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[摘要]目前，幕墻的应用日益增多，它以现代感、美观新颖而吸引了许多用户。为保证幕墙工程的美观、运用、安全和经济合理，必须进行建筑和结构的合理设计。
[关键词]幕墙设计 技术 原则
[中图分类号]TU2 [文献码]B [文章编号]1000-405X（2013）-6-224-1
1 设计的一般原则
1.1 幕墙
幕墙是建筑外围护结构或装饰性结构。但它具有以下的特点：它由面板和支承结构体系组成，是完整的结构系统；它相对于主体结构有一定的位移能力；它只承受直接作用于其上的荷载和作用，不分担主体结构的荷载和作用。因此，固定窗不属于建筑幕墙；直接固定在实体外墙上的干挂石板也不属于建筑幕墙。
1.2 技术规范及其应用
工程技术规范是已有成熟经验的总结，而不是对未来技术发展的展望。规范制定的原则是列入成熟的技术，成熟一条写一条。尚在发展中的新技术、试用中的新技术暂不列入。待应用较广泛＼积累较可靠的经验、确有依据之后，再行列入。因此，规范并不限制新技术的应用，规范未列入的内容，只要是规范未禁止采用的，一般可以在工程中应用，在应用中总结经验，使它成熟起来。
规范条文规定的严格性是不同的，应分别掌握，不能一律从严。规范的条文分为强制性条文和一般性条文。强制性条文用黑体字印刷，行文采用“必须”、“应”、“不得”、“严禁”等文字进行最严格的限制，强制性条文必须执行，所作规定必须遵守。一般性条文用宋体字印刷，其严格程度稍作放松。一般性条文用词为“应”、“宜”、“可”（相应反面词为“怒应”、“不宜”、“可不”）三个等级，要区别对待。采用“应（不应）”等级的规定，正常情况下要执行；采用“宜（不宜）”的规定，优先采用：采用“可（可不）”等级的规定，可以灵活掌握，选择采用。认为只要规范条文涉及事项，都一律按“必须”执行、不得偏离的看法是不妥当的。
山于各技术规范均在不断修改、更新，而各本规范不能同时？修订、同时颁布，总是轮流先后，因此，在规范应用中，采用“以最新版本为准”的原则。在技术规范条文中，凡是引用相应规范时，如果只标明所引用相关标准的编号而无发布年份的，则以最新颁布的版本为准，随相关新版本的发表而变更，无须特别说明。例如《建筑结构荷载规范》GBJ9-87已于2002年12月31日废止，代之以GB50009-2001，所以，从2002年12月31日起，在《玻璃幕墙工程技术规范》，《金属与石材幕墙工程技术规范》中引用的风荷载计算方法和系数取值，均应以GB50009-2001为准，无须等这两本幕墙规范修订。
1.3 建筑幕墙的高度规范的适用范围不等于该项技术的适应范围
由于规范是成熟技术的总结，只能是归纳总结两大面广、使用较多、技术成熟的经验，所以规范中有“本规范适用于……”的适用范围的规定。在规范适用范围内的工程，可以采用规范的相应规定进行设计、施工而无需其它专门的措施。反之，超出了适用范围时，除应遵守规范中的有关规定外，尚应采取其它更有效的技术措施，保证幕墙的结构安全和建筑功能满足要求。例如，《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96规定规范的适用范围是150m高度以下，实际上1996年时我国已有几十幢玻璃幕墙高度超过150m，最高的金茂大厦已达420m；国外最高的已达445m（芝加哥西尔斯大厦）、412m（纽约世界贸易中心）。所以，150m的规定只是在当时条件下102规范的适用范围，而不是玻璃幕墙的适用范围。由于这几年大量的经验积累，新颁布的JCJ102-2003规范就取消了适用范围150m以下的规定。同样，在《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001中。规定该规范的适用范围是150m以下的金属幕墙和100m以下的石材幕墙。这只是规范的适用范围，而当时国内已建石材幕墙达175m高度，在建石材幕墙已达200m高度；国外已建石材幕墙许多超过300mo但必须指出：超规范高度的建筑幕墙应作专门的考虑，如采取必要的技术加强措施；加强设计与施工的管理、审查和监管；进行风洞试验和振动台试验等。
2 幕墙建筑设计
