幕墙设计

幕墙设计（精选12篇）

幕墙设计 篇1

对于现代建筑来说, 点支式玻璃幕墙作为一种采光性能良好、支撑体系简单、且安装较传统填充墙更为方便的建筑外围结构型式, 因而在现代建筑的幕墙设计中取得了广泛的应用。诚然, 点支式玻璃幕墙能够最大限度地发挥玻璃的通透性, 从而使建筑的结构美观性得以充分体现, 这迎合了当前人们审美情趣和建筑业的发展趋势。但同时我们也要清醒地认识到, 点支式玻璃幕墙的支撑体系比较简单, 同时又受到玻璃材料脆性的影响以及工程建设、施工工艺等方面的限制, 使得这种幕墙的结构安装体系和支撑架也存在着一些缺陷, 这不仅对幕墙结构的质量造成了消极影响, 还影响到了其结构美观性的有效发挥。鉴于此, 我们有必要加强对点支式玻璃幕墙的设计工作, 通过不断提升其设计水平来促使这种幕墙结构在建筑物中的应用能够更加完善。

1 点支式玻璃幕墙概述

1.1 玻璃幕墙结构组成

在现代建筑的幕墙设计中, 点支式玻璃幕墙取得了广泛的应用, 这种幕墙结构的一个最大特点就是仅依靠玻璃板和金属构件来组成建筑的外围结构, 它能够最大限度地发挥玻璃的通透性, 从而使建筑的结构美观性得以充分体现, 这迎合了当然人们对建筑审美方面的需求, 因而成为了现代化建筑发展的一个主要趋势。正是因为点支式玻璃幕墙的这种特性, 使其在诞生的这仅仅三四十年内就取得了快速的发展和完善, 并且逐步成为现代化建筑的一个主要标志。

以当前建筑中使用最为广泛的玻璃幕墙结构形式为例进行分析, 其结构主要由玻璃、铝、钢等金属组成, 所以玻璃幕墙结构可以被看作是一种通过金属材料的加工、连接和安装等方式组成的建筑物外围结构, 这种结构不仅能够独立的承担载荷, 而且还能够满足现代建筑对墙体外围结构形式的需求, 因而取得了广泛的应用。

1.2 各类点支式玻璃幕墙的特点

(1) 玻璃肋支承点支式玻璃幕墙。在所有点支式玻璃幕墙形式中, 玻璃肋支承点支式玻璃幕墙是指依靠玻璃肋来起梁的作用的一种玻璃幕墙结构形式, 这种幕墙形式通过玻璃面板来将外部风压力和吸力传递给玻璃肋, 优点是其结构较为简单, 并且具有较强的通透性。

(2) 单柱式支承点支式玻璃幕墙。与依靠玻璃肋进行支撑的幕墙结构形式不同, 单柱式支承点支式玻璃幕墙主要依靠单根钢管、工字梁或者方柱来作为支撑结构, 其优点是结构非常紧凑, 而且构造也比较简单。

(3) 桁架式支承点支式玻璃幕墙。这种形式的玻璃幕墙主要依靠桁架结构作为受力支承结构, 如比较常见的平行弦桁架结构、三角形桁架结构等, 优点是通过将钢结构和玻璃进行完美结合能够营造出一种“雄浑通透”的视觉美感。

(4) 拉杆式支承点支式玻璃幕墙。这种形式玻璃幕墙的受力支撑结构主要采用的是空间受力拉杆系统, 而空间受力拉杆系统又主要由圆钢拉杆和悬空连接杆组成。由于拉杆承担拉力的能力较好, 加上拉杆的直径又比较细, 所以使得这种幕墙形式的结构更加轻盈, 并且使得玻璃幕墙的通透性优点能够得到充分发挥;缺点是这种幕墙形式的安装调试难度较大且成本较高。

(5) 拉索式支承点支式玻璃幕墙。这种形式的玻璃幕墙由钢绞线和悬空连接杆张拉成为空间索桁架, 优点是具有较好的承载能力, 而且轻盈美观、通特性较好, 缺点是技术难度比较大。与其他形式相比, 拉索式支承形式可以说是当前应用最广的一种点支式玻璃幕墙结构, 是现代科学技术与建筑艺术的完美结合。

(6) 索网支承点支式玻璃幕墙。这种形式的玻璃幕墙可以被看作是对拉索式支承结构的一种简化, 即通过对拉索结构进行相应的简化来促使玻璃的通透性得到最大限度的展现。当建筑采用这种幕墙结构形式时, 在建筑外部几乎看不到支撑结构, 从而使建筑的结构美观性得到进一步提升。

2 点支式玻璃幕墙的设计要点

2.1 保障设计的实用性

无论对于何种幕墙结构形式, 其设计首先要保障的就是建筑使用者的使用需求, 并在此基础上对建筑的幕墙结构形式进行设计, 同时还要确保最终的设计方案必须能够满足实际建筑的受力特点以及现场施工要求。对于点支式玻璃幕墙的设计而言, 第一步要做的就是对建筑主体的整体结构尤其是外墙结构进行详细的分析和研究。只有充分掌握建筑结构的受力情况, 并在此基础上开展设计工作, 才能确保最终得到的点支式玻璃幕墙设计具有较高的实用性。此外, 针对建筑幕墙结构的特点, 还要在设计过程中重点考虑幕墙结构的防雷性能和防火性能。在设计点支式玻璃幕墙结构的整体方案时, 要根据实际情况对幕墙的不同局部结构进行科学搭配, 在保障玻璃幕墙正常功能不受到损害的前提下, 尽量发挥创新精神以提升设计方案的视觉亮点和灵巧性。

2.2 保障设计与建筑主体结构相吻合

对于建筑物的幕墙结构来说, 判断其最终形成的设计方案是否具有合理性主要是看所设计的幕墙结构与建筑整体结构是否相吻合, 点支式玻璃幕墙自然也不例外。考虑到点支式玻璃幕墙的施工是严格根据设计图纸的要求进行的, 所以一旦设计图纸与实际的施工现场出现偏差, 那么就会对整个幕墙工程的质量造成严重影响。在进行点支式玻璃幕墙的设计过程中, 必须对建筑的整体结构进行详细的现场勘察, 一定要确保最终形成的设计方案必须与建筑的整体结构相符合, 从而尽量杜绝因设计方案与建筑整体结构不吻合而给施工工作造成的不便。

2.3 保障密封胶的密封性能

对于点支式玻璃幕墙来说, 必须通过采用合理设计来促使其隔热保温、遮风挡雨以及采光良好等功能得到有效发挥, 而这需要我们提高对幕墙结构形式密封性的重视。为了保障点支式玻璃幕墙的密封性, 在设计中推荐采用耐候硅酮密封胶, 并且胶色要尽量选择黑色或无色。前者能够凸显玻璃面板的平直线条, 并对其上的部分缺陷进行修饰, 从而使建筑玻璃幕墙具有更好的现代感;而后者则利于发挥玻璃在通透性方面的优势, 进而能够营造更佳的采光效果。

2.4 提高点支式玻璃幕墙设计工艺

在对点支式玻璃幕墙的设计过程中, 要对具体的施工工艺进行重点强调, 只有施工工艺水平能够满足设计需求, 才能确保点支式玻璃幕墙的功能和优势得到有效地体现。如点支式玻璃幕墙的支撑结构大多使用奥氏体不锈钢, 那么在设计方案中就必须对钢铁的焊接材料、焊接参数以及操作流程等进行详细的规定, 以确保施工结果能够达到设计要求;又例如部分幕墙结构选择的是碳素钢, 那么还必须加强对相关构件防锈工作的重视, 避免因支撑结构锈蚀而给幕墙结构带来的危害。

3 结束语

点支式玻璃幕墙作为一种新型的建筑外围结构体系, 在现代建筑工程中得到了广泛应用, 而要确保这种幕墙结构形式的功能和优势得到有效发挥, 则还需要技术人员不断对其进行研究, 通过不断完善玻璃幕墙结构的分析和设计方法来推动其不断取得发展和进步。

参考文献

[1]杨全.解析点支式玻璃幕墙设计及施工[J].工程技术 (引文版) , 2015 (43) :75.

[2]庞卫锋.点支式玻璃幕墙设计及施工探讨[J].建筑工程技术与设计, 2014 (29) :74.

