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行业发展|幕墙设计与建筑设计配合原则!

发布日期:2021-04-07 00:00:00   来源 : unknown    作者 :unknown    浏览量 :472
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       现在建筑设计立面比较追求所谓的体块感、虚实对比,大面积的虚需要玻璃来塑造,利用玻璃立面的质感与周围建筑区别和凸显,大面积的玻璃幕墙能给人带来视觉上的冲击,又能保证采光和通风,解构审美和极简主义的一种体现。因此,玻璃幕墙有很大的发挥空间,因为其安装和分割设计都大大优于窗系统。那么作为幕墙设计师,我们为什么要去实现建筑师的构想?



回归本质,浅谈什么是设计


       引用一位老专家的话,设计就是画图,不是画画。幕墙设计也是如此。幕墙行业从无到有。从1983年我国国内第一个自主设计、自主施工的建筑幕墙工程----北京长城饭店的建成,建筑幕墙在我国已经走过了将近三十年的发展历程,幕墙技术的发展也逐步走向多元化和高技术含量。发展中,幕墙设计的内容也从最早的玻璃幕墙、铝板幕墙、石材幕墙发展到陶土板幕墙、陶瓷板幕墙、人造板幕墙、GRC铜板幕墙、钛锌板幕墙等等,幕墙的形式也从隐框、明框的构件式幕墙发展到单元式幕墙、双层幕墙、拉索拉杆幕墙等。



如何去实现幕墙设计


      早期,幕墙的材料、幕墙的形式都相对比较单一、简单,建筑的外形也一般都相对比较简单,幕墙设计基本都比较简单、铝型材开模也比较少,一套系统可能能在诸多工程使用,属于标准化的一个阶段。近十几年到现在,建筑的效果已是千奇百怪、各有内容,幕墙的形式、材料也是长足发展,为建筑添砖加瓦、为建筑效果锦上添花,到此幕墙设计已经到了需要有针对性、专一性的设计阶段。



       那现在幕墙的设计能满足建筑师的要求和建筑效果的要求吗?可以满足,幕墙材料技术的积累和幕墙设计技术的沉淀应该可以满足。但在实际设计中,往往会出现幕墙设计达不到建筑效果效果要求及加工、施工安装的要求。问题在于许多设计还是照搬标准设计,可能谈不上设计,没有去思考、没有理解建筑效果要求及幕墙的加工安装可行性等的设计意图,这样找个大学生、干幕墙设计一两年的设计人员都可以把设计图纸搞出来,关键是设计的这一个或几个方案有没有解决真正的问题、哪个方案更适合这个工程、还有没有更好的方案,思考这些问题,这就是幕墙设计,也就是帮建筑师给建筑做衣服、穿衣服,这件衣服好穿不好穿、好不好看。针对性的幕墙设计终究会找到一个在当时的情况下最好、最合理的方案,但随着技术的发展再去看,也会重新找到更好的方案。当然,设计也需要时间,赶是赶不出好设计的。幕墙设计的好坏同设计人员的自身水平以及环境的限制、其它多方面因素都有很大关系,同行业幕墙设计技术的积累一样,人员的设计能力也是需要积累、沉淀、提高,如何去提高,首先要用心,要去思考、总结、汲取、整理、浓缩,要有给建筑穿完衣服的成就感。



