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采用傳統的建筑幕墻設計,會造成大量的熱量散失,造成大量能源浪費。據統計表明,發達國家有超過50%的能源消耗來自于建筑消耗,窗戶的熱能耗散量是普通墻體的5倍,因此,建筑幕墻會造成大量的能源浪費。為了解決這種問題,就需要設計一種新型的建筑幕墻系統,使建筑在冬天可以大量的接受日照,獲取熱量,并且能夠保溫;夏天的時候可以保證空調的產生的熱量不散失,與此同時還能保證室內的正常通風,從而達到節能環保的作用。近年來人們還提出了建造光伏建筑幕墻的設想,即建筑幕墻的材料用光伏材料,應用幕墻將太陽能轉化為電能加以利用,達到節能環保的效果。設計和建造這類新型功能幕墻需要頂尖的技術和優秀的人才作為支持,中國在幕墻設計和制造方面缺乏自主創新能力,因此在這方面我國的技術還比較欠缺。
2優化建筑幕墻設計的幾點建議
由以上的敘述可知,我國的建筑幕墻產業在飛速發展的同時,也存在這一些不可避而不談的問題,這些問題直接阻礙了我國建筑幕墻產業的發展,下面將對上述一些幕墻設計存在的問題提出一些優化方法。
2.1開發和應用新的玻璃幕墻材料
傳統材料雖然便宜易得,但是存在很多弊端。這就要求設計者在設計的過程中更多的發現和使用新材料。比如在幕墻表面涂覆一層具有自清潔作用的涂層,比如說氧化鈦,在光照的作用下有自清潔的作用。還可以在幕墻表面鍍一層低輻射薄膜,這樣就可以使幕墻有很好的隔熱作用,起到保溫的作用,達到節能減排的效果。除了采用鍍層方式隔熱外,還可以使用低熱傳到系數的中空幕墻,目前有一種“懸張式多空腔節能玻璃”正式上市,不僅具有良好的隔熱效果,還具有隔聲、隔紫外線等性能,可以起到很好的節能環保作用。此外,出于安全性的考慮,要求幕墻具有一定的防震效果,在一定強度的地震中不會掉落,可以在玻璃幕墻上黏貼鈦合金薄膜,這樣就可以形成有一定強度和韌性的復合安全玻璃。建筑幕墻對材料有著特殊的要求,因此,在幕墻選材時應該材料本身的性能和外部具體條件的要求進行綜合考慮,量體裁衣,達到室外室內的安全、健康、舒適、和節能減排的要求。
2.2優化建筑幕墻的招標、設計、施工機制
首先,建筑單位在主體建筑施工之前就應該完成建筑幕墻的設計招標工作,這樣不僅可以保證預埋結構位置的準確性,而且在幕墻設計過程中不必追趕工程進度,為設計者提供了充分的時間給出好的幕墻設計方案。其次,應當采取設計和施工分開招標的方式,明確提出相關的幕墻設計收費標準,這樣有利于好的幕墻設計方案得到利用,有助于優秀作品的產生,有利于幕墻設計的創新和繁榮。最后,在幕墻設計的審核環節應當盡量由專業的幕墻設計者進行審核,而不是由非專業的土建設計師進行審核,這樣可以更好地保證幕墻設計的質量。
2.3加強新型多功能幕墻的設計