[3]田丽华.幕墙设计中的点支式玻璃幕墙设计探讨[J].房地产导刊, 2013 (8) :74.

[4]张学锋.浅析玻璃幕墙设计与施工中应注意的问题[J].中国房地产业, 2012 (6) :298.

[5]李建国.幕墙设计中的点支式玻璃幕墙设计探讨[J].经营管理者, 2010 (18) :418-419.

幕墙设计 篇2

设计方(乙方)：

甲乙双方经友好协商，甲方委托乙方进行 工程 设计。为保证设计顺利进行，双方特签订本合同供共同遵守执行。

第一条：工程概况

一、工程地点：

二、设计内容：

三、设计面积：

四、设计规格

第二条：工程概况

第三条：价格、计价和支付方式、时间

一、设计人向发包人提交的设计资料及文件

二、本工程设计费：

三、付款方式：

1、乙方提交设计施工图，甲方3天内应付款设计费 元

2、外装工程验收完工后，甲方3天内付清设计余款。

3、如有增加设计项目，设计费另计。

第三条：方案、施工图的设计深度 施工图的设计深度应达到：见附件 第四条：违约责任：

1、合同经双方签字生效后，任何一方需变更合同内容，应经双方协商一致后重新补订协议。

2、甲方变更委托设计项目、规模、条件或因提交的资料错误，或所提供资料作较大修改以致造成乙方设计需返工时，双方须另行协商，甲方应按乙方所耗工作量向乙方支付返工费。

3、甲方应按本合同第二条规定的金额和时间向乙方支付费用，甲方如果逾期付费超过10天以上，乙方有权暂停履行下阶段工作并通知甲方，直至终止合同。 合同终止后乙方收取的设计费不予返还甲方。

4、合同生效后，在合同履行期间，乙方逾期完成委托任务，应向甲方支付违约金，每延误一天，应减收该项目应收设计费的千分之三。

5、甲方擅自解除合同，乙方收取的设计费不予返还甲方。乙方擅自解除合同，乙方应付还甲方双倍设计费。

第五条：争议解议

1、合同履行期间如发生争议，双方协商友好解决。

2、协商不成，可以按照本合同约定向

第六条：未经乙方同意，甲方不得将乙方提供的设计图纸，方案文件向第三方复制或转让。如发生以上侵权行为，乙方有权索赔。

第七条;合同生效

1、本合同由甲、乙双方盖章、签字后生效。

2、补充合同与本合同具有同等法律效力。

3、本合同签订后不得转包。

甲方(公章)：_________ 乙方(公章)：_________

法定代表人(签字)：_________ 法定代表人(签字)：_________

_________年____月____日 _________年____月____日

双层玻璃幕墙设计的综述 篇3

关键词：双层幕墙；节能设计；设计

前言

双层玻璃幕墙，又称为热通道幕墙、气循环幕墙、呼吸幕墙、生态幕墙、绿色幕墙或者主动式幕墙等（以下简称DSF），它由两层玻璃幕墙加上二者之间的热通道组成，在通道的上下两端设有风口，通道的高度可以是一个或者多个层高。20世纪90年代，双层玻璃幕墙已在欧洲多个国家得以广泛应用，它对提高玻璃幕墙的保温、隔热、隔声功能有很大的作用。当前，节能和环保已经成为世界的两大主题，社会对建筑节能的意识也在逐渐增强，建筑围护结构作为建筑节能的主要部分，更是显得尤为重要。为此，本文针对环保节能型的双层玻璃幕墙展开相关的探讨。

1.双层玻璃幕墙设计的概述

当今，玻璃幕墙在现代建筑，特别是在高层和超高层建筑中的风靡程度有增无减，它几乎是世界各大城市建筑立面的一致选择。主要原因之一是人们的审美倾向仍然受现代主义风格的影响，而玻璃幕墙不仅外观简洁、通透、富有现代感，甚至可以在一定程度上彰显企业实力、突出企业形象。因而受到众多业主和建筑师的追捧。然而，人们为了这种独特的外观也付出了沉重的代价，由于传统玻璃幕墙的保温、隔热性能均远不及传统墙体，同时传统玻璃幕墙缺乏合理控制太阳辐射的措施，这就大大增加了该类建筑的制冷和采暖能耗。在2005年，我国推出公共建筑设计节能标准，对玻璃幕墙提出了严格的热工要求。

与传统玻璃幕墙相比，双层玻璃幕墙（DoubleSkinFalade，以后简称DsF）独特的通道夹层设计，不仅为提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能，更重要的是，为遮阳构件提供了一个栖身之地，使之既能有效遮阳，又不破坏建筑外观。此外，它还可以通过强化通风降温来降低建筑能耗，因而倍受建筑师的推崇。然而，采用DSF不仅会增加成本，牺牲可观的建筑面积，同时其维修费用也高出一般幕墙。而且，不能简单地认为DSF一定具有更好的保温、隔热、通风等热工性能，目前大多数类型的DSF都不能同时减少采暖和制冷负荷，只有根据具体情况把不同类型结合起来或改变系统设置，以其科学的结构、完善的功能、先进的设计理念充分利用太阳能、自然通风换气，降低空调能耗减少风及恶劣气候的影响才可能比传统的隔热玻璃加外遮阳方案有实质性进步。

2.双层玻璃幕墙构造

双层玻璃幕墙主要由内外两层玻璃幕墙、通风道、遮阳百叶窗帘、内外层幕墙挂件、层间及周边防火系统组成。

2.1内层玻璃幕墙

内层玻璃幕墙一般采用明框幕墙或铝合金门窗；为使立面通透、视野开阔，可采用悬窗结构形式；玻璃采用中空玻璃，层间采用铝板幕墙；开启扇设计为外平开窗，节省了室内的空间。

2.2外层玻璃幕墙

外层玻璃幕墙一般采用隐框、明框和点式玻璃幕墙；坚框采用悬挑形式与主体梁连接，端部用不锈钢插芯插接；外层玻璃幕墙设置进风口和出风口；为防止蚊虫进入幕墙内的空气层，百叶内侧加设不锈钢防虫网；为防止灰尘大量进入室内，在通风口处设置防尘装置。

3.双层玻璃幕墙的设计以及应用分析

双层幕墙主要是通过构造设计，利用热压原理、烟囱效应和温室效应，实现层间气流的有效运动，通过气流的运动，实现幕墙的节能和通风换气功效。

3.1双层玻璃幕墙有效通风，换气方面的细部设计

双层幕墙具有独特的特征，与传统建筑幕墙有着本质区别，它一般主要由外层幕墙、内层幕墙、层间隔断系统和通风装置组成。内外层幕墙之间形成空气缓冲区，充分体现了节能环保。让人亲近自然的设计理念，如何实现通风和换气的有效性是双层幕墙设计的关键。下面就影响通风、换气的几个细节进行了重点的分析。

（1）进出风口百页对通风功能的影响

进出风百页的断面型式不同，直接导致进出百页的风阻系数和风阻大小不同，会影响幕墙的通风效果。

（2）页片刚性较差

页片刚性太差，从实际工程效果看，很难保证页片不变形，影响平整和美观。同时也容易产生页片抖动，影响通风效果及产生噪声。

（3）容易产生震动和噪声

百页片的自身固有频率与风动频率接近时，也极易产生震动和噪声。

（4）防虫网对通风功能的影响

双层幕墙的通风途径采用的是常规的自然通风，在方法技术上，防尘介质的选用直接关系到通风效果，从目前自然通风与防尘技术上看。通风量、通风速度与防尘效果成反比。是目前的难题，针对工程应以通风为主，防尘为辅的设计思路。在满足通风的前提下。具备一定的防尘功能就可以了，通过模拟试验得出。防虫网的风阻系数Ff=0.94，百页的风阻系数Fb=0.85时。可以实现良好的通风效果。满足工程的正常需要。

（5）内、外层幕墙的间距尺寸对双层幕墙通风效果的影响

首先，双层幕墙的内外层之间的间距尺寸过小，风速加大时，风阻也随之加大，因此，风的能耗损失也就加大，导致了双层幕墙内部的能量损失，同时还会影响风向，产生不好的通风效果。其次，双层幕墙之间的间距如果过大，可以有效的降低风阻但同时也会降低空气的流动速度，导致通风的效果也不太理想。最后，我们应因地制宜，结合工程实例，通过模拟实验，一般内外层幕墙之间的间距在500mm-1000mm，通风效果最为理想。