建筑师对幕墙有什么要求,要达到怎样的深度


       幕墙是建筑的衣服,是建筑的外在效果,是建筑师的设计构想和思考。要穿好这件衣服,需要建筑师和幕墙设计人有交集。包括时间的、空间的及对工程的理解和思考的交集。双方都不懂各自的专业和思考的问题,那就不一定能做好、穿好这件衣服。有一个曲面拟合不算非常复杂的工程,建筑师花了三个月时间把建筑外立面、屋顶等整体模型的幕墙分格、定位、凹凸起伏等完整建模,把重要板块及异形板块的加工尺寸完整放样,这就是建筑师对建筑效果的理解、对幕墙实现的理解,也是对幕墙的设计要求和深度要求。这种要求及对幕墙实现的理解在国外可能比较多,但在国内可能不是太多,但至少体现的是建筑师对工程、对业主、对社会负责的一种职业的责任态度,因为那是他的一件作品。反过来,幕墙设计或许也当如此,也应该去了解建筑师的思考、去理解建筑,也去把衣服做成自己的一件作品。当然,建筑主要是建筑师的建筑效果,但那只是远看,真正到跟前去看、去思考做法、去理解幕墙时,也会体会到幕墙人的心血。随着行业的发展,这种交集从无到有、从少到多,相信这种交集会越来越多,会因为这种交集,铸造出更多的精品建筑。



建筑师给幕墙带来了什么


      建筑师促进了幕墙技术的发展。建筑师对建筑效果的构想需要幕墙来实现。许多工程、尤其是许多大工程都要进行幕墙设计方案投标,评完标,总会有好有坏,当然,好的方案不一定是最适合的方案。建筑师去参加评标,把这种对幕墙实现的建筑效果要求施加于幕墙设计方案的时候,就可能会有很多新奇的要求需要幕墙方案去实现,无形之中就可能会出现更新的做法、创新或者研发,尤其在大型工程更是如此。幕墙设计去解决这些新奇要求的时候,不一定是最好的解决方案,但至少当时是最好的,需要时间来更加完善、推陈出新、促进幕墙设计技术的丰富。



       建筑师促进了幕墙材料的发展。幕墙材料,尤其是面板是的颜色、材质、细部构造、做法是建筑效果的直接表达,或许也是建筑师最为关心的问题。材料符合不符合建筑师的要求、符合不符合建筑内涵的表达,很重要。就在建筑师的这种重要和关心中,新材料、新技术、新工艺的出现,丰富了建筑的表达,也丰富了幕墙的表达和内容。



      如何去做好幕墙,如何去做好幕墙设计,是行业要思考的问题,也是幕墙设计人要思考的问题,或许也是建筑师要去考虑的问题。只有思想意识上高度的统一,才能设计出一个幕墙精品工程。



幕墙设计与建筑设计配合原则


一、幕墙类型

常用幕墙形式有:1、构件式幕墙、2、单元式幕墙、3、全玻幕墙,4、点式幕墙、5、双层幕墙,6 、光伏幕墙等。构件式幕墙当中的全隐框玻璃幕墙已被限制使用。

通常,构件式幕墙的幕墙厚度在200mm~250mm之间,特殊位置如剪力墙、柱位,可通过增加龙骨支座来减小幕墙厚度;单元式幕墙厚度在250mm以上。

全玻幕墙厚度主要取决于玻璃肋的高度,双层幕墙需考虑500~800mm的通道厚度。

③如无特别说明,幕墙设计面积按可见光面积计算。


二、幕墙开窗

幕墙开窗形式通常有:上悬窗(最常用)、平开窗、平推窗、下悬窗等。

②当开启面积不能满足要求时,应设置通风换气装置。

③高层不宜设置外平开窗(许多地方规范禁止高层设置外平开窗),超高层不宜设置开启窗,

上悬窗不得作为排烟窗使用。

隐框式开窗,中空玻璃第二道密封胶应使用硅酮结构密封胶。

幕墙开启窗在设计时,安装高度不应过高,应将开启窗设置在成人方便开启的高度。过高时应考虑机械或电动开启。

幕墙开启窗构造设计宜符合雨幕原理,窗框型材内外高差不宜小于50mm,对容易渗入雨水或形成冷凝水的部位,在构造上应有导排水措施。

⑦首层2m高范围以内不应设置外开窗。


三、幕墙分格

幕墙分格应模式化,便于材料采购及安装施工。

②同一幕墙玻璃单元,不宜跨越建筑物的两个防火分区

③玻璃幕墙水平标准分格为1.2m,超过1.2m时,规范规定幕墙横向龙骨主要受力壁厚不小2.5mm,小于1.2m时为2.0mm。分格太小时,根据工程经验,每平方米铝材重量会增加,故水平分格以1.2m为宜;铝板板材常规尺寸一边边长≤1.2m,如两个边长均大于1.2m,造价增加明显;石材幕墙短边长度以不超过0.73m为宜,超过时造价增加明显。

