越多，防热效果越差。反之，越小的遮阳系数具有越明显的防热效果。遮阳系数不仅受到遮阳系统构造形式和材料性能的影响，与建筑朝向和所处地区环境等多种因素均有关联。
（一）遮阳系统的作用
（1）屏蔽部分太阳辐射
屏蔽部分太阳辐射，减少太阳辐射对室内环境的影响。当然，冬天需要太阳辐射热的时候，遮阳系统可能会产生负面影响。这就要求，在选择遮阳系统的构造形式时应当充分考虑适宜性，是否符合建筑所处地区环境特点、朝向等因素，同时可以选择可活动的遮阳形式，如卷帘式遮阳、活动百叶窗等，方便调节，易于频繁移动，可随时适应不同的辐射需求。
（2）防止眩光
阻挡漫反射直射到玻璃面上的阳光以及玻璃反射光，防止产生眩光。遮阳系统使室内照度分布相对均匀，有利于保护人的视觉器官。针对室外环境而言，遮阳系统不仅对玻璃幕墙的反射光起到削弱作用，而且对高反射率的镀膜玻璃的反射光具有更为显著的屏蔽能力，有效降低了玻璃幕墙引起的大面积光污染的发生率。当然，遮阳系统也存在不利影响，比如会造成室内照度降低，尤其在阴雨天更为明显。
（3）影响室内通风及玻璃表面换热
遮阳系统的构造形式不同，其对室内的通风产生的影响也不尽相同。在正常情况下，遮阳系统可以降低风速，减少通风量，当然在室外风速较大时有一定的好处。遮阳设施对玻璃表面上升的热空气有一定的阻碍作用，影响热交换，因此，在构造设计时应当于遮阳设施和玻璃表面间预留一定距离的空间以便于气流的流通和交换。
（4）丰富建筑外观表达效果
传统玻璃幕墙大多是较为平板化的视觉形式，缺乏必要的视觉细节，利用不同形式的遮阳系统可以丰富墙体的光影效果，体现现代建筑的阴阳美感和舞动节奏。
（二）遮阳系统的主要形式
划分玻璃幕墙及窗的遮阳系统的标准多种多样，按其所在位置主要有以下形式。
（1）外部遮阳：在玻璃幕墙外部采用类似于传统形式的遮阳体系，如百叶窗 、遮阳板 、遮阳卷帘、格栅等，以阻挡炎热季节的太阳辐射。由于暴露在室外，此时的遮阳构件需要具备可以抵抗风雨等外界影响的特性，对结构强度和耐久性提出较高要求；
（2）在双层玻璃间采用机械控制的百叶、遮阳卷帘。这种模式的优点在于可使百叶及卷帘免受风雨侵蚀；
（3）内部遮阳，在玻璃幕墙内侧采用传统的遮阳百叶、遮阳卷帘等。
除了从建筑构件方式的选择入手以外，还可以着眼于整体设计中的生态化方式解决遮阳问题。如在较低的玻璃幕墙范围（一、二层高左右）内，植物遮阳是较为提倡的方式之一，这种方式更符合可持续发展理念，迎合低碳的时代主题。在玻璃幕墙前种植落叶植物，根据不同季节可以形成较大阴影或稀疏的枝干空间，为夏季提供遮阳以降低幕墙周围温度，为冬季提供日照以温暖室内环境。
幕墙设计范文6
关键词：单元式幕墙；框架式幕墙；雨幕原理
一、建筑幕墙阐述
幕墙接其材料可分为铝台金玻璃幕墙、铝板幕墙（铝舍金单板或复舍铝板）钢板幕墙，石板幕墙、陶瓷板幕墙以及用上述材料组合而成的组合式幕墙。按外形可分为：平直幕墙、折线幕墙、圆弧幕墙、曲面幕墙、异形幕墙等。按结构形式可分为：有框幕墙、隐框幕墙和半隐框幕墙。由于上述各种幕墙使建筑物墙面建筑造型新颖多变，虚实对比强烈，环境色彩鲜艳明快，给人们以喜闻乐见的建筑艺术形象，使城市增加了无穷的魅力。
单元式幕墙主要可分为：单元式幕墙和半单元式幕墙又称竖梃单元式幕墙，半单元式幕墙又可分为立梃分片单元组合式幕墙和窗间墙单元式幕墙。上述单元式幕墙分类有所不同，但其基本原理完垒一致。它和框架式幕墙在制作原理和设计施工上有着本质上的差异。现将单元式幕墙的特点介绍如下：
单元式幕墙解决了幕墙漏水问题：幕堵产生漏水现象，必须有三个条件，第一是水的存在，如下雨或当清洗幕墙用水。第二，水运动途径。第三，水运动的动力，有六种动力。它们是重力、动量、表面胀力、毛细现气流象和压力差。压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主要原因。幕墙外水份。不论是雨水或洗窗水进入室内，除了必须有破口或是裂缝存在，还必须要求室外的压力比室内压力 大。如果室内的压力与室外压力相等，甚至大于室外压力，即使有破口或是裂缝存在，水份也不会进入墙内。一般传统防水方式是尽量设法在漫长的接缝处减 少可能发生的开口，如用各种密封胶、胶条对接缝密封堵塞，新的防水方式是用疏导的方式，先引水入等压腔内，再引水流出墙体。为了达到等压，单元式幕墙将部分或所有接缝维持开放，但是等压腔并不是一个通气的空同，它必须被限制在一定范围的通气空间，才能有效的地产生等压效应，为了达到完全等压效应，“等压腔” 内的压力必须 随时维持大于或等于室外的压力。但是我们知道建筑物表面的压力是随风速而随时变化的。建筑物愈高愈大，压力差也就愈明显。接近地面的正风压比高处正风压小；立面中央正风压比角落正风压太；同一根横料可能一端受正压，另一端受负压，再加上其它因素影响使得等压效应的设计更加复杂困难，因此要求高技术和高质量加工予以解决等压原理是单元式幕墙独特的核心。