目前,我國的建筑幕墻普遍不具有節能環保的性能,極大的浪費了社會的資源,造成了環境的污染,不利于我國經濟的可持續發展。基于此,幕墻的設計者大膽的創新極為重要,只有用于創新才能設計出更加環保節能的幕墻。比如國外的設計師設計出了動態幕墻,這種新型的多功能幕墻由通風系統、空調系統、外部環境檢測系統、自動控制系統和建筑幕墻組成,這種幕墻可以通過各個系統的合作充分地利用太陽能、太陽光,并保證室內的舒適。在寒冷的冬季,幕墻可以充分利用太陽光的輻射,減少了取暖燃料的燃燒,起到節能減排的作用;在炎熱的夏季,可以利用幕墻的通風系統加大室內熱能的耗散,減少空調的使用,節約電能。同時擁有可以自動調節的百頁這樣的裝置,可以控制太陽的光線進入室內,調節室內的光線環境,使人們可以更舒適的工作。當然在設計者用于創新的同時,國家也應該采取相關措施,鼓勵設計創新,設立相關的獎勵制度。
3結語
正如上文提及的,建筑幕墻的用途雖然是作為建筑物的裝飾美觀,但是在設計建筑幕墻時,必須要綜合考慮各方面的因素。
(1)概念設計階段。
所謂概念設計,就是在設計初始從全局的角度做一個基本的構想,建立可行性方案。在這個階段,需要做很多先期的準備:①確定所選用的支承結構體系的類別,不同類別的支承結構體系針對不同的功能用途,對于結構和承重等方面的要求也各有不同;②確定基本的構建和架設方案,針對主墻的結構以及實際的施工環境和情況進行詳細的調研,再根據調研結果設計構建和架設方案;③確定面板的連接方法,根據主墻體的實際結構和角度,結合安裝的需要進行合理的連接方法設計。設計外觀裝飾效果,在最大程度上滿足客戶需求的同時,還需要充分考慮環保節能。
(2)技術設計階段。
在技術設計階段,我們主要的工作就是將之前的概念設計中的構想具體落實到詳細的參數和計算中來,形成完整的指導圖紙和步驟說明。一般來說,以下幾點是需要重點關注的方面:①最主要的步驟就是結合實際的建筑需要和主墻的結構,對概念設計形成的構想進行修正,建立正確清晰的參數設計尺寸分格圖;②幕墻整體設計時需要考慮剛性要求和穩定性要求,確保幕墻可以承受足夠的重力及風荷載等外力。同時,還需要所選擇的的材料的防水性能和密封性能,避免發生漏水或隔音不良等情況的出現。同時,還需要充分的考慮幕墻與主墻體之間留有足夠的空間的要求,防止幕墻由于主墻體的伸縮位移而受損。同時也需要保證幕墻自身具備一定的可伸縮性,上下之間一般建議留出不小于15mm的空間距離。當然,作為建筑體系的一部分,幕墻設計必須要充分考慮安全性的要求。一般而言,主要需要關注于防火安全和防雷安全。防火安全設計主要體現在對防火規范的嚴格遵循,重點在幕墻空間和節點位置采用巖棉等不可燃材料作為填充材料;而防雷安全設計則主要體現于要注意將幕墻的防雷措施與主建筑的防雷系統相連接,使兩者組合成一個完整的防雷體系,提高安全系數。一般而言,幕墻的頂部接閃器應采用不小于2.5mm的鋁制單板,將雷擊電能導入地下。另外,由于幕墻是一種可更換可移動式裝飾墻體,所以必須考慮幕墻部件的使用年限和備用更換件。一般而言,使用年限介于25-50年之間為佳,同時,主墻的使用年限也是一個重要的參考依據。
(3)施工設計階段。
該階段就是依照之前總結出的所有數據進行具體的實際操作,出詳細的施工圖紙供現場安裝使用;并根據施工圖紙進行提料、出加工圖、框架組裝圖等,配合采購、制造、運輸、安裝甚至維護等各個環節。需要注意的是,在這個環節并不是單純的按照圖紙做工程,而應該在施工中不停地驗證設計的可靠性,不斷地進行修正和改進。
2我國建筑幕墻行業的發展歷程及發展趨勢
2.1建筑幕墻的發展歷程與行業現狀