④幕墙高度方向宜在结构梁上下同时设计分格,以利于幕墙防火封堵设置及室内吊顶装修、室内地面踢脚装修。

⑤无框玻璃地弹门高度不宜大于3m。

⑥弧形玻璃幕墙因弧形玻璃造价较高且用户使用体验差,可设计宽度较小的折线玻璃分格(具体水平宽度需模拟,防止分格处出现尖角而使平面不够顺滑)。

⑦平面为弧形造型的石材幕墙同样建议做小段折线分格,且高度方向分格不宜上下错缝。


四、面板材料选择

容易受到击打和撞击的玻璃幕墙,宜采用夹胶玻璃。如玻璃栏板、玻璃地板、室内地坪以上1m范围内玻璃等。

②当选用玻璃做为支撑结构时,应优先选用夹胶玻璃,不宜使用单片玻璃;

③建筑物的紧急出口、疏散通道等部位,禁止使用夹层玻璃,宜使用单片玻璃,并在单片玻璃上作出明显标记;

点支承幕墙的玻璃在支承处会产生很大的局部应力,普通玻璃强度低,难以承受,应采用强度高的钢化玻璃及其制品。要特别注意孔边的边缘处理,要精磨磨边,磨孔,倒棱不小于1mm;

为防止意外和恐怖袭击,重要建筑的敏感部位要采用防爆玻璃。防爆玻璃是多层高强度钢化夹胶玻璃,爆炸发生时不破坏,不飞散,玻璃会开裂,但保持完整。防爆玻璃减少了次生灾害。

泄爆口用于泄爆的门窗玻璃不得使用夹胶玻璃,宜单片钢化玻璃;

⑦石材幕墙的石板,光面板材厚度不应小于25mm,烧面厚度增加3mm,面积不宜大于1.5㎡;

⑧室外铝板幕墙单层铝板最小厚度2.5mm;

⑨幕墙吊顶不宜选用石材,宜采用铝板等轻质安全材料。


五、材料表面处理

①幕墙型材表面处理方法通常为:室外可视面氟碳喷涂,不可视面阳极氧化,室内可视面粉末喷涂,不可视面阳极氧化。

性能方面:氟碳喷涂比粉末喷涂性能上要优越很多,耐磨、耐气候,抗紫外线,不易褪色。

室外多用氟碳喷涂,室内多用粉末喷涂。

如无特别约定,石材应做六面防护处理。

幕墙隐蔽钢龙骨通常采用热浸镀锌防腐措施;室外钢材可采用氟碳喷涂或聚氨酯喷涂等其他防腐措施;


六、幕墙埋件

幕墙支座埋件可预埋和后埋。

大型商业裙楼建筑往往结构复杂,预埋埋件费工费时且正确率低,商业建筑在施工过程中往往还在招商,商家通常对原建筑立面有修改要求,立面变更较多,预埋的埋件使用率极低,基于这种情况,建议商业裙楼使用后埋埋件,对于悬挑雨棚或大型钢结构,因支座处受力较大,建议有条件的情况下使用预埋埋件。