（6）内层开启窗的位置及开启方式对双层幕墙通风效果的影响

内层的开启窗不同的开启方式同样会影响到通风的效果，为保證让室内通风效果达到最佳状态，一般采用内开内倒窗，内层开启窗的位置应尽量避免直接与室内入户门，建筑空调及通风系统的室内开口位置正对，在不影响主体功能和装饰效果的前提下，应注意通风路径的合理走向，避免风流“短路”现象发生，使室内通风无死角。

3.2双层玻璃幕墙的开发应用与节能技术

双层幕墙在节能方面也具有重要的意义，其主要的技术特点和性能体现在以下几个方面：第一，可以有效的利用动气热压的原理和烟囱的效应，使得室内外的空气进行有效的流通，且可以有效的防止灰尘进入室内，从而起到绿色环保的作用；第二，双层幕墙使得室内和室外形成一个天然的屏障，有助于冬季的保温作用和夏季的隔热作用，因此，也具备了节能的功效；第三，具备较强的采光功能，可以有效的根据太阳光的角度来调整光线的变化，从而也就具备一定的节能保温作用；第四，有助于降低室外的噪声污染，提供一个舒适优美安静的居住环境。充分的体现了节能环保的作用。

4.结语

双层玻璃幕墙毕竟只是一种新型结构的建筑幕墙类型，相关介绍和宣传可能存在一些对新产品、新技术更多是赞美和比较理想评价，但对于实际工程的应用我们应该科学、客观、综合地进行评估。应该说双层幕墙它主要在保温、隔热以及隔声性能起到了非常大的作用，但在工程项目的综合节能作用上，还有很多其他因素在影响，良好的保温、隔热在工程上并不能就意味着节能，因为双层幕墙结构的封闭性，采用双层幕墙就意味着将完全依赖中央空调系统，在工作时间段甚至更长时间内设备都要不停地工作，而且不分季节、气候变化一如既往。事实上，对于敞开式外循环呼吸幕墙理论上可以利用温差、烟囱效应形成热通道抽吸作用进行通风换气，但实际上它受工程的区域气候情况、建筑的朝向、外环境温差、风力大小等等因素影响很大，很难达到理想的效果，一般都需要依靠强制抽风系统来解决。

参考文献：

[1]刘晶晶，张志勤，李建玲等.双层皮玻璃幕墙研究综述及探[J].暖通空调，2006，36（2）：25-27.

建筑幕墙干挂幕墙的设计与施工 篇4

1 建筑幕墙简介

1.1 幕墙

建筑幕墙的发展已经有超过20a的历史, 中国经过改革开放至今, 幕墙技术已经成为世界领先大国。建筑幕墙工艺的形成是融入了现代建筑艺术和功能艺术为一体的建筑外围护结构, 是当前建筑物所采用的高级外装修。建筑幕墙是建筑物外非承重的外墙, 其组成通常是由石材制成的面板和由铝横梁立柱等制成的起支承作用的结构组成。幕墙和建筑之间的关系, 首先是幕墙是存于建筑外的装饰, 是根据建筑物的立面外观要求所建, 这与传统的窗饰立面要求不同, 幕墙的里面要求是要有大面积的外围平面或曲面, 而窗饰立面并无此项要求;其次, 建筑物在采光方面的要求决定建筑幕墙在建设过程中要求较好的透光性;最后, 随着城市化进程的不断加深, 高层建筑如雨后春笋般鳞次栉比, 大量的建筑物在建筑过程中要求建筑风格趋向简约和工业化, 所以幕墙设计应运而生。

1.2 幕墙的性能

幕墙的存在之于建筑物主要体现在九大性能上:风压变形;雨水渗透;空气渗透;平面内变形;保温、隔热性;隔音;耐撞性;光学性能;高承重性。

2 干挂幕墙简介

2.1 干挂幕墙

在幕墙设计过程中, 常用的是干挂幕墙模式, 干挂幕墙通常所采用的材质是石材, 因此又称为石材干挂法, 该方法的特点是无需灌浆黏贴, 将金属挂件装饰与石材商直接吊挂在墙面或钢架上, 形成新型的石材装饰幕墙。

2.2 干挂幕墙设计中几种重要的工艺简介

2.2.1 针销式

针销式也被称作插销式, 该模式是指用针销和垫板利用板材边沿开孔, 形成圆孔状后, 将针销插入孔中, 再通过中间件连接后固定在龙骨上。但是, 此种方法在工程建设中已经被逐步淘汰, 因此, 针销式干挂石材方式在建筑过程中易造成局部建筑出现破碎现象, 并且费工、肥料。

2.2.2 背栓式

背栓式是指在石材的背部打出锥形圆孔, 拧入螺钉后形成凸型的结合物, 再利用连接件, 将锚栓与龙骨连接成由后切式锚栓及后支持系统组成的幕墙干挂体系。背栓式干挂幕墙在建筑施工中易出现以下缺点:成本相较其他方式要大, 是因为在施工过程中龙骨的加入, 并因此加大了建筑物的称重量;工艺繁琐, 背栓式的干挂幕墙的保温工作必须做单独的处理, 其保温的工作进行要与幕墙安装交叉进行;背栓式干挂幕墙由于施工材料和工艺的特殊, 其抗震性交叉, 安全隐患也相对较大。虽然背栓式干挂幕墙存在种种缺点, 但是其优点也不容忽视:其一, 相较传统的幕墙建筑工艺, 背栓式干挂幕墙工艺减免了灌浆的程序, 这就大大缩短了工程期限;其二, 背栓式干挂幕墙因为建筑材料的特殊, 这在一定程度上减轻了建筑物的自身重量;其三, 背栓式干挂幕墙在建筑过程中因为免除了灌浆工序, 所以也避免了灌浆中盐碱对装饰材料的颜色污染, 间接提高了装饰的美观程度。

3 干挂幕墙施工注意要点

3.1 石材的选择

干挂幕墙设计过程中对于石材的选择要根据设计师的要求来选。设计师会根据建筑幕墙的风格、材质、颜色、建筑效果等要求的不同, 向建筑工程方提供合格的石材样本。在石材选择过程中, 其重点是要考虑石材的外部特征, 包括石材的颜色、石材的问题、石材的材质、石材的技术指标是否过关等。

3.2 干挂方式的选择

干挂幕墙的方式有许多种, 施工方要根据设计师以及建筑物自身的情况, 合理而科学的选择干挂方式。干挂方式主要分为插销式、通槽式、背栓式等多种方式。在常用的干挂方式中, 通槽式和背栓式是较为常见的两种干挂方式。但是, 每种干挂方式都有其自身的优点和缺点, 例如, 背栓式干挂幕墙方式就有着干挂牢靠稳定, 面饰颜色鲜艳的优点, 但是因为其耗资颇大, 往往被设计师摒弃不用;再例如通槽式干挂方式, 其有时成本较低, 但也有着安全性较差的劣势。所以, 建筑物在选择干挂幕墙的方式时, 要充分考虑建筑物外观、资金、安全性等多方面因素。

3.3 干挂石材的物理性能试验

干挂石材在作为装饰原料进入建筑施工前, 必须做好石材的试验工作。首先是取得能代表石材性质的样本, 再拿去做物理实验。在试验过程中主要检测的是石材的弯曲程度、压缩强度、吸水能力以及体积等物理特性, 在获得试验数据后, 必须与最小物理性能指标最对比, 以便得出准确的物理性能指标数。此外, 值得注意的是, 干挂石材的物理检测数据与实际受力情况的关系。物理检测数据与实际受力情况尚存在一定的差异, 为了得出此种差异, 必须将实验的干挂石材的试验样本按照建筑现场拟采用的干挂形式进行逐步实验, 并且将观察数据详细记录, 以便得出准确的试验数据。

3.4 面板在安装时的注意问题

面板的安装时间是在连接件和龙骨焊接完之后。面板的安装是用不锈钢螺钉和不锈钢挂件进行安装的。在面板安装的过程中要注意螺栓的安装, 螺栓的安装要在板面垂直安装无误后进行, 并且要以弹垫的完全压平为前提, 当检测合格后才能继续下一道程序。