我國建筑幕墻從1978年開始起步,經過了30多年的發展,到目前已進入了高速發展的階段,自2001年開始,每年以750萬平方米左右的速度增長。盡管我國的建筑幕墻行業發展蓬勃興旺,但其中也存在一些值得我們重視的隱患和問題:(1)建筑幕墻設計圖紙不規范,圖紙審核不夠嚴密;(2)過分以追求裝飾效果為主,忽略基礎因素的嚴格監控和限定;(3)施工材料和施工設備的質量依然有待提高;(4)產品層次和技術水平還有待提高。
2.2建筑幕墻的發展趨勢
隨著經濟水平的快速發展和人們審美理念、生活需求的不斷變化,以及高層建筑甚至超高層建筑的大量增加,建筑幕墻行業必然會在興旺發展的同時有新的變化和發展,基于個人的一點看法和經驗,節能環保理念作為當前的重點,也是政府和社會廣泛宣傳和推廣的熱點問題之一,極有可能成為未來建筑幕墻行業的發展趨勢。其實在建筑幕墻行業,很早就有了關于節能的構想和實施。目前階段,建筑幕墻已經成功實現對太陽能的利用,將太陽光轉向照明技術和光電幕墻技術。下面簡單介紹一下這兩項技術:(1)太陽光轉向照明技術,即在幕墻上裝設光線反射裝置,將日光反射到市內天花板,再通過天花板上架設的設備將光線反射到工作區域和生活區域。(2)光電幕墻技術,就是將太陽能光電板集成到幕墻材料中,在接受太陽光照的同時,使用太陽能發電技術將太陽光轉化為電能,進行儲存和利用。
3結束語
1.1預埋件的問題
預埋件支撐著建筑幕墻的主體構造,但有些預埋件的規格、尺寸、焊接質量、錨固長度達不到合格標準,個別連接件的可調節結構出現了松動、不牢固等問題,其中缺少防松脫、防滑保護裝置,而且實際施工中,幕墻主體結構總會出現偏差現象,如果此時其中的預埋件為鋼性連接,調節偏差過程中,很容易造成主體結構同焊縫偏離設計標準的問題。預埋件同連接件之間缺乏有效的防腐處理,使建筑幕墻施工不達標,幾毫米的預埋件施工偏差,都可能釀成災難性的后果。
1.2施工中幕墻的立柱和橫梁問題
立柱與橫梁都是構成建筑幕墻的主體結構與部件,也是幕墻施工監理的關鍵點,立柱與橫梁的施工彰顯挑戰性,可以說幕墻立柱與橫梁的施工水平直接影響著幕墻結構的牢固度與穩定性,從而影響著整個建筑工程的質量。幕墻立柱與橫梁安裝施工中會有很多問題,通常安裝立柱之前為了確保安裝的精準性,需要力學計算,然而,由于計算結果不準,會導致同實際工程施工相偏差、偏離等問題,同時,立柱與橫梁截面參數的計算誤差也常超出合理范圍,從而導致建筑受力不平衡,建筑結構牢固度受到威脅和影響。立柱與橫梁同幕墻結構主體連接處,由于接觸面類型不同,所需要的隔離處理方法也就不同,然而,實際的幕墻工程施工卻往往忽視了這一關鍵點,導致幕墻施工問題頻發,帶來不良的危害和損失。
1.3幕墻水密性問題
建筑幕墻施工過程中,施工人員由于忽視了對板材、結構膠以及各種材料的粘結度的檢查,使得一些過期的、失效的結構膠等涌人施工現場,或者在沒有對接觸面做出科學的清潔處理的情況下就盲目涂膠,從而導致了嚴重的幕墻水密性問題,具體可以體現為:幕墻封頂處理不佳,導致漏水,未按規定標準優選密封膠,導致膠縫裂開,密封條脫落等問題;幕墻四邊同墻體嵌縫不實,選擇的材料不科學等等。這些都是幕墻施工常見的水密性問題,必須加強對幕墻水密性的施工監理。
2建筑幕墻工程監理控制的技術關鍵點