对于高层建筑,分格一般为标准模数,且分格更改几率极小,预埋施工方便准确率高,可使用预埋埋件。


七、幕墙建筑设计

①全隐框玻璃面板依靠结构胶固定在幕墙龙骨上,水平荷载完全依赖结构胶约束,应慎用。

②斜玻璃幕墙禁止采用全隐框玻璃幕墙。

③结构位置如有遮蔽要求,建筑师应考虑使用石材、铝板幕墙,当为玻璃幕墙时,可使用彩釉玻璃、磨砂玻璃或者透明玻璃后加铝衬板遮蔽结构。

首层玻璃幕墙横向隐框时,宜在室外方向设置踢脚。

屋顶女儿墙收口宜采用石材、铝板收口。石材、铝板应跨越女儿墙顶面并向下翻边收口,石材收口时不易设计朝天缝。

⑥当有落水管及消防箱安放于幕墙内部时,需考虑足够的安放空间。

⑦走廊有幕墙吊顶时,建筑师应与供暖、电气、燃气、空调等专业协调确定吊顶标高,确保吊顶高度、吊顶通风口位置等其他细节满足各专业要求。


八、建筑红线

墙作为建筑外围护结构,不得违规超越建筑红线。


九、幕墙结构设计

①幕墙施工图送审时应有设计院出具的《结构安全性证明》。

②得到业主及设计院确认的幕墙图,与原建筑设计相比修改幅度过大时,设计院应根据修改后的幕墙图调整相关的建筑、结构、节能图纸并出具变更函件,以便幕墙施工图送审。

③ 幕墙连接部位主体结构混凝土强度等级不应低于C30。

土建结构梁高度宜不小于0.8m,便于幕墙立柱设计成双跨简支梁,减少工程造价,同时又有利于防火封堵设置。

⑤超出屋顶的幕墙,当高度较高时,应协调结构师设计结构支撑,或预留土建结构作为幕墙钢结构基础;

幕墙装饰线条可由幕墙设计小型钢架支撑,不必特意另设硂结构;

⑦拉索幕墙锚固点处的结构应考虑拉索预拉力。

⑧幕墙宜固定在土建结构上。结构设计不宜使幕墙边线远离土建结构,幕墙远离土建结构而使用转换钢结构支撑时,安全性能下降(1、钢结构耐久性比硂差,2、材料质量、现场施工质量等因素,3、转换钢结构支座受力大,使用后置埋件时安全性下降)。


十、幕墙消防设计

防火封堵应在结构梁上下各设置一道,当室内设置有自动喷水灭火设施时,实体裙墙高度不低于0.8m。

②与消防车登高操作场地相对应的幕墙外立面应开设消防救援窗,窗口的净高度和净宽度不

应小于0.8m和1.0m,下沿距室内地面不宜大于1.2m,间距不宜大于20m,每个防火分区不应小于2个,窗口玻璃应易碎并设置可在室外易于识别的明显标志。

③消防登高场地不宜设置在双层幕墙立面一侧。

④室外出入口上方宜设置宽度不小于1m的防护挑檐。


十一、幕墙通风设计

建筑设计新风口在外立面时,应考虑设置足够面积的百叶窗用于通风。

外窗开启面积不满足要求时,建筑物内部应设置机械通风装置。

③幕墙不得覆盖燃气管道。

④有散热要求的位置,幕墙宜采用铝通格栅(夏热冬暖地区)。


十二、幕墙节能设计

幕墙选用的玻璃、保温棉,其节能参数应符合建筑节能专篇的要求,且各朝向整体热工性能符合建筑节能要求。


十三、幕墙防雷设计

一类防雷建筑物,30m以上需作防侧击雷;二类防雷建筑物,45m以上需作防侧击雷;三类防雷建筑物,60m以上需作防侧击雷。

②防直面雷击通常是在屋顶设置避雷针和避雷带。幕墙通常在女儿墙上设置避雷带,当女儿墙上有厚度不小于2.5mm厚单层铝板时,铝板幕墙可作为接闪器使用,此时不必另设避雷带,只需将铝板与主体防雷体系可靠连接,连接部位应清除非导电保护层,保证导电畅通。


