幕墻設(shè)計(jì)行業(yè)無疑是近些年我國(guó)建筑行業(yè)的中國(guó)眾多奇跡發(fā)展行業(yè)中的一個(gè)典型濃縮，從1982年北京長(zhǎng)城飯店作為我國(guó)建筑史上第一幢現(xiàn)代幕墻建筑開工伊始到現(xiàn)在成為世界第一大幕墻生產(chǎn)和使用國(guó)家，我們僅僅用了20多年的時(shí)間。也許是走的太遠(yuǎn)、走的太快，以至于我們常常忘記了它原來的樣子和它應(yīng)該遵循的最基本的原則。如火如荼的奧運(yùn)會(huì)體現(xiàn)的精神是“更高、更快、更強(qiáng)”，但絕不是“過高、過快、過強(qiáng)”，連GDP增長(zhǎng)太快了政府都要想辦法都要讓它冷一冷、緩下來。圣人尚且需要自省其身、行業(yè)也是如此。幕墻建筑說到底還是建筑眾多分支中的一派，設(shè)計(jì)是整體工程意識(shí)的決定因這個(gè)原則依然是通用的。
從設(shè)計(jì)的流派來說，幕墻設(shè)計(jì)無疑是屬于典型的精美主義設(shè)計(jì)。隨著第二次世界大戰(zhàn)的歷程，建筑設(shè)計(jì)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。戰(zhàn)爭(zhēng)的破壞性和殘酷性決定了其時(shí)的設(shè)計(jì)風(fēng)格必然是實(shí)用主義是主流派。伴隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)束，比重建家園更重要的是在戰(zhàn)爭(zhēng)中收到傷害的人們的靈魂的安撫工作，如同音樂、美術(shù)等藝術(shù)的復(fù)興一樣，這時(shí)的建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格偏向了華美。講求技術(shù)精美的傾向在這個(gè)階段（四十年代末至五十年代下半期）是世界范圍占主導(dǎo)地位的設(shè)計(jì)思維。以密斯•凡•德羅為代表的純凈、透明與施工精確的
金屬和玻璃方盒子作為這一傾向的代表設(shè)計(jì)元素。這種傾向的特點(diǎn)是全部用金屬和玻璃來建造，構(gòu)造與施工非常精確，內(nèi)部沒有或很少柱子，外形純凈與透明、清沏地反映著建筑的材料、結(jié)構(gòu)與它的內(nèi)部空間。以金屬和玻璃的“純凈形式”為特征的講求技術(shù)精美的傾向到60年代末開始降溫。自從七十年代資本主義世界的經(jīng)濟(jì)危機(jī)與能源危機(jī)后，現(xiàn)在時(shí)而會(huì)被作為浪費(fèi)能源的標(biāo)本而受到指責(zé)。物極必反！精美主義設(shè)計(jì)后最重要的流派立刻跳到了對(duì)立面-粗獷派了。粗獷風(fēng)格的最典型因素就是利用最常見的素
混凝土和赤裸裸的
鋼材表現(xiàn)，設(shè)計(jì)手法應(yīng)用拉毛、分層次等簡(jiǎn)單處理。當(dāng)對(duì)人類的審美挑戰(zhàn)達(dá)到極限的時(shí)候，百家齊放的設(shè)計(jì)風(fēng)格最終沿用到了今天。
我國(guó)幕墻設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與二戰(zhàn)后的情形極為相似，方案設(shè)計(jì)階段大家追求的就是個(gè)“怪”，“新、奇、特”就是最高的追求境界！什么設(shè)計(jì)的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等都要給視覺沖擊讓路，且這種思維正在鋪天蓋地泛濫在各大中城市之間。伴隨而來的必然是無法躲避的浪費(fèi)、節(jié)能問題，能源危機(jī)更是加重了這種設(shè)計(jì)思維的社會(huì)接受危機(jī)！國(guó)家早在
GB50189-2005 《公共
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中就規(guī)定在保證外
窗自然
采光的范圍內(nèi)鼓勵(lì)窗的面積越小越好，即
窗墻比越小越好。前一段時(shí)間一些媒體更是報(bào)道：“國(guó)家限制
玻璃幕墻” 、“叫停玻璃幕墻” 、“公建新標(biāo)準(zhǔn)宣判玻璃幕墻死刑”等大有欲至玻璃幕墻死地的輿論。國(guó)內(nèi)某省會(huì)城市也同時(shí)出臺(tái)政策禁止新建賓館，商場(chǎng)，辦公樓，寫字樓等
公共建筑修建整面玻璃幕墻，并強(qiáng)制外窗采用
真空玻璃。這些行為雖然都有些偏激，片面否定了建筑的多樣性和自身互補(bǔ)性的功能，但是對(duì)幕墻行業(yè)還是起到了很大的警示作用，如果不能從自身上提高對(duì)能源的節(jié)約，那么重蹈七十年代危機(jī)給幕墻設(shè)計(jì)帶來的冬天也一定距離我們不遠(yuǎn)了。
