3 幕墙的建筑设计
幕墙设计包括建筑设计和结构设计，一般由建筑设计单位和幕墙设计单位共同完成。建筑设计单位的主要任务是确定幕墙立面的线条、色调、构图，确定幕墙与建筑整体、与环境的协调关系，对幕墙的类型、性能、材料和制作提出设计意图和要求。幕墙的详细设计工作则由幕墙设计单位完成。
幕墙设计服从于建筑设计，服务于建筑设计。建施图、结施图是幕墙设计的主要依据。幕墙设计还要服从国家法规与行业管理要求，遵守技术标准与规范。
幕墙的建筑设计包括幕墙的立面设计、物理性能与功能设计、安全设计等。本章主要介绍幕墙的建筑设计。
3.1幕墙建筑设计的基本原则
建筑幕墙应与建筑物整体及周围环境相协调。
（1）建筑幕墙的选型。选型是幕墙建筑设计的重要内容，设计者不仅要考虑建筑物立面的新颖、美观，而且要考虑建筑的使用功能、立面设计、造价、环境、能耗、施工条件等诸多因素，经综合技术经济分析，选择其型式、构造和材料。
（2）建筑幕墙的分格。分格是幕墙立面设计的重要内容，设计时除了考虑立面效果外，必须综合考虑室内空间组合、功能和视觉、建筑尺度、加工条件等多方面的要求。建筑幕墙立面的分格宜与室内空间组合相适应，不宜妨碍室内功能和视觉。在确定玻璃板块尺寸时，应有效提高玻璃原片的利用率，同时应适应钢化、镀膜、夹层等生产设备 的加工能力。
（3）建筑幕墙的性能设计应根据建筑物的类别、高度、体型以及建筑物所在地的地理、气候、环境等条件进行。
（4）建筑幕墙的构造设计应满足安全、实用、美观的原则，并应便于制作、安装、维护保养和局部更换。
（5）幕墙开启窗的设置，应满足使用功能和立面效果要求，并应启闭方便，避免设置在梁、柱、隔墙等位置。开启扇的开启角度不宜大于30°,开启距离不宜大于300mm。
（6）建筑幕墙的板块及其支承结构不应跨越主体结构的变形缝。与主体结构变形缝相对应部位的幕墙构造，应能适应主体结构的变形。
（7）建筑幕墙应便于维护和清洁。高度超过40m的幕墙工程宜设置清洗设备。
3.2建筑幕墙的分格设计
幕墙的分格综合了建筑美学、人体工程学、施工工艺、材料规格与性能、同其他专业的配合等因素，是一项较为繁杂的工作。
（1）幕墙分格类型
1）竖向型。给人以高大、挺拔的感觉。
2）横向型。给人以厚实、稳重的感觉。
3）自由组合型。活泼自由，给人以韵律和动感。
（2）幕墙分格的考虑因素
1）建筑设计效果要求；
2）建筑设计的性能和功能要求；
3）结构设计要求；
4）施工工艺技术和水平；
5）材料规格和性能。
（3）幕墙分格设计原则
1）满足幕墙的设计效果要求
①设计分格的基本原则。一般不修改原建筑设计的风格，幕墙设计师在不破坏整体建筑设计风格、尊重建筑师的意愿和认可下才能对幕墙分格进行改动。
②板块宽高比。根据黄金分割原则（比值0.618=1:1.6），分格比例尽量对称协调。
一般竖明横隐幕墙，竖大横小；竖隐横明幕墙，竖小横大。细而高的建筑，横向线条可较少，宽度方向稍大一些，显得挺拔；矮而粗的建筑则相反，分格要兼顾立面的丰富性。
③幕墙的胶缝。幕墙在分格时要保证胶缝横平竖直，各立面的水平胶缝要交圈。
④土建结构的特征。横向分格的布置与层高相协调，并考虑窗台及踢脚板返台位置；纵向分格的布置要考虑主体结构轴网、柱、门洞及室内隔墙的位置；转角及异形位置，考虑立柱自身长度及两边分格是否对称。建筑的伸缩缝处，必须设置分格，且不宜过大，应结合节点作特殊处理。
2）满足幕墙的安全性要求
①分格应与结构设计计算相结合。幕墙分格设计不是简单的分格，要考虑结构的安全性、可靠性，在满足结构安全性、可靠性要求的前提下做到美观大方。
②满足防火的要求。在幕墙设计中，必须对防火分区之间实行“横向、竖向”的防火封堵。竖向防火是指楼层与楼层之间；横向防火是指一个开间与另一个开间之间。
同一幕墙单元不宜跨越建筑物的两个防火分区。
幕墙在跨层有梁的位置应设置横向分格，以方便设置横向防火层。在同层横向结构分区处（隔墙、柱位处）应设置竖向分格，以方便设置竖向防火层。
3）满足幕墙的使用功能要求