十四、幕墙灯光设计

石材幕墙,可考虑在顶部或者底部设置射灯以突出石材的质感和建筑物的气势,或者石材做凹槽线条,在立面上设置隐藏的灯带。

铝板幕墙:和石材幕墙一样,铝板幕墙上灯带的走线也较为方便,建筑在考虑立面造型的同时应考虑藏灯要求及藏灯构造的细节,可根据不同的外立面要求设置不同的灯型。

隐框玻璃幕墙:一般不建议在隐框幕墙上设置灯带,一方面由于灯带外露影响幕墙的美观,另一方面是由于设置灯带,会对隐框幕墙的水密性有较大的影响。

明框玻璃幕墙:灯带要与幕墙的主受力结构合理连接,灯带的设置不能破坏幕墙的整体效果,设计带灯槽装饰线,可以有效隐藏灯带。

室外安装灯具不能破坏幕墙水密性。

室内安装灯光时,可直接将灯带固定在结构梁底的幕墙横梁上,无防水要求

⑦灯光设计单位应就灯光问题与业主、建筑设计单位、幕墙设计单位等其他相关单位沟通协商一致。


十五、广告、logo

广告洞口范围,幕墙应做铝板或符复合铝板或其他金属面板衬底,并做好防水措施,预留广告布挂点或灯箱固定点;

②小型logo或广告字体,经计算安全可直接从幕墙龙骨伸出转接件固定。大型logo应在幕墙外预留logo支撑框架,框架需另设支座固定,与幕墙交接处妥善设计防水构造。


十六、LED屏

①LED屏幕的制作安装作为非幕墙项,应由专业厂家设计、制作、安装及维护,并有自己独立的结构支撑体系。

通常LED屏安装空间需要700mm以上,供维修人员日常检修(此空间数据以LED屏厂商提供为准)。

③通常LED屏四周做金属边框与幕墙收口,LED屏设计及施工时,应就LED屏的边界范围、安装空间、周边收口等问题与业主、建筑设计单位、幕墙设计单位等其他相关单位沟通协商一致,幕墙承包商和LED承包商根据合同约定做好交接收口。


十七、雨篷

大型雨篷支座处受力较大,设计标高时应尽量避免雨篷支座处无土建结构。

玻璃雨棚或采光顶排水坡度应≥3%。

③雨篷应使用夹胶玻璃,倒挂式点玻雨篷应选用浮头式点玻爪。

④悬挑雨蓬结构悬挑长度与厚度比值>1/10时(具体要计算),如建筑不允许加厚雨棚或支座反力过大,需与建筑师协商增加拉杆。

⑤雨篷进深大于2m时,应设计为内排水,并在外立面合理安排落水管的路径。


十八、上人马道

上人马道设计应安全可靠,马道设计宽度不宜小于0.65m,荷载设计取值不宜小于2kN/m,根据实际情况取值应增大,马道两侧应设置栏杆。


十九、幕墙清洁设备

①高度超过40m的幕墙工程宜设置清洗设备。

单人操作蜘蛛人清洗系统,应在屋顶女儿墙位置设置安全可靠的蜘蛛人吊点,高度方向分段设置防风锁扣或其他固定清洗吊索的挂点。

设置擦窗机清洗系统时,应经专业公司设计擦窗机专项方案。专项设计方案应经业主、建筑设计单位、幕墙设计单位等其他相关单位沟通协商一致。

④无论是简易蜘蛛人清洗设备还是擦窗机系统,建筑师在设计时应考虑预留擦窗机工作时所需的建筑空间,结构师应考虑相关的结构构造及擦窗机荷载。


二十、幕墙构造

铝板分格处需折边25mm,并加钢龙骨固定。故当“匚”型铝板线条突出跨度大于300mm时,应考虑线条厚度可以满足上下铝板折边及安装铝板龙骨所需空间。

②交圈封闭的幕墙系统水密性能较高,但是幕墙板块与土建结构之间的防水性能比较薄弱,雨水通常通过毛细渗透,透过土建表层进入幕墙系统内部。故建筑设计时应尽量避免幕墙

在迎水面特别是朝天面与土建结构收口。

③石材、铝板等其他非透明幕墙后方,通常需砌筑砖墙或其他室内装修以遮蔽幕墙背面龙骨。



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