設(shè)計(jì)指導(dǎo)工程、理念決定質(zhì)量！設(shè)計(jì)的基本原則如果被違背，又何談效果和品質(zhì)。戴高樂機(jī)場(chǎng)的坍塌事件，隨著一次次深入調(diào)查，最后調(diào)查專家組得出了一個(gè)權(quán)威性的報(bào)告，是因?yàn)槌醪皆O(shè)計(jì)的偶然性安全系數(shù)就不合格，設(shè)計(jì)偏小，導(dǎo)致了后期發(fā)生了
承載力不足，乃至最后坍塌。這就是設(shè)計(jì)上對(duì)于安全性的考慮沒有進(jìn)行完全按照規(guī)范來進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于這種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的忽視所吃下的惡果。偉大的幕墻設(shè)計(jì)奠基人密斯•凡•德羅的代表作品克朗樓，也是一個(gè)具有跨時(shí)代的一個(gè)建筑物，他首次采用了全玻璃代替墻體，這個(gè)建筑中，所以說他的創(chuàng)意是非常大膽的，被載入了幕墻發(fā)展史的史冊(cè)，但是實(shí)際上該建筑的歷史意義大過實(shí)用作用。當(dāng)時(shí)這個(gè)大學(xué)的圖書館這層樓使用率極低，學(xué)生非常不愿意在充滿熾熱陽(yáng)光、冬冷夏熱的地方學(xué)習(xí)。這個(gè)是因?yàn)樗膶?shí)用性設(shè)計(jì)發(fā)生了錯(cuò)位，在
建筑材料沒有滿足使用性指標(biāo)要求的時(shí)候他貿(mào)然選用了這樣的設(shè)計(jì)，這是違背了建筑設(shè)計(jì)最基本的實(shí)用性原則。這兩個(gè)著名的幕墻建筑物反映出來的問題充分說明了設(shè)計(jì)的時(shí)候不考慮規(guī)范性和實(shí)用性會(huì)帶來的危害。
在國(guó)外的建筑設(shè)計(jì)理念上有一個(gè)關(guān)健詞是“功能性”，等同于我們常說的實(shí)用性、融合性原則，返璞歸真。這也是為什么我們經(jīng)常看到外國(guó)很多的名勝古跡的一些小鎮(zhèn)，他們的建筑不管是樓房還是平房都和自然融合得那么緊密和自然，他講究一個(gè)和諧性，我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)理念在古代的時(shí)候就有這個(gè)理念的思潮了，完全可以指導(dǎo)后期乃至現(xiàn)代發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展。“大音希聲”和“大美無形”就是講究建筑的融合。建國(guó)初的時(shí)候周總理對(duì)新中國(guó)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的定位是：“經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、美觀性”。后來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民群眾對(duì)精神生活更高的追求，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)的理念調(diào)整并保持到現(xiàn)在的就是“三原則”了。實(shí)用性變成第一的，第二是經(jīng)濟(jì)性，第三是美觀性。現(xiàn)在我國(guó)幕墻設(shè)計(jì)流行的理念跟這個(gè)其實(shí)是正好矛盾的，第一個(gè)是什么？美觀性，而且是奇特的美觀性。把自己的方案做到最奇特成了行業(yè)孜孜追尋的目標(biāo)，其實(shí)陷入了一個(gè)誤區(qū)，是
建筑幕墻設(shè)計(jì)理念的一個(gè)偏差，實(shí)際上實(shí)用性原則應(yīng)該永遠(yuǎn)是第一位的。
實(shí)用性原則的首要體現(xiàn)無疑就是安全。《孫子兵法》指出:“夫未戰(zhàn)而廟算勝者,得算多也;未戰(zhàn)而廟算不勝者,得算少也。多算勝,少算不勝。” 欲讓我們的幕墻設(shè)計(jì)能夠在實(shí)際工程中得到淋漓體現(xiàn)，工程質(zhì)量的安全性和持久性首當(dāng)其沖。伴隨著國(guó)家各級(jí)部
門對(duì)節(jié)能政策的強(qiáng)化和幕墻
門窗行業(yè)的發(fā)展，幕墻門窗業(yè)已經(jīng)從原來簡(jiǎn)單的常規(guī)建筑發(fā)展到有節(jié)能功能的新式幕墻建筑了。
節(jié)能幕墻門窗作為一個(gè)新事物其工程質(zhì)量性征需要重新審視和理解才能正確把握。質(zhì)量安全的重中之重最關(guān)鍵的還是內(nèi)因，選用合適的斷熱
型材、玻璃、
密封嚴(yán)實(shí)的