4 结语

在幕墙设计过程中, 常用的是干挂幕墙模式, 干挂幕墙通常所采用的材质是石材, 因此又称为石材干挂法, 该方法的特点是无需灌浆黏贴, 将金属挂件装饰与石材商, 直接吊挂在墙面或钢架上, 形成新型的石材装饰幕墙。但是, 干挂幕墙的设计和施工工艺都极其复杂, 若想将干挂幕墙工艺做到尽善尽美, 就必须从细节抓起, 无论是设计还是施工都必须做好选材、绘图、设计、实验等工序。

摘要：建筑幕墙是建筑物外非承重的外墙, 其组成通常是由石材制成的面板和由铝横梁立柱等制成的起支承作用的结构组成。建筑幕墙工艺的形成是融入了现代建筑艺术和功能艺术为一体的建筑外围护结构, 是当前建筑物所采用的高级外装修。在幕墙设计过程中, 常用的是干挂幕墙模式, 干挂幕墙通常所采用的材质是石材, 又称为石材干挂法, 是当代建筑幕墙装饰中新兴的施工工艺。

关键词：建筑幕墙,幕墙设计,干挂幕墙,干挂石材

参考文献

[1]龙海水.干挂石材幕墙施工方法[J].施工技术, 2011 (S1) .

[2]谢建锋.浅谈建筑石材幕墙的施工与质量控制[J].科技资讯, 2009 (01) .

[3]董奔.浅谈石材幕墙的干挂法施工技术与质量控制措施[J].河南建材, 2010 (03) .

石材幕墙深化设计的论文 篇5

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。

2、石材节点大样图设计摘要：对建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它复杂部位石材的外形、尺寸及连接方式，应单独设计干挂石材节点大样图，以表明这些部位石材的实际情况。

论折线式单元幕墙设计及安装工艺 篇6

一、幕墙工程概况

中国移动深圳信息大厦项目位于深圳市福田区深南大道与金田路交汇处的东北面，中心区B204-0024地块，地上36层，地下4层，其中主楼41层179.9米，是一栋超高层综合性商业写字楼。

本幕墙工程造型独特、新颖，单元板块呈斜折线型的设计，从平面上看是一个矩形但墙体立面向外倾斜。在外立面上有透明玻璃构成的竖向三角形装饰条，该装饰条随着幕墙玻璃面的进出变化三角形的宽度也呈逐渐变大及逐渐变小的规律变化。

标准立面局部放大图

本工程的单元式幕墙位于主、副楼的1F～屋顶层，幕墙基于等压雨幕原理的全单元式幕墙系统。该单元幕墙为斜折线单元式幕墙系统设计（即单元式幕墙的公母料是由三截不同角度的型材连在一起），单元板块标准规格主要为2m（宽）×4.2m（高），最大的单元玻璃幕墙板块规格是2m（宽）×5.6m（高），板块数量多，尺寸大。

垂直方向设计透明的玻璃肋构成的三角形竖向装饰线条，采用6+1.14PVB+6mm半钢化夹胶玻璃，通过铝合金码件与公立柱连接。该装饰线头随着幕墙玻璃面的进出变化三角形的宽度也呈逐渐变大及变小的规律变化。

标准玻璃幕墙系统效果图      标准板块效果图

二、深化设计

1、支座系统的深化设计

深化设计系统采用槽式预埋件和钢挂件组件组成板块支座系统。本套系统通过折弯角钢、钢挂槽、钢挂码及调节螺栓实现了支座的三维调节和固定，充分满足了板块的调节需要，保证了幕墙立面效果，确保了安装质量和安全;

2、立柱公母料型材的深化设计

本项目单元板块采用公母料对插方式。单元式幕墙系统基于等压原理设计，板块之间不打注密封胶，主要靠构造排水及胶条防水。原施工图系统公母料两道对插胶条防水设计，对插胶条为单边胶条设计，存在了渗水隐患。深圳属于台风大雨高发区，在外气压的促使下，雨水有可能冲破第一道对插胶条进入干腔。虽然还有第二道对插胶条作为屏障，雨水不会轻易进入室内，但是少量雨水进入了干腔，对于整个系统的防水性能就大为降低了，随着时间的推移，渗水问题将会凸显。

深化设计系统公母料也是采用对插胶条防水设计，但两道对插胶条同时改为双边胶条设计，把渗水隐患大大降低了。同时也保证了公母立柱施工对插时的顺滑性，提高板块的安装质量和安装效率。经过公母立柱型材的深化化，系统设置了三道胶条防水，确保了整个幕墙系统的防渗漏性能。

3、三角形装饰线条的深化设计

原施工图三角形装饰条为构件式组框，利用螺栓直接固定于公立柱上。从构造上分析，该装饰条安装方法有两种，一是在工厂与单元板块组装成一整体，并整体运输到现场进行吊装;二是待单元板块吊装完成后以构件式的安装方法，利用吊篮在现场逐一构件安装。显然，两种安装方法都不符合实际情况，存在一定的运输和安装困难。

装饰线条通过副框和装饰线条前段压块在工厂组装成一整体，然后通过铝合金挂码，挂接到公立柱上。装饰条组装完成后运输到现场，待单元板块吊装完后再进行装饰条的吊装。由于该装饰条玻璃副框是通过前段压码固定，在现场利用吊篮就能够进行玻璃板块的更换工作。

三、单元板块的加工、安装

1、三维放样

本工程的幕墙面板设计奇特，是一种斜折型的设计，即单元式幕墙的公母料是由三截不同角度的型材连在一起。随着板块角度和结构层高的变化，玻璃面与结构进出位也随之发生变化，特别是转角（阳转角和阴转角）板块，立柱在竖直和水平方向都发生变化，这给我们设计及板块型材加工定位带来了很大的困难。为了解决空间变化问题，我们对特殊位置进行了三维建模放样，确保每一个地方每一个板块都达到安装精度要求。

测试样板3D建模示意图

2、单元板块的安装

单元式幕墙系统有很多先进性。比如说单元式幕墙系统从型材加工到整个板块的组装都在工厂里进行，工厂化生产程度高很高，产品质量可控，安装便捷等等。

单元板块效果图

普通单元式幕墙系统一般为双根通长立柱（公母料）組成，安装时将待安装板块吊得比相邻已安装板块高50-100mm的高度后平移、对插、下坠（依靠板块自重）调整等步骤安装到位。安装效率较高。

四、总结

青岛大剧院幕墙设计 篇7

幕墙系统

青岛大剧院幕墙系统包括5个部分, 石材幕墙系统、石材与玻璃交替幕墙系统、大跨度明框玻璃幕墙系统、后台带遮阳板幕墙系统、底部入口幕墙系统。

石材幕墙系统

1、造型特点及难点

青岛大剧院整个建筑外墙80%以上的面积为干挂花岗岩, 整个外立面起伏充满了变换, 是青岛大剧院“巨石”建筑构思得以完美的体现。

石材选用30mm厚莱州白麻石材, 表面荔枝面处理, 石材幕墙外立面为7°倾斜造型

所有不都为圆弧造型。若采用普通倾斜造型, 所有的圆弧位置石材加工成为双曲造型才能实现建筑效果, 这样不但造价高昂, 而且幕墙的安装难度非常高。因此, 将外立面设计成阶梯状的造型, 通过石材的前后错位实现7°倾斜的造型, 而且做到圆角处的石材半径一致, 这样将三维空间的石材, 转换为二维的做法, 降低了造价和施工难度。

所有石材板块保持1100mmx450mm (宽x高) 的模数在转化, 横向贯通30m m的宽缝, 竖向为6mm细缝, 并且通过几何计算, 进行错缝设计, 保证所有五万多块石材板块无上下重合的缝隙。

2、石材幕墙系统说明

石材幕墙面才选用30mm莱州白麻天然花岗石, 所有石材幕墙龙骨选用热镀锌Q235B钢材, 石材幕墙系统为开放式系统, 保温防水系统设置在外墙表面与石材幕墙龙骨及面板各自独立施工, 采用双跨梁力学模型, 保证倾斜龙骨的受力合理, 石材面材与龙骨连接采fischer的FZP后扩底锚。

