一級(jí)結(jié)構(gòu)專業(yè)輔導(dǎo)：幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)探索

　　建筑幕墻受到廣大建筑師的青睞，在國內(nèi)的應(yīng)用量很大。但幕墻的技術(shù)水平與國外相比還存在一定差距，原因很多，一方面幕墻技術(shù)的發(fā)展受市場(chǎng)接受程度的制約，許多新技術(shù)、新材料、新理念的應(yīng)用都必須被建筑市場(chǎng)接受，才會(huì)得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展;另一方面幕墻的造價(jià)問題往往起到?jīng)Q定性作用，企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中不得不展開價(jià)格戰(zhàn)，結(jié)果使我國幕墻的整體技術(shù)發(fā)展緩慢，與巨大的市場(chǎng)相脫節(jié);第三方面與企業(yè)在科研方面的投入相關(guān)，企業(yè)的設(shè)計(jì)和研究人員為了應(yīng)付繁重的工程任務(wù)，很難投入精力來研究幕墻節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)問題。

　　從幕墻行業(yè)整體看來，國內(nèi)仍以普通框架幕墻為主，近些年發(fā)展起來的在技術(shù)方面較有優(yōu)勢(shì)的單元幕墻和雙層幕墻等得不到應(yīng)有的發(fā)展。而且在技術(shù)方面不論是那一類幕墻，與國外幕墻發(fā)達(dá)的國家相比均有一定的差距，這一點(diǎn)需要我們思考，更需要多方面的投入。

　　本文試圖通過近些年的試驗(yàn)室檢驗(yàn)和工程案例的分析，將工程中容易被忽視的問題總結(jié)出來，對(duì)幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)提出一些看法，不一定全面和正確，僅供參考。

　　幕墻設(shè)計(jì)存在的問題

　　1.隱框幕墻現(xiàn)場(chǎng)打注結(jié)構(gòu)膠

　　現(xiàn)行規(guī)范JGJ102和GB/T50210中均對(duì)結(jié)構(gòu)膠的打注環(huán)境提出要求，規(guī)定隱框幕墻應(yīng)在符合條件的專用房間內(nèi)進(jìn)行，不能在施工現(xiàn)場(chǎng)打注結(jié)構(gòu)膠。但在試驗(yàn)室檢測(cè)和工程質(zhì)量檢測(cè)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)打注結(jié)構(gòu)膠的現(xiàn)象仍時(shí)有所見。尤其是半隱框幕墻，在隱框部分節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)采用無副框結(jié)構(gòu)，直接用結(jié)構(gòu)膠粘接。這種設(shè)計(jì)方面的缺陷，必然給工程造成潛在的安全問題。

　　更有甚者，在北京某工程中，隱框幕墻玻璃單元沒有副框，均靠少許結(jié)構(gòu)膠和雙面貼與橫梁立柱粘接，造成巨大的工程隱患。

　　2.隱框幕墻中空玻璃的設(shè)計(jì)和選用存在問題

　　采用中空玻璃是解決幕墻隔熱問題的有效方案，但由于設(shè)計(jì)人員的誤解，往往將靠近室內(nèi)的一片設(shè)計(jì)成普通浮法玻璃，且厚度比外片薄1~3mm，達(dá)到降低幕墻成本的目的。但我中心的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種設(shè)計(jì)存在一定的問題，經(jīng)常內(nèi)片發(fā)生爆裂，達(dá)不到預(yù)期的效果。建議在工程中盡量選用雙鋼化的中空玻璃，且雙片玻璃厚度差控制在為2mm之內(nèi)。

　　在北京的某個(gè)幕墻工程，采用8T+12A+6F外片鋼化內(nèi)片普通浮法玻璃的隱框中空幕墻，工程還沒有交工，已有250多片玻璃發(fā)生炸裂，嚴(yán)重危機(jī)使用者的安全。初步分析認(rèn)為內(nèi)外溫差、安裝誤差和中空玻璃副框設(shè)計(jì)的失誤是造成玻璃炸裂的主要原因。

　　3.玻璃自爆的控制

　　玻璃自爆是目前門窗和幕墻行業(yè)需要解決的問題。我國現(xiàn)行規(guī)范JGJ102和JGJ3035對(duì)玻璃的引爆處理沒有作出明確的規(guī)定，致使許多工程業(yè)主和幕墻設(shè)計(jì)人員忽視對(duì)玻璃設(shè)計(jì)、選用和加工質(zhì)量的要求，致使許多工程的鋼化玻璃自爆現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重。新近執(zhí)行的GB/T50210-2001對(duì)幕墻玻璃的引爆處理提出明確的要求，8mm以下的鋼化玻璃須進(jìn)行引爆處理，并且對(duì)玻璃加工提出要求，希望引起足夠的重視。

　　4.無防噪音設(shè)計(jì)

　　幕墻因熱脹冷縮和風(fēng)力等原因，會(huì)在金屬件之間產(chǎn)生摩擦噪音。而這種噪音與相對(duì)高檔的幕墻建筑很不協(xié)調(diào)。國內(nèi)企業(yè)為了降低幕墻系統(tǒng)的價(jià)格，基本上不考慮防噪音設(shè)計(jì)，因此幕墻工程產(chǎn)生噪音的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

　　5.不可拆卸性設(shè)計(jì)