（1）幕墙的换气和通风在幕墙建筑设计中，过去强调以人工换气、通风为主，不主张开启或尽量少设开启扇，以降低能耗。防止启扇破损，也使立面较为美观，因此JCJ102-96规定开启扇面积不大于幕墙面积的15%。2003年SARS之后，许多幕墙界人士进行了反思，形成了加强幕墙通风、换气的共识，甚至许多业主要求将部分固定玻璃更改为开启扇。
（2）防火防烟设计
防火玻璃在幕墙中的应用幕墙采用的防火玻璃应为单片防火玻璃及其制品（如中空玻璃），目前采用单片铯钾玻璃为多。防火玻璃可以在下列情况下采用：①火墙两侧的玻璃面板：②楼层间水平隔烟层；日前采用单片铯钾玻璃为多。③楼层结构高度小于800mm，未设实体窗下墙时，楼板上（下）的面板；④楼层中的透明防火隔断（透明防火墙）。支承防火玻璃的金属骨架应采用钢结构，不宜采用铝型材。防火试验表明，铝型材在高温下迅速熔化，会使玻璃失去支承而坍落，使防火墙、防火带失效；而钢型材可以维持相当长的时间不会软化。
双层通风幕墙的防火问题双层通风幕墙通过热通道中的气流调节热通道的温度，减少室内温度与外界的温差，达到节能的要求，宜采用多层风道的通风方式。但目前国内消防规范要求层间设置封闭隔烟层，因此热通道只能是一个层高。为避免本层排风口排出的空气又被上层进风口吸入，形成气流短路，可以在满足防火隔烟要求的前提下，采用下列通风方式之一：①加大排风口与上层进风口的竖向距离；②采用本跨进风后，在邻跨排风的S形通风路线方式。当外幕墙采用透明玻璃、要求高度通透明，层间隔烟层可采用单片铯钾防火玻璃。深圳电视中心拉索点支外幕墙就采用了这种透明隔烟措施。
高度很大的内天井、内庭的防火问题目前有些建筑设置了很高的内庭或内天井，如北京电视中心的内庭高度达到150m，为防止火灾和烟雾在层间扩散蔓延，在天井周边可采用单层铯钾防火玻璃围成井筒，并采用型钢骨架。
（3）双层通风幕墙的选用双层通风幕墙可节能40%-60%，降噪可达35-40dB，表现了良好的建筑性能。全国会计师培训中心北京基地实测结果：其K值可达1.0（冬天）和1.1（夏天），降噪可达37dB，均提高性能等级1-2级。但是，双层通风幕墙造价高，技术复杂，占用建筑面积3%-5%，增大投资：外幕墙还降低了房间私密性和增大相互干扰。因此，双层通风幕墙应经过经济技术比较后，选择应用。
[关键词]幕墙设计 技术 原则
[中图分类号]TU2 [文献码]B [文章编号]1000-405X（2013）-6-224-1
1 设计的一般原则
1.1 幕墙
幕墙是建筑外围护结构或装饰性结构。但它具有以下的特点：它由面板和支承结构体系组成，是完整的结构系统；它相对于主体结构有一定的位移能力；它只承受直接作用于其上的荷载和作用，不分担主体结构的荷载和作用。因此，固定窗不属于建筑幕墙；直接固定在实体外墙上的干挂石板也不属于建筑幕墙。
1.2 技术规范及其应用
工程技术规范是已有成熟经验的总结，而不是对未来技术发展的展望。规范制定的原则是列入成熟的技术，成熟一条写一条。尚在发展中的新技术、试用中的新技术暂不列入。待应用较广泛＼积累较可靠的经验、确有依据之后，再行列入。因此，规范并不限制新技术的应用，规范未列入的内容，只要是规范未禁止采用的，一般可以在工程中应用，在应用中总结经验，使它成熟起来。
规范条文规定的严格性是不同的，应分别掌握，不能一律从严。规范的条文分为强制性条文和一般性条文。强制性条文用黑体字印刷，行文采用“必须”、“应”、“不得”、“严禁”等文字进行最严格的限制，强制性条文必须执行，所作规定必须遵守。一般性条文用宋体字印刷，其严格程度稍作放松。一般性条文用词为“应”、“宜”、“可”（相应反面词为“怒应”、“不宜”、“可不”）三个等级，要区别对待。采用“应（不应）”等级的规定，正常情况下要执行；采用“宜（不宜）”的规定，优先采用：采用“可（可不）”等级的规定，可以灵活掌握，选择采用。认为只要规范条文涉及事项，都一律按“必须”执行、不得偏离的看法是不妥当的。