石材与玻璃交替幕墙系统

1、造型特点及难点

分格高度为450mm的石材和450mm的玻璃交替变更, 即保证了外观的统一, 同时实现了建筑的功能, 按建筑设计要求, 幕墙的竖龙骨必须对应隔墙位置, 建筑主体本身呈竖直方向呈7°倾斜, 水平方向有15°转角, 转角处又必须保证相同半径的圆弧, 若采用传统的竖龙骨与水平梁垂直的做法, 则不能保证上述建筑要求。

2、系统说明及难点解决

玻璃选用8+12A+8高透型Low-E玻璃, 使得建筑物在保证节能的基础上做到最大通透性, 突出自然采光。幕墙主龙骨为6063-T6材质, 双跨梁力学模型设计;石材部分同样采用fischer的FZP后扩底锚栓干挂系统;依旧延续“干湿区”分部的设计思路, 同时保证干区施工完毕后, 进行湿区部分的安装。

3、难点解决方案

在玻璃的后部用不同截面的副框实现水平方向15°的斜向走势, 同时立柱与梁成15°夹角且平行于隔墙的做法来保证立柱与隔墙的对应关系。

大跨度明框玻璃幕墙

1、造型特点及难点

幕墙跨度非常大, 跨度13m左右, 横向最大分格4800mm左右, 高度分格900mm, 单片玻璃180kg左右, 其中多功能厅玻璃幕墙有45个不同半径的圆弧进行转角处的过渡, 并且部分弧长超过2440mm, 最大弧长接近4000mm。

2、系统说明及造型难点解决方案

幕墙采用钢铝结合系统, 立柱采用45a工字钢, 外包3mm铝板, 铝板采用插接方式, 保证了简洁的建筑风格, 横梁截面宽度300mm, 厚度3.5mm的铝合金材料, 通过有限元软件ANSYS的模拟计算, 玻璃自重产生的挠度仅为4.1mm。

弯钢Low-E玻璃一直是玻璃生产行业的难点, 玻璃生产厂家根据大剧院工程的特点, 成立专家组对设备进行改造, 经过多次试验最终将弯弧Low-E玻璃的最大弧长做到4000mm左右, 产品不但成型精度高, 外观质量优异, 而与普通平板玻璃无色差;同时国内顶尖拉弯加工厂家也对设备进行了改造, 研发出适合300mm断面拉弯的夹具和模具, 对型材进行弯弧加工。

大剧场后台带遮阳板幕墙

1、造型特点及难点

超大铝合金百叶 (截面宽度560mm) 横向贯通, 同时采用独立体系与主体连接, 竖直方向7°倾斜同时水平方向166°夹角, 15个不同半径的圆弧处的圆滑过渡, 同时保证阶梯幕墙系统节能效果。

2、系统说明及难点解决

整个幕墙全部采用铝合金结构, 立柱采用6063-T6材质, 横梁为6063-T5材质, 玻璃选用8+12A+8高透型Low-E玻璃, 双垮梁模型。

百叶分成宽度300mm和260mm的两两种截面形式, 采用插接的方法连接型材, 既保证了外观效果, 又保证了合理的力学性能, 铝材生产厂家采用125MN挤压机, 保证了型材的精确、表面光洁。

既要保证阶梯造型的效果又要保证建筑的节能效果, 断桥隔热是本系统设计的又一难点。本系统的横梁采用室内室外分体设计, 主要受力部位位于室内, 室外部分铝型材中间通过PVC垫块与室内部分横梁连接, 既保证了外观又起到了断桥隔热的作用。

底部入口处幕墙

1、造型特点及难点

本系统位于每个区的0-4.5米处, 是各个不同区域幕墙的结合部位, 大量的建筑通风口, 各种功能的入口等等。系统繁琐, 同时还设置了宽度逐层变化的遮阳百叶, 每块百叶与石材30mm横向缝隙相贯通。

2、系统说明及难点解决

本系统采用钢铝结合方案, 立柱为80x120x4mm钢方管, 表面做氟碳喷涂于铝型材相同颜色, 玻璃选用8+12A+8高透型Low-E玻璃。

本系统将通风口设置在幕墙顶部的3个分格中, 通风口位置安装防雨通风百叶, 同时外部设置铝合金格栅, 确保有通风口位置和无通风口位置的立面效果的一致性, 遮阳百叶外部设置相同断面型材, 变化部位采用铝板插接, 解决了变化截面遮阳板的问题, 节约了材料成本。

小结

总结青岛大剧院幕墙工程的复杂造型幕墙系统的设计思路, 有以下几点值得注意:

1、深刻体会建筑设计的意图与思路, 将复杂的造型转化为有“模数“可依的数学模型, 化繁为简;

2、新工艺的大胆运用, 例如石材幕墙的防水保温系统、干挂系统等;

论幕墙的深化设计 篇8

就当前的石材幕墙设计工作而言,设计单位和企业在工作中要按投资者的投资目的和工作需求为主要依据,进而制定出设计的大体方案。同时,在设计时还要以建筑结构为标准来对幕墙结构、形式和颜色等方面进行严格的控制,为建筑施工方提供各种石材样本以供施工材料的选用。通常,石材原料选用首先需要具备相关资料和一定的基础知识,还需考虑到建设物外在要求和表面条纹变化的要求。因此在设计工作中需要进行深入分析和总结,对石材物理性质与技术性能进行严格控制。石材作为一种天然物理材料,是一种物理性能变化大的新型材料,因此对材料的选用是十分重要的,是满足投资需求的主要途径和方法。

2 干挂方式的选择

石材幕墙干挂式施工的方法有很多,常见的施工方式主要有背栓式、短槽式和钢销式等。其中短槽式和背栓式的石材幕墙施工工艺使用较为广泛,经过多方面比较短槽式幕墙施工具备施工成本低、工艺简单的优势,但是其在施工中由于安全性能不佳,不如背栓式,通常对于质量较重的石材在施工中多选择背栓式施工模式。

3 石材及干挂体系的力学计算

石材幕墙是当前主要的外围建筑结构,其设计效果的高低直接影响着建筑物整体美观和质量,因此在设计的过程中需要进行深入的总结与分析,尤其是对石材物理性质和力学性质更是要结合整体建设施工进行全面分析。就目前的石材设计分析总结,主要的力学计算方法有以下几个方面:

3.1 荷载的确定

首先在工作的过程中需要分析幕墙所承受的各种荷载力和作用因素,然后确定石材的干挂方式,进而确定石材板块的计算模型,再着手进行受力安全性计算,最后根据干挂体系所承受的荷载值来确定木材体系的构造形式和悬挂方式。通常,相关的应力分析系数都是以荷载应力为主,选择特殊要求,在计算的过程中通常都是以相对规范和最大值进行分析。而对于悬挂体系的选择,应当根据刚度的传递特性来确定荷载要求,进而进行计算。

3.2 石材的计算

就目前的施工方式而言,在施工的过程中石材计算主要有对挂板板块自身抗弯力计算和其抗剪能力计算两种。在有些工程项目中,还需要结合石材热裂能力进行计算。就目前石材板所受的力度和形式分析而言,其计算方法与石材干挂方式之间存在着一定的质量隐患,同时其对于内部温度的热裂力也有着重要的作用。背栓式干挂石材在安装与计算的过程中通常都是将其分为上下两组进行固定和探究,其中在石材上边支撑起一定的石材重量以及垂直于石材表面方向的约束作用力,同时在下边也要搭设一定的支撑空间。

3.3 干挂体系的设计

在设计中,由于石材的整体与干挂系统都由有一个施工企业或设计单位来完成,由于在工作中幕墙作为主要的悬挂体系,其悬挂质量的高低直接影响着幕墙的悬挂特性和干挂系统要求,同时对目前的结构安全与施工质量有着密切的关系。由于干挂体系具有特殊性施工要求,其有属于隐蔽工程环节,因此在施工中需要引起我们足够重视。

4 现场受力性能试验

干挂石材在受力性能分析上通常是结合现场临时受力情况和实际固定需要进行全面分析,一般,为了在计算中验证石材应用的准确性,通常在施工现场拟定干挂石材的相关固定体系和固定方法,然后通过对其逐步施加荷载,并准确及时的观察其反应情况,进而做到合理的受力性能分析和准确的受力设计要求。在目前的实验结构中,力学计算结果通常都是在原有的计算基础上直接进行的,进而确保了干挂石材的实际应用安全度。