二、某建筑幕墙工程设计及应用
（1）项目概况
建筑总共二十八层，建筑高耸且充满几何感的造型，与周围建筑体量上产生对比，以外立面材料体现建筑的气质及突出自身横向的动感。外立面造型简洁、檐口标高较高，立面为横向划分。采用单元式幕墙形式，材料的选择主要以玻璃幕墙和石材、金属装饰线脚为主，突出时尚与简约的设计风格。
（2）幕墙组成说明
根据建筑外立面效果特点，采用单元式玻璃幕墙体系（图 1）。各层间设30mm 厚浅灰色花岗岩面板，层间上分格设置横向灰色铝合金格栅线条及铝合金外装饰板为水平装饰元素。
图1 建筑单元式幕墙组成
主要材料说明：
玻璃：8LOW-E+12A+6 中空钢化节能玻璃
8+1.14PVB+6 夹胶钢化玻璃
石材：30MM 厚深灰色石材（背栓连接
铝合金牌号：立柱采用 6063-T6，横梁采用 6063-T5
格栅：玻璃面板外衬铝方通浅灰色格栅系统
（3）单元式幕墙的设计
1.幕墙的防水设计
建筑单元式幕墙有效运用雨幕原理，内设完善的密封系统和排水系统，，防雨水渗漏和防空气渗透性能极好。
雨幕原理是建筑防水设计的一个原理，它假定墙体外表面为一层“幕”，研究如何阻止雨水或雪融水透过这层幕的机理。
图2 大倾角水槽料构造排水示意图
幕墙产生漏水现象，必须有三个条件，第一是水的存在，如下雨擦洗幕墙用水。第二，水运动途径，例如幕墙内外有缝隙或孔洞；第三，水运动的动力，有六种动力如：重力、动量、表面胀力、毛细现象、气流和压力差。压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主要原因，幕墙外水分进入室内，除了必须有破口或是裂缝存在，还必须要求室外的压力比室内压力大。如果室内的压力与室外压力相等，甚至大于室外压力，即使有破口或是裂缝存在，水分也不会进入墙内。
图3 小间隙配合单元幕墙系统局部构造示意图
一般传统防水方式是尽量设法在漫长的接缝处减少可能发生的开口，如用各种密封胶，胶条对接触缝密封堵塞。单元式幕墙的防水则是用对雨水疏导的方式，引水入等压腔内，再引水流出墙体（图2，图3）。为了达到等压，将部分或所有接缝维持开放，但是等压腔并不是一个通气的空间，必须限制在一定范围的通气空间，才能有效地产生等压效应。为了达到完全等压效应，“等压腔”内的压力必须随时维持大
于或等于室外的压力。
等压原理是雨幕原理中进行外墙防水的最有效途径。其核心思想是“雨幕”两侧的压力达到平衡，消除渗漏三要素中的“作用”，尤其是风压的作用。实际应用中，真正达到等压并非易事，如自然界中风速是随机的，造成的波动风压很难使“雨幕”两侧时时等压。
2.幕墙施工安装设计
建筑幕墙的单元件高度为楼层高度，宽度为1.5m左右。幕墙单元直接挂在楼层预埋件上，传力简捷，安装维修方便。单元式幕墙所有工程均可在楼层内完成，安装时安装工人只需在室内操作，安全有保证，较少采用外部脚手架，吊篮，对土建方配合要求也大量减少。
单元式幕墙从楼层下方向上方安装能够和土建配合同步施工，大大缩短了工程周期。可与土建主体结构同步施工，有利于缩短整体建筑施工周期。
3.幕墙单元板块的加工设计
单元幕墙板块全部在工厂完成高精度组装，把玻璃、铝板或其它材料在加工厂内组装在一个单元件上，促进了建筑工业化程度，减少了现场工作量，加工组装精度高。运至现场直接吊装，无需现场打胶，大大加快了施工速度，提高施工质量，保证良好的幕墙性能。
因为单元件在加工厂内整件组装，易于在工厂内进行检查，有利于保证多元化整体质量，保证了幕墙的工程质量。安装快捷，施工周期短，易于保证安装精度，便于成品保护。
4.单元式幕墙的抗变形设计
玻璃幕墙单元板块通过组合连接件及预埋件与主体结构连接，设置不锈钢调节螺栓实现板块的调整。单元件安装联接接口构造设计能吸收层间变位及单元变形，通常可承受较大幅度建筑物移动，对高层建筑和钢结构类型建筑特别有利。板块之间采用插接方式连接，设计了抗震消能复位装置，抗震能力强（图4、图 5）。
图 4 三维可调连接件示意图
图5 三维可调连接件背视角示意图
5.单元式幕墙的密封设计
单元式幕墙可以用设计达到及保持双层密封系统。安装后的单元式幕墙，单元件和单元件之间，板块接缝处全部采用专用耐老化胶条密封，使幕墙具有自洁功能，表面受污染程度低。采用干式材料密封，适应温差变形、层间位移等各种变位的能力强，单元板块之间均为软性接触，把因温差，层间位移，振动所产生的噪音降至最低（图 6）
图6 单元式板块十字节点断面示意图
三、结束语
本项目所采用的单元式幕墙体系不管是在安装、加工制造、以及防水构造上都具有先进性，有利于提高围护体系的水密性、气密性、风压变形、保温等整体性能，提高外立面整体美观效果。