2.1加強預埋件施工監督
預埋件工程施工前,監理必須提醒建設單位同施工單位簽署預埋件施工協議書,其中重點明確預埋件施工要求,例如:位置、尺寸偏差以及施工責任歸屬問題等等。要求幕墻廠家親臨工程現場,進行預埋件施工指導,監理必須協調好幕墻廠家同工程建設各單位的關系,確保在幕墻廠家指導下按設計及規范要求施工質量,保證預埋件的施工質量,做好事先控制監理。同時,要保證鋼連接件同預埋件的科學焊接,其中焊接水平、銲縫大小以及防腐處理等都要達到規定標準。
2.2橫梁與立柱監理技術關鍵點
2.2.1橫梁施工監理
橫梁兩側的連接件與彈性橡膠墊要裝配于立柱的預定位置,而且必須達到牢固、無縫隙的效果。相鄰橫梁之間的水平高度差應保持在lmm以內,同層標髙偏差在4mm以內,而且必須同立柱的嵌玻槽保持一致,二者之間的高度差也要在lmm以上。要本著從下到上的順序來裝配同層橫梁,每裝完一層,就要做好檢查、驗收、審核、牢固等工作,確保其能夠達到標準規格,同層橫梁寬度<35m時,則標高差<5mm,相反,寬度:>35m,標高差‘7mm�正確的橫梁構件為水平類型,而且要分段于立柱內部,呈現為嵌人連接,同時,橫梁兩側同立柱接壤處要設有彈性橡膠墊,其壓縮性能也要達到20%�35%的水平,這樣才能有效預防溫度的變化導致的橫梁變形問題。
2.2.2立柱監理
監理必須嚴格監督立柱的安裝程序,正確程序為•.立柱同連接件牢固連接,連接件點焊于預埋鋼板,再對應調整位置。立柱安裝要控制在科學的誤差范圍內。要結合具體的施工情況來檢查立柱的長度,正確的長度要在7.5m左右,且接頭部分需一定空隙,通常選擇套管連接模式。
2.3加強水密性施工監理
為了控制建筑工程幕墻施工中出現的水密性問題,幕墻工程監理人員必須重點加強水密性施工監理,從施工前到施工中再到施工后的監督與管理。施工前,必須做好各類板材的檢查與核查工作,重點檢查結構膠,而且要做好需要粘結構件的清理、清潔工作,嚴格根據相關的規定來展開施工,確保施工質量。
2.4板材的監理
建筑幕墻類別較多,對應使用的板材類型也各不相同,具體的板材類型包括:玻璃板材、鋁單板、陶土板、石材等等。必須嚴格監督所引進的幕墻構件的精度,確保其達到標準要求,要堅決拒絕使用出現在施工現場生產的幕墻玻璃板材。重點做好玻璃板材安裝監理,監理必須明確科學的安裝過程,未安裝前,應該先對玻璃進行清潔處理,鋁框中的雜物也要清理干凈,這樣才能確保粘合膠發揮作用,玻璃的鍍膜面應該面向室夕卜,6m2以內的玻璃可以人工安裝,超過這一面積的玻璃由于體積與質量都較大,則可以選擇一些機械設備,要在玻璃四邊設置空隙,來避免其由于遭受碰撞而受損,底部也需要設置定位墊塊,其寬度要同槽口大致相當,長度也要在1dm以上。
3建筑幕墻工程施工效果分析
在分析幕墻工程施工關鍵點的基礎上,重點加強對一些關鍵環節施工的監理與監督,確保每一個施工環節都嚴格依照科學的施工程序、方法與技術等進行施工,維護幕墻施工的科學性、合理性,提髙幕墻施工質量,減少幕墻工程的質量問題,達到理想的施工效果。為了確保建筑幕墻工程的施工效果,也要做好工程驗收階段的監理,從資料到竣工圖再到幕墻使用維護說明書等等都要按照科學的程序嚴格驗收,進一步維護建筑幕墻工程的施工質量。
4總結