①在玻璃幕墙分格设计时，要考虑开启扇的位置、大小等。开启扇的位置应满足使用功能和立面效果要求，启闭方便，避免设置在梁、 柱、隔墙等位置。开启扇高度根据栏杆的高度确定，一般在离地面800~1200mm比较适宜，幼儿园及小学的楼房幕墙的设计要更多考虑到安全因素，可以考虑幕墙的开启扇位置偏高。开启扇大小应注意重量，保证启闭要灵活方便。
幕墙开启窗大多数为外开上悬窗，开启扇面积不宜大于1.8m2，超高层幕墙应采用通风换气装置，不宜设置开启扇。
②保证室内视线良好。离室内地面1400~1800mm的位置尽量不要设置横向分格，因为此高度正好是人的眼睛离地面的高度，在这个高度设置横向分格会影响人在室内观察室外的效果。
③釆光的合理性。为了保证公共场所的良好视线效果，玻璃分格应尽可能加大。应特别注意公共场所功能性，例如火车站站房（参考《铁路旅客车站细部设计》）设计：主入口门洞总高度应在3600mm上，门扇的开启高度不应小于3000mm，每樘门的最小宽度不应小于2100mm；玻璃幕墙从楼地面向上的第一块的玻璃分格高度不应小于2200mm。
④与室内空间组合相适应。在柱、墙的位置设立柱。在房间隔墙的位置设置竖向分格，这样有利于室内装修，可以很好地把两个房间分开，隔声效果好。
4）满足幕墙的经济性
①材料的利用率。分格大小应充分利用材料的常用规格，尽量提高原材料的利用率，最大限度地发挥材料的力学性能，物尽其用（分格不宜太大，但也不是越小越好。非标材料应该详细询问厂家）各种板材常规尺寸如下：
玻璃原片的常规尺寸为2440mm×3660mm，分格时尺寸应向1200mm或1800mm靠近(分格大小必须同时考虑能适应钢化、镀膜、夹层等生产设备的加工能力)。
铝单板的常规尺寸为1220mm×2440mm、1220mm×3040mm、1220mm×3660mm、1524mm×2440mm、1524mm×3040mm、1524mm×3660mm。长度方向一般可以定尺，但供货周期变长、价格高；考虑经济性，尽量保证板块的一个方向的尺寸小于1500mm。超大尺寸的铝板，厂家可以进行铝焊加工。
石材短边尺寸在600mm以内称为工程板，价格是最经济的；短边尺寸为600~800mm的价格是比较适中的；当短边尺寸大于800mm，其价格将会大幅上升，尺寸越大则价格会以几何倍数增长，短边尺寸优先选用600~800mm。花岗石单块面板的面积宜不大于1.5m2，其他石材面板宜不大于1.0m2。
陶土板常规宽度为300mm、450mm、600mm，常规长度为300mm、600mm、900mm、1200mm；陶土棒常规尺寸为40mm×40mm、50mm×50mm。
蜂窝铝板常规宽度为1000mm、1200mm、2500mm，常规长度为1000mm、2000mm、2500mm、3500mm。最合理的分格规格根据厚度（厚度一般为15mm、20mm、25mm）的不同而不同，通常为1500mm×4000mm。
铝型材常规最大尺寸为6000mm（订料长度一般为5850mm以下，切口长度一般为6mm，每支损耗最少为50~80mm）。
钢材常规最大尺寸为6000mm、9000mm、12000mm（切口长度一般为10mm，每支损耗最少加50~100mm,弧位两边各加500mm）。
②互换性设计。在不破坏立面效果的前提下尽量等分，减少分格尺寸类型，提高加工、安装工作效率，降低工程成本。比如，石材分格应尽量减少品种，有的工地两三千平方米工程量，设计了十几种石材规格尺寸，给现场分类、安装带来很大工作量。
③加工工艺要求。如玻璃的钢化、镀膜、夹层、磨边等，铝板的折边、表面喷涂处理，石材的切割、磨光等设备的加工尺寸要求。
幕墙的分格形式直接影响着建筑外立面装饰的效果，制作精品建筑时，要多考虑效果。还要注意与周围建筑的协调性，考虑各种不同材料交界、组合的处理方式。
3.3 建筑幕墙的性能及设计
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