山于各技术规范均在不断修改、更新，而各本规范不能同时？修订、同时颁布，总是轮流先后，因此，在规范应用中，采用“以最新版本为准”的原则。在技术规范条文中，凡是引用相应规范时，如果只标明所引用相关标准的编号而无发布年份的，则以最新颁布的版本为准，随相关新版本的发表而变更，无须特别说明。例如《建筑结构荷载规范》GBJ9-87已于2002年12月31日废止，代之以GB50009-2001，所以，从2002年12月31日起，在《玻璃幕墙工程技术规范》，《金属与石材幕墙工程技术规范》中引用的风荷载计算方法和系数取值，均应以GB50009-2001为准，无须等这两本幕墙规范修订。
1.3 建筑幕墙的高度规范的适用范围不等于该项技术的适应范围
由于规范是成熟技术的总结，只能是归纳总结两大面广、使用较多、技术成熟的经验，所以规范中有“本规范适用于……”的适用范围的规定。在规范适用范围内的工程，可以采用规范的相应规定进行设计、施工而无需其它专门的措施。反之，超出了适用范围时，除应遵守规范中的有关规定外，尚应采取其它更有效的技术措施，保证幕墙的结构安全和建筑功能满足要求。例如，《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96规定规范的适用范围是150m高度以下，实际上1996年时我国已有几十幢玻璃幕墙高度超过150m，最高的金茂大厦已达420m；国外最高的已达445m（芝加哥西尔斯大厦）、412m（纽约世界贸易中心）。所以，150m的规定只是在当时条件下102规范的适用范围，而不是玻璃幕墙的适用范围。由于这几年大量的经验积累，新颁布的JCJ102-2003规范就取消了适用范围150m以下的规定。同样，在《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001中。规定该规范的适用范围是150m以下的金属幕墙和100m以下的石材幕墙。这只是规范的适用范围，而当时国内已建石材幕墙达175m高度，在建石材幕墙已达200m高度；国外已建石材幕墙许多超过300mo但必须指出：超规范高度的建筑幕墙应作专门的考虑，如采取必要的技术加强措施；加强设计与施工的管理、审查和监管；进行风洞试验和振动台试验等。
2 幕墙建筑设计
（1）幕墙的换气和通风在幕墙建筑设计中，过去强调以人工换气、通风为主，不主张开启或尽量少设开启扇，以降低能耗。防止启扇破损，也使立面较为美观，因此JCJ102-96规定开启扇面积不大于幕墙面积的15%。2003年SARS之后，许多幕墙界人士进行了反思，形成了加强幕墙通风、换气的共识，甚至许多业主要求将部分固定玻璃更改为开启扇。
（2）防火防烟设计
防火玻璃在幕墙中的应用幕墙采用的防火玻璃应为单片防火玻璃及其制品（如中空玻璃），目前采用单片铯钾玻璃为多。防火玻璃可以在下列情况下采用：①火墙两侧的玻璃面板：②楼层间水平隔烟层；日前采用单片铯钾玻璃为多。③楼层结构高度小于800mm，未设实体窗下墙时，楼板上（下）的面板；④楼层中的透明防火隔断（透明防火墙）。支承防火玻璃的金属骨架应采用钢结构，不宜采用铝型材。防火试验表明，铝型材在高温下迅速熔化，会使玻璃失去支承而坍落，使防火墙、防火带失效；而钢型材可以维持相当长的时间不会软化。
双层通风幕墙的防火问题双层通风幕墙通过热通道中的气流调节热通道的温度，减少室内温度与外界的温差，达到节能的要求，宜采用多层风道的通风方式。但目前国内消防规范要求层间设置封闭隔烟层，因此热通道只能是一个层高。为避免本层排风口排出的空气又被上层进风口吸入，形成气流短路，可以在满足防火隔烟要求的前提下，采用下列通风方式之一：①加大排风口与上层进风口的竖向距离；②采用本跨进风后，在邻跨排风的S形通风路线方式。当外幕墙采用透明玻璃、要求高度通透明，层间隔烟层可采用单片铯钾防火玻璃。深圳电视中心拉索点支外幕墙就采用了这种透明隔烟措施。
高度很大的内天井、内庭的防火问题目前有些建筑设置了很高的内庭或内天井，如北京电视中心的内庭高度达到150m，为防止火灾和烟雾在层间扩散蔓延，在天井周边可采用单层铯钾防火玻璃围成井筒，并采用型钢骨架。
（3）双层通风幕墙的选用双层通风幕墙可节能40%-60%，降噪可达35-40dB，表现了良好的建筑性能。全国会计师培训中心北京基地实测结果：其K值可达1.0（冬天）和1.1（夏天），降噪可达37dB，均提高性能等级1-2级。但是，双层通风幕墙造价高，技术复杂，占用建筑面积3%-5%，增大投资：外幕墙还降低了房间私密性和增大相互干扰。因此，双层通风幕墙应经过经济技术比较后，选择应用。