5 施工图设计

干挂石材在施工中,需要根据建筑平面图、立面图、节点图和其他专业需要与干挂石材相互配套的图形进行全面总结和计算,在施工的过程中必须做到相应的工作模式和工作流程,在设计中需要以建筑师的要求和实际情况来进行综合分析和处理,使得施工图在设计中能够与实际相吻合。就目前施工图设计而言,主要包括石材幕墙的安装架、立面和节点设计等。

5.1 安装立面图设计

一般在设计中根据建筑立面板块分隔要求来明确建筑立面图形尺寸和石材的独立编号要求,同时更是要确保编号相互独立和唯一,避免施工中出现混乱现象。一般,如果在施工的过程中工程体系较为复杂,为了方便工程施工和图纸的完美实现,在干挂石材安装立面图设计中需要标明相关的引图,清晰的表示出各类建筑物中每个区域墙面相对应的独立编号。

5.2 石材节点大样图设计

对建筑物的拐角、窗口、屋檐及其他复杂部位石材的形状、尺寸及连接方式,应单独设计干挂石材节点大样图,以表明这些部位石材的实际情况。

5.3 石材加工详图设计

石材安装立面图及节点大样图经建筑师批准后,即可按石材安装立面图上的石材尺寸分格及节点大样图的细节进行加工详图设计,该详图即通常所说的石材加工单。

6 结语

论石材幕墙的深化设计 篇9

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, 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。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两组挂件将石材固定, 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。其计算边长、b0。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安全, 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时采用的安全系数应有所不同。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安全系数。如对于石灰石, 美国石灰石行业推荐的设计安全系数值为8。用实验得出的石材弯曲强度及压缩强度除以相应的设计安全系数, 即可得到石材的答应应力。

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。

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, 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要满足建筑师的要求, 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。

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。

石材节点大样图设计:对建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它复杂部位石材的外形、尺寸及连接方式, 应单独设计干挂石材节点大样图, 以表明这些部位石材的实际情况。

石材加工详图设计:石材安装立面图及节点大样图经建筑师批准后, 即可按石材安装立面图上的石材尺寸分格及节点大样图的细节进行加工详图设计, 该详图即通常所说的石材加工单。在确定干挂石材的具体外形及加工尺寸时, 须反复核实以确保万无一失以免造成巨大的经济损失。

摘要：目前幕墙干挂石材设计, 设计单位通常只提供立面分格形式和少量节点图, 其细致程度无法达到依图施工的程度, 因此, 石材板及相关的干挂体系的深化设计工作就非常必要, 这项工作一般由挂板施工单位负责。由于其技术水平的参差不齐, 许多石材工程甚至没有相应的力学计算和现场试验验证, 石材及干挂体系的选择和确定均依据日常的施工经验进行, 很有可能造成强度不足的危险隐患或强度过大的材料浪费。干挂石材的设计必须按照相关规范, 依严格的程序进行, 其力学计算结论要与现场的力学性能试验结果相吻合。本文根据石材幕墙工程施工及设计的工程实践, 从石材、龙骨、挂件的材料的选择、物理实验性能、力学计算、模拟实际情况的现场受力性能实验、施工图设计等各个阶段, 介绍干挂石材的全过程设计。

建筑幕墙优化设计探讨 篇10

1.1 幕墙使用材料现状

建筑幕墙是指建筑物外围不承受重量的外墙护围, 要求其与主体结构可以产生一定量的相对位移而不发生损坏, 由面板和支撑结构组成, 起到一定的装饰、减少太阳辐射、降低室内热损失等作用。目前, 我国常用的有玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙。其中玻璃幕墙是我国建造量最大的幕墙。

玻璃幕墙的建造将建筑功能、建筑节能、建筑结构、建筑美学有机的结合起来, 使建筑在不同的外部光线条件下呈现出不同的色调, 赋予了建筑物动态的美感。但是玻璃幕墙也有其自身的缺陷, 最大的缺陷是由于光反射的作用, 使光环境混乱, 造成了光污染。另一方面, 是由于玻璃本身透明光亮, 使玻璃幕墙极易收到污染, 特别是在干旱少雨的北方, 经常可以看到玻璃幕墙上挂着一层灰, 而且对于高层建筑而言, 清理并不容易, 因此, 这样的幕墙不但起不到应有的装饰作用, 反而会对建筑物的形象产生不利的影响。对于这些问题, 设计者必须寻找新的材料取代传统材料, 才能使玻璃幕墙上升一个新的台阶。

1.2 我国玻璃幕墙的设计施工机制

在我国就目前的状况来看, 大多数幕墙建设都会在工程开工之后, 需要进行建筑幕墙预埋结构时, 才进行建筑幕墙的招标工作。这样就会造成幕墙设计工作的滞后, 为了赶上主体建筑施工的进度, 建筑幕墙的设计往往深度缺乏, 设计水平偏低, 不利于优秀的幕墙作品产生, 不利于幕墙产业的发展。另外, 幕墙的设计需要与建筑中的其他设施相配合, 这就需要幕墙设计者与主体建筑的设计者在设计之初就相互配合, 而这种设计的滞后就没有办法实现这种配合。另外, 现在很多的建筑幕墙相关单位都同时具有设计和建造幕墙的资质。习惯上, 在投标中这些幕墙建造单位会承诺招标人少收或不收设计费, 从而以尽可能低的价格中标。这种设计、施工一体化的经营机制, 会使企业丧失幕墙的创新动力。这样就会使很多优秀的设计作品落选, 对优秀幕墙设计方案的产生极为不利。此外, 我国缺乏专业的幕墙设计人才以及设计人员对日益更新的新知识了解不够、相关设计人员的培训机制欠缺等因素也会成为我国幕墙产业发展的阻碍。

1.3 功能性幕墙的设计现状

采用传统的建筑幕墙设计, 会造成大量的热量散失, 造成大量能源浪费。据统计表明, 发达国家有超过50%的能源消耗来自于建筑消耗, 窗户的热能耗散量是普通墙体的5倍, 因此, 建筑幕墙会造成大量的能源浪费。为了解决这种问题, 就需要设计一种新型的建筑幕墙系统, 使建筑在冬天可以大量的接受日照, 获取热量, 并且能够保温;夏天的时候可以保证空调的产生的热量不散失, 与此同时还能保证室内的正常通风, 从而达到节能环保的作用。

近年来人们还提出了建造光伏建筑幕墙的设想, 即建筑幕墙的材料用光伏材料, 应用幕墙将太阳能转化为电能加以利用, 达到节能环保的效果。设计和建造这类新型功能幕墙需要顶尖的技术和优秀的人才作为支持, 中国在幕墙设计和制造方面缺乏自主创新能力, 因此在这方面我国的技术还比较欠缺。

2 优化建筑幕墙设计的几点建议

由以上的叙述可知, 我国的建筑幕墙产业在飞速发展的同时, 也存在这一些不可避而不谈的问题, 这些问题直接阻碍了我国建筑幕墙产业的发展, 下面将对上述一些幕墙设计存在的问题提出一些优化方法。

2.1 开发和应用新的玻璃幕墙材料

传统材料虽然便宜易得, 但是存在很多弊端。这就要求设计者在设计的过程中更多的发现和使用新材料。比如在幕墙表面涂覆一层具有自清洁作用的涂层, 比如说氧化钛, 在光照的作用下有自清洁的作用。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, 还可以使用低热传到系数的中空幕墙, 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。此外, 出于安全性的考虑, 要求幕墙具有一定的防震效果, 在一定强度的地震中不会掉落, 可以在玻璃幕墙上黏贴钛合金薄膜, 这样就可以形成有一定强度和韧性的复合安全玻璃。

建筑幕墙对材料有着特殊的要求, 因此, 在幕墙选材时应该材料本身的性能和外部具体条件的要求进行综合考虑, 量体裁衣, 达到室外室内的安全、健康、舒适、和节能减排的要求。

2.2 优化建筑幕墙的招标、设计、施工机制

首先, 建筑单位在主体建筑施工之前就应该完成建筑幕墙的设计招标工作, 这样不仅可以保证预埋结构位置的准确性, 而且在幕墙设计过程中不必追赶工程进度, 为设计者提供了充分的时间给出好的幕墙设计方案。其次, 应当采取设计和施工分开招标的方式, 明确提出相关的幕墙设计收费标准, 这样有利于好的幕墙设计方案得到利用, 有助于优秀作品的产生, 有利于幕墙设计的创新和繁荣。最后, 在幕墙设计的审核环节应当尽量由专业的幕墙设计者进行审核, 而不是由非专业的土建设计师进行审核, 这样可以更好地保证幕墙设计的质量。