　　目前我國通行的幕墻體系均在外部進(jìn)行安裝施工，幕墻的可拆卸問題被忽視，以至幕墻整體完工后，進(jìn)行局部更換變得相當(dāng)困難，尤其是石材幕墻和單元式幕墻，這種現(xiàn)象比較嚴(yán)重。希望設(shè)計(jì)者充分考慮幕墻的可拆性，降低幕墻的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。在歐洲考察時(shí)，看到某企業(yè)的辦公樓石材幕墻可模擬一年四季的變化進(jìn)行面材更換，足以說明幕墻的可拆性并不困難，而且非常必要。

　　國內(nèi)技術(shù)比較先進(jìn)的企業(yè)已經(jīng)注意到幕墻可拆卸性設(shè)計(jì)的重要性，如石材幕墻的背栓結(jié)構(gòu)和小單元結(jié)構(gòu)、單元幕墻和小單元幕墻的組合設(shè)計(jì)等。

　　6.開啟扇掛接結(jié)構(gòu)無防脫設(shè)計(jì)

　　目前，開啟扇采用掛接結(jié)構(gòu)形式比較多，在重力作用下開啟扇保持垂直穩(wěn)定狀態(tài)，并且在上部一般設(shè)有披水膠條，看上去比較完整、可靠。但工程案例證明，僅靠重力作用并不可靠，仍會(huì)有滑脫的可能，因此建議在掛鉤上部設(shè)置壓板固定，做到萬無一失。

　　國外流行的設(shè)計(jì)理念

　　1.“環(huán)保施工”，現(xiàn)場(chǎng)不打密封膠，不進(jìn)行結(jié)構(gòu)件的焊接

　　所謂的環(huán)保施工，有兩方面的含義：現(xiàn)場(chǎng)不打密封膠，不焊接。由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件較差，并且施工質(zhì)量容易受到工人責(zé)任心和情緒的影響，因此在歐洲更看重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身的重要性，很多節(jié)點(diǎn)采用結(jié)構(gòu)化防水，不再依靠密封膠被動(dòng)防水的設(shè)計(jì)理念，使幕墻的整體性能提高到一個(gè)新的層次。

　　結(jié)構(gòu)化防水設(shè)計(jì)在歐洲和北美比較流行，采用扣板和EPDM膠條相結(jié)合，利用等壓原理和雨幕原理對(duì)幕墻節(jié)點(diǎn)構(gòu)造進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，在降雨量不大的地區(qū)，采用這樣的結(jié)構(gòu)比較實(shí)用，且成本低，性能可靠。

　　現(xiàn)場(chǎng)焊接，包括予埋件的焊接在國內(nèi)引起過很多爭(zhēng)論，但在歐美和南亞國家更普遍采用設(shè)計(jì)本身完成轉(zhuǎn)接件的最后定位。如采用齒嚙合長孔、齒嚙合角板和防滑動(dòng)螺母等技術(shù)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)接件，避免焊接帶來的諸多缺陷。

　　2.采取措施降低幕墻噪音

　　為了降低噪音，國外的幕墻設(shè)計(jì)師作過很多研究，在金屬件的連接部位采用其它柔性材料的襯墊，當(dāng)幕墻的橫梁和立柱發(fā)生位置變化時(shí)能夠起到緩沖作用，降低幕墻的運(yùn)行噪音。

　　3.幕墻的可拆卸性

　　絕大部分幕墻采用室外安裝和拆卸，一旦部分板塊破損，維修將變得相當(dāng)困難。意大利某公司設(shè)計(jì)開發(fā)出一套成功的幕墻體系，在幕墻的橫料和豎料之間不用螺栓等緊固件連接，采用鋼柱叉接，并且在鋼柱外包有護(hù)套，使橫料和豎料之間可自由伸縮，并且不會(huì)產(chǎn)生噪音。橫料叉接件采用定位銷定位，需要拆卸時(shí)僅需要將定位銷推到橫料內(nèi)部即可將橫料和豎料分開，實(shí)現(xiàn)任意拆卸。

　　4.幕墻平面度的可調(diào)性設(shè)計(jì)

　?、?轉(zhuǎn)接件的三維可調(diào)性

　　發(fā)達(dá)國家更強(qiáng)調(diào)人和自然的融合，幕墻既不能反光太多，又不能發(fā)生較大的影像畸變，非常注重幕墻的平面度調(diào)整問題，因此三維可調(diào)轉(zhuǎn)接件被廣泛采用。國內(nèi)許多企業(yè)這方面也很重視，自行開發(fā)很多實(shí)用的三維可調(diào)的轉(zhuǎn)接件。

　?、?中空玻璃設(shè)有均壓孔

　　由于中空玻璃合片地點(diǎn)和幕墻的施工地點(diǎn)可能會(huì)有大氣壓力、空氣溫度、空氣密度和海拔高度等方面的差異，如果采用一次性封死，就有可能造成中空玻璃的“外凸”或“內(nèi)凹”現(xiàn)象，不可避免地發(fā)生較大的影像畸變。因此在國外有些特殊要求的工程中，在中空玻璃合片時(shí)預(yù)留防塵良好的均壓孔，在安裝現(xiàn)場(chǎng)完成最后的密封，這樣即可避免運(yùn)輸過程中的破損又可實(shí)現(xiàn)最后的玻璃板片的平面度恢復(fù)。

　　5.重視高科技應(yīng)用

　　采用光電技術(shù)、太陽能綜合利用技術(shù)、智能化雙層幕墻技術(shù)等高新技術(shù)，并注意新材料的推廣和應(yīng)用，如自潔玻璃、多功能復(fù)合膠條、自潔膜等，充分體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念，營造高標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)環(huán)境。