五金件等等都是組成一個(gè)富有節(jié)能功效的外立面產(chǎn)品的前提，再配以復(fù)合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕す芾恚饌�(gè)一個(gè)工程流程的合法和監(jiān)控都是必須的，這樣這個(gè)行業(yè)的系統(tǒng)產(chǎn)品自身的節(jié)能要求就自然滿足了。門窗幕墻產(chǎn)品原材料的選用又是這里面的重中之重，使用不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的材質(zhì)進(jìn)行節(jié)能幕墻設(shè)計(jì)，只會(huì)恰得其反。僅就型材而言，采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的
隔熱型材可以為你的節(jié)能幕墻設(shè)計(jì)理念做堅(jiān)強(qiáng)的質(zhì)量安全后盾。
現(xiàn)在廣泛使用的
隔熱鋁型材和原來的普通
鋁型材受力方式、材料性能都有較大區(qū)別，普通鋁型材材料
強(qiáng)度一致、
慣性矩計(jì)算很單純，而隔熱鋁隔熱型材材料強(qiáng)度不一致、存在機(jī)械或黏結(jié)組合部分、存在復(fù)合部位連接失效情況。下面以簡(jiǎn)圖方式做以介紹：
從上圖我們可以看到，隔熱鋁型材是由
鋁材和
隔熱材料組成的，這就決定了其強(qiáng)度的決定因素來源與三個(gè)方面：鋁材強(qiáng)度、隔熱材料強(qiáng)度、鋁型材和隔熱材料的結(jié)合。其中根據(jù)
復(fù)合材料力學(xué)知識(shí)可以知道復(fù)合材料的性能很大程度上決定于構(gòu)成復(fù)合材料的幾部分單體材料相互的結(jié)合性能。就穿條式隔熱鋁型材而言，在復(fù)合材料性能上就是反映在鋁型材和隔熱條的結(jié)合上。復(fù)合連接的方式?jīng)Q定了復(fù)合后的材料其強(qiáng)度因兩種材料的自身強(qiáng)度和結(jié)合強(qiáng)度存在著
彈性變化范圍。這個(gè)彈性范圍是完全可以用理論結(jié)合實(shí)踐規(guī)范和計(jì)算出來的，以下公式反映隔熱鋁型材慣性矩計(jì)算原理：
剛性慣性矩計(jì)算公式：
Ief-穿條式隔熱型材有效慣性矩
Is-穿條式隔熱型材剛性慣性矩
E-
鋁合金彈性模量
υ-穿條式隔熱型材作用參數(shù)
λ-穿條式隔熱型材
截面幾何形狀參數(shù)
β-穿條式彈性隔熱型材組合參數(shù)
c-鋁
合金型材和隔熱條組合彈性值
I1 -穿條式隔熱型材Ⅰ區(qū)慣性矩
I2-穿條式隔熱型材Ⅱ區(qū)慣性矩
A1-穿條式隔熱型材Ⅰ區(qū)截面積
A2-穿條式隔熱型材Ⅱ區(qū)截面積
上述公式中唯有c（組合彈性值）是未知量，其他參數(shù)都可以利用普通鋁型材的計(jì)算方法獲得，從而可以得知c（組合彈性值）是決定隔熱鋁型材強(qiáng)度的關(guān)鍵所在。c（組合彈性值）就是表征鋁型材和隔熱條彈性結(jié)合的性能的量化參數(shù)指標(biāo)，c（組合彈性值）是由實(shí)物試驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)，它充分而客觀的反映了針對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同、選用材質(zhì)有異的各種隔熱鋁型材在實(shí)際使用狀態(tài)下的強(qiáng)度值，利用在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行檢測(cè)批的物理實(shí)驗(yàn)來得到同種規(guī)格產(chǎn)品的
力學(xué)性能無疑是最為客觀的一種方式，其試驗(yàn)原理和簡(jiǎn)圖如下：
上圖是表征分別在高、中、低溫狀態(tài)下對(duì)隔熱鋁型材進(jìn)行
剪切和橫向抗拉試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)可以得到施加的
荷載和樣品的
變形量?jī)蓚�(gè)方面數(shù)據(jù)。再結(jié)合下面的計(jì)算c（組合彈性值）的公式：
ΔF-穿條式隔熱型材試樣縱向剪切試驗(yàn)時(shí)在試樣的比例極限范圍內(nèi)增加的
剪切力
Δδ-穿條式隔熱型材試樣縱向剪切試驗(yàn)時(shí)在ΔF作用下產(chǎn)生的相應(yīng)剪切位移
L-穿條式隔熱型材試樣長(zhǎng)度
至此我們可以看到，在實(shí)驗(yàn)室通過檢測(cè)型材樣品分別在各種溫度狀態(tài)下的受力變形情況，就可以完全模擬該種型材在工程上實(shí)際使用的狀態(tài)，從而可以客觀有效反映該種型材是否滿足使用要求以及其強(qiáng)度是否可以優(yōu)化以便達(dá)到節(jié)材的效果。隔熱鋁型材畢竟還是一種應(yīng)用時(shí)間較短、發(fā)展迅速的新產(chǎn)品，其性能的研究和優(yōu)化也需要有著循序漸進(jìn)的過程。只要堅(jiān)定的依據(jù)科學(xué)理論、尊重客觀事實(shí)、優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，那么我們的幕墻設(shè)計(jì)就可以達(dá)到設(shè)計(jì)的實(shí)用性和華美表現(xiàn)結(jié)合，真正意義上的完美設(shè)計(jì)也會(huì)朝我們?cè)阶咴浇?br>