2.3 加强新型多功能幕墙的设计

目前, 我国的建筑幕墙普遍不具有节能环保的性能, 极大的浪费了社会的资源, 造成了环境的污染, 不利于我国经济的可持续发展。基于此, 幕墙的设计者大胆的创新极为重要, 只有用于创新才能设计出更加环保节能的幕墙。比如国外的设计师设计出了动态幕墙, 这种新型的多功能幕墙由通风系统、空调系统、外部环境检测系统、自动控制系统和建筑幕墙组成, 这种幕墙可以通过各个系统的合作充分地利用太阳能、太阳光, 并保证室内的舒适。在寒冷的冬季, 幕墙可以充分利用太阳光的辐射, 减少了取暖燃料的燃烧, 起到节能减排的作用;在炎热的夏季, 可以利用幕墙的通风系统加大室内热能的耗散, 减少空调的使用, 节约电能。同时拥有可以自动调节的百页这样的装置, 可以控制太阳的光线进入室内, 调节室内的光线环境, 使人们可以更舒适的工作。当然在设计者用于创新的同时, 国家也应该采取相关措施, 鼓励设计创新, 设立相关的奖励制度。

3 结语

我国幕墙产业飞速发展的今天, 设计者应当勇于创新, 管理者要优化体制, 决策者要鼓励创新, 这样我国的幕墙产业才能更加健康、更加快速的发展, 才能更快地达到国际水平, 形成国际竞争力。

参考文献

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[3]李东年.着重发展我国的建筑幕墙材料[J].科学与财富, 2013 (4) :34-37.

建筑幕墙与灯光一体化设计 篇11

前言

良好的灯光设计能够为建筑幕墙增添光彩，让观赏者看到其外形轮廓，同时也能体现出设计师较高的艺术水准，增强设计感染力。为满足人们日益增长的设计要求，设计师将建筑幕墙与灯光结合在一起，提高了建筑档次，尤其是LED灯的应用，更是为建筑增添了光彩。因此，有必要研究建筑幕墙与灯光一体化设计之间的联系。

实现建筑幕墙与灯光一体化设计的意义

对于建筑幕墙来说，它就是建筑外围护结构的一种，对水密性与气密性有着较高要求，通常情况下，在灯光安装即将结束的时候，很容易发生幕墙漏气或漏水的情况，所以，一定要防止这种情况的发生。而在建筑应用玻璃幕墙且与灯光结合以后，就可以将这一问题彻底解决，同时还能保证幕墙性能，避免发生失效的情况。对于幕墙来说，灯具是十分重要的组成部分，通过与幕墙的结合，不仅使建筑立面具有夜间照明的能力，还不会影响白天的艺术效果，特别是可以有效减少反复安装或拆除灯具等情况的发生，给予了幕墙装饰亮点，强化了幕墙性价比。从经济角度讲，将建筑幕墙与灯光结合在一起，在光影关系的作用下，尽管建筑物很少会受到光面的影响，但却会强化其层次效果，通过这样的设计也可以减少灯具使用量，且能够用小功率等取代大功率灯，在降低单项造价的同时，也可以使总价造价降到最低。

建筑幕墙与灯光一体化设计措施

1.光的特性与其在建筑外立面的应用

对于光色来说，主要有冷暖两种色调，一般而言，暖色灯光能够给人带来积极情绪，而冷色灯光则具有相反的效果，最好的灯光则是中性灯光，不仅更为清洁，还能体现出明亮醒目的作用。在选用灯光光色的过程中应注意与幕墙材料颜色与质感的联系，如幕墙材质砖红色或黄褐色石材，就要选择暖色灯光，可以应用卤素灯等；如幕墙材质为白色大理石，则可以利用冷白色光。在选择灯具类型时，应以方形或圆形为主，但值得注意的是圆形灯具广角相对来说要小很多，不能用于远距投射。

2.LED灯及其在建筑幕墙外立面中的应用

LED灯属于固体光源，不仅能够长久使用，还具有很好的环保性能，在使用中也很方便，其灯光也很好控制，融合了大量先进技术，可以为建筑增强光彩。这些优点都为LED灯在建筑幕墙外立面中的应用奠定了基础。将LED灯应用到建筑幕墙外立面的过程中，可以采用的方式主要有以下几种：

第一，将LED灯安装到建筑幕墙的骨架或支撑结构中，通过这样的方式增强实体照明背光效果，这样不仅可以使建筑在白天时为背光处打亮，在夜晚还可以增强建筑的古典之感，给观赏者带来美的感受，这种设计被应用到上海佘山天主教堂的设计中，获得了广泛好评。

第二，双层表皮内透光方式的应用。这种方式主要是在建筑内部增加LED灯，这样不仅可以增强光照效果，还能节约大量光能，为观赏者带来良好的视觉冲击，如在我国水立方的建设中，就应用了蓝色LED灯，不仅体现出了场馆的作用，还让场馆外形在夜晚更加美好。此外，天幕也是LED灯应用的体现，不仅一改以往的屏幕设计模式，还给人们带来美的视觉体验。

建筑幕墙与灯光整合设计要点：

在建筑幕墙与灯光的整合设计要点主要体现在以下几方面：

首先，对于石材幕墙来说，要将顶部与底部射灯应用其中，以便突出幕墙材质，展现建筑物气势，同时也可以在建筑立面上设计一些灯带，或将灯带与幕墙结合在一起。

其次，对于玻璃幕墙来说，按照类型的不同，可以分为框架式和单元式，而前者又可细分为明框和隐框两种，明框的建筑幕墙在设计的过程中要保证灯带和幕墙的主体结构之间合理的连接，不会对幕墙的整体效果产生影响，而隐框的建筑幕墙考虑到幕墙的美观性和水密性，通常不设置灯带。单元式幕墙不建议直接在幕墙面层上做等待，这是由于单元板块为一个整体，任何在型材上的钻孔都会破坏其铝合金型材的等压腔，会对其水密性产生不良影响，所以要达到液晶装饰的效果通常不直接安装灯带，而是将灯具合理的融入幕墙体系中，通过结合灯光的照射、反射等方面的规律，使玻璃幕墙与灯光理想的融合，这在一定程度上也有利于现代建筑幕墙设计向绿色节能方向发展。

结论

通过上述分析可以发现，建筑幕墙与灯光一体化设计是现代人们审美观念和审美要求等方面发生变化的必然产物，在设计的过程中要将建筑幕墙自身的性能、美观性与灯光的照射范围、效果等方面有机结合，随着现代建筑幕墙结构的不断复杂，对美观性要求不断提升，建筑幕墙与灯光一体化设计需要不断深化。

双层玻璃幕墙设计研究 篇12

玻璃幕墙是当代的一种新型建筑外墙形式。玻璃幕墙在十九世纪四十年代末初见端倪, 于1851年在英国伦敦工业博览会大厦首次露面, 至今已有一个半世纪的历史, 而玻璃幕墙在我国出现不过十几年时间。

目前, 我国已成为世界上最大的玻璃幕墙生产和使用国, 据不完全统计, 2007年我国生产玻璃幕墙为22200万m2, 占当年我国建筑幕墙总产量的31.4%, 占当年世界玻璃幕墙生产量的86.27%累计使用玻璃幕墙为11000万m2, 占我国建筑幕墙总使用量的34.9%, 占世界玻璃幕墙累计使用量的61.11%。但是我国的玻璃幕墙能耗很大, 普通单层玻璃幕墙能耗约占整个建筑能耗的40%左右。现阶段我国提高玻璃幕墙节能保温性能的主要措施尚停留在消极设防的设计思想阶段, 技术相对世界水平已经落后。

响应我国“节能减排”政策, 并基于目前新兴的玻璃幕墙节能技术, 本文利用“温室效应”和“烟囱效应”的原理对传统玻璃幕墙进行改进, 应用智能控制的百叶窗, 设计成多介质双层玻璃幕墙, 以节约冬天供暖和夏天散热所需的能耗, 谋求资源的最大利用率, 减少光污染和声污染对人们工作生活的影响, 为中国公共建筑建设提供经济环保的发展方向。

1 双层玻璃幕墙结构设计

1.1 总体结构介绍

从总体来看, 多介质双层玻璃幕墙分为三大部分, 即夹层介质循环型玻璃内墙、单层玻璃钢外墙以及由内外幕墙形成的通风夹层。其中外层幕墙使用单层钢化玻璃, 采用开放式设计, 主要作用是保温、隔热、降低噪声, 同时可以承受部分压力。

玻璃幕墙整体结构和三维效果如图1所示, 内幕墙相对封闭, 采用夹层介质循环型玻璃幕墙;外幕墙采用单层钢化玻璃;内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间———通风夹层;通风夹层中悬挂有可收放的遮阳百叶窗。

如图1 (a) 所示, 通风夹层结构上设有进风口和排风口, 通过烟囱效应引导室外空气进入通风夹层, 将夹层中的热量以及室内废气从上部排风口排出。通过设置通风夹层, 夹层内的空气始终处于流动状态, 热量在其间流动, 形成热量缓冲层, 从而可以使室内获得自然通风, 优化建筑通风质量, 调节室内温度, 有效减少太阳辐射热对建筑本身的影响, 节省空调能耗。同时通过根据太阳辐射角度对通风夹层中的百叶窗进行调节也可有效改善太阳辐射的影响。

1.2 通风夹层

内外两层幕墙之间的通风夹层的距离一般为50~60cm。由于本次设计加入了遮阳百叶窗, 故将通风层设计为70cm, 从而形成一个两侧各有30cm左右的双通风夹层, 通风夹层采用厢式设计, 即以每一楼层为一个设计单元, 每一单元的顶部和底部都分别设有排气口和进气口, 室外新鲜空气从底部进气口进入, 气流从上方排气口排出, 获得自然通风。其优点是能够保证每一通风单元内气流速度柔和、稳定, 同时每一楼层单元的通风以及维护互不影响, 易于在幕墙层间水平行走, 以便清洁。

通风夹层及其工作原理如图1 (a) 所示, 夏季时, 打开换气层的进、排风口, 在阳光的照射下利用烟囱效应带走通风夹层内的热量, 降低内层玻璃表面的温度, 节省空调能耗。同时, 在夏季阳光暴晒的情况下, 通过调节百叶窗可减少太阳辐射, 避免室内过亮。

冬季时, 关闭通风层两端的进、排风口, 换气层中的空气在阳光的照射下温度升高, 形成一个温室, 有效地提高了内层玻璃的温度, 减少室内对外散热, 从而减少建筑物的采暖费用。

1.3 夹层介质循环型节能内墙

1.3.1 单块夹层介质循环型节能内墙结构

夹层介质循环型节能内墙结构如图2所示, 内墙采用双层玻璃结构, 并将流水和空气作为夹层介质, 通过采用合适的密封剂进行有效的密封。

在夏天, 夹层中循环水介质, 由于水的比热高、传热系数较大, 能够有效降低室内温度, 同时, 水较之玻璃能够有效吸收太阳光, 将反射率降到最低, 大大降低光污染, 夹层中的“水幕墙”增加了幕墙厚度, 隔音效果也得到增强。

冬天时, 为避免结冰, 夹层中改为通入空气或CO2, 形成小范围的温室效应, 可有效保持室内的温度。

1.3.2 整体楼层夹层介质循环型节能内墙结构

整体楼层夹层介质循环型节能内墙和整体楼层夹层介质循环型节能排水进水系统如图3所示。夏天, 进水系统将水送入管路中。首先将水阀3, 3’打开, 使流水充满三楼的玻璃的夹层空间;然后将水阀2, 2’打开, 使流水充满二楼的玻璃的夹层空间;最后将水阀1, 1’打开, 使流水充满一楼的玻璃的夹层空间。此时水介质就在整个楼宇的内墙的夹层中循环起来, 最后介质水通过排水系统排出。

1.4 百叶窗智能控制系统

外层玻璃和中间层玻璃之间设计的百叶窗, 其可以最大限度减少阳光直接照射, 从而避免室内过热, 阻挡阳光直射, 防止炫光。同时为了达到智能化和人性化标准, 尽可能的减少人力资源和人为操作, 将百叶窗的控制改为电脑的自动调节, 在外层幕墙中间放置光敏电阻, 选取stm32单片机作为控制系统, 由光敏电阻不断地向单片机反馈光强信息, 单片机根据建筑所在位置已经设定好的所需光强, 实现自动调节舵机旋转, 从而控制百叶窗的角度。同时为了满足个人对不同时刻的光强要求不同, 在程序中添加人工调节系统。在此过程中, 由AD转换模块、百叶窗舵机控制模块、百叶窗自动控制角度模块和百叶窗人为控制角度模块共同完成。

2 节能效果分析

假设在通风口关闭时热量的传播过程只有传导, 没有对流。即假定窗户的密封性能很好, 进排气风口关闭后两层玻璃之间的空气是不流动的;在通风孔打开时空气层的热量传播只有热对流, 对流热交换系数为常数, 水介质层只有热传导, 没有对流, 热传导系数为常数;沿传导方向, 单位时间通过单位面积的热量是常数;玻璃材料均匀, 热传导系数是常数;不考虑玻璃外边框的吸热和传热;不考虑太阳热辐射。

2.1 传热系数计算

2.1.1 冬季多介质双层玻璃幕墙平均传热系数

建筑玻璃传热系数的计算是以下列公式为计算基础:

多层玻璃系统传热系数计算公式:

式中, ks—气体空隙的传热系数, W/ (m2·K) ;N—空气层数量;M—材料层数量;dm—每种材料层的厚度, m;Rm—每一层材料的热阻, m·K/W。

计算的冬季多介质双层玻璃幕墙平均传热系数:

经查阅相关资料:

传统呼吸式玻璃幕墙的平均传热系数

2.1.2 夏季多介质双层玻璃幕墙平均传热系数

2.2 模型节能效果对比

多介质双层玻璃幕墙和传统玻璃幕墙在冬夏两季的平均传热系数如表1所示, 对比可见冬季双介质璃幕墙比传统的玻璃幕墙节约10%-70%的取暖能量, 夏季双介质玻璃幕墙比传统的玻璃幕墙节约30%-80%的空调能量。同时, 夏季在密封玻璃夹层中充入水介质代替气体介质可以有效减少外界热量向室内的传导。因此可以有效减少外界传热, 降低房间温度, 减少空调耗能, 达到节能的目的。

2.3 FLUENT流场模拟

为了能够更为准确的得到多介质双层玻璃幕墙的理论依据, 利用FLUENT软件对流场进行模拟, 选用DO辐射模型进行条件假设, 经过约7万步迭代运算处理, 得出结果。

模拟结果如图4示。

从fluent模拟结果可以看出, 热通道温度内部自下而上逐渐上升, 百叶窗内侧温度低于外侧, 气流进风口和排风口速度高于通道内部, 且气流速度方向总体上从下部指向上部, 从而说明空气从进风口进入并从上部排风口流出, 且从排风口流出空气的温度高于内部, 说明气流带走因为太阳辐射而产生的热量;百叶窗内侧温度低于外侧, 说明百叶窗有遮阳降温的效果。模拟结果为双层玻璃幕墙的可行性在原理上给出了证明。

3 总结

我国玻璃幕墙的能源消耗在总的建筑能源消耗中占很大比例, 而本文运用“温室效应”和“烟囱效应”设计的多介质双层玻璃幕墙比传统的幕墙节约了冬天供暖和夏天散热所需的能源, 从根本上解决了传统玻璃幕墙的能源消耗问题, 并且减少了光污染和声污染对人们工作生活的影响, 为中国公共建筑建设提供经济环保的发展方向。

摘要：本文从目前玻璃幕墙存在的问题入手, 利用“温室效应”和“烟囱效应”的原理对传统玻璃幕墙进行改进, 设计成多介质双层玻璃幕墙, 并对多介质双层玻璃幕墙的节能效果进行深入分析, 指出了多介质双层玻璃幕墙系统目前在国内的应用价值, 为中国公共建筑建设提供了经济环保的发展方向。

关键词：多介质,幕墙,节能减排

参考文献

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