优化过程中经过逐步调整、最后达到最优值的独立参数，叫做设计变量，例如在进行建筑幕
墙的截面尺寸的设计中，截面的几何参数、物理参数就是设计变量。在进行建筑幕墙设计的
计算时，其最终的目的就是为了使各个设计中的变量进行相互组合，并且达到最优的配比。

 

　　

 值得注意的是在建筑幕墙的设计当中，如何合理地确定荷载和作用是一项十分重要的

工作，由于作用在幕墙上的荷载有重力荷载、风荷载以及雪荷载，此外还有使结构产生变形
的一些内力的作用，例如有地震作用、温度作用等等。如果在设计过程中取值过大，所设计
的结构尺寸会偏大，造成材料的浪费，如果设计的结构尺寸过小，则影响了其结构的稳定
性以及安全性。因此在进行建筑幕墙设计的过程中要严格控制设计变量的个数，若有

n 个设

计变量

X1，X2，

…，Xn 的优化问题，变量按一定次序排列就构成一个数组。设计变量的

个数越多，其设计自由度就越大，容易得到比较理想的设计方案，但随之而来的是，整个
设计过程就会变得非常繁琐，如果要进行优化也就相应的比较困难，所以要应尽可能的减
少设计变量的个数，例如将一些参数定为设计常量，而只将那些对目标函数影响较大的设
计参数确定为设计变量，在保证设计方案质量的同时还能够使优化设计更加容易的进行。

 

　　

 （三）约束条件 

　　

 约束条件也被称之为约束函数，就是指设计变量本身或者设计变量之间应遵循的限制

条件的数学表达式。在建筑幕墙设计的过程中，设计变量不断改变其数值。但设计变量的改
变要受到一些条件的限制以及约束，也就是说设计变量在设计中的取值范围以及上下边界
都必须有一定的限制，它们都是设计变量的函数。为了确保建筑幕墙结构的稳定性以及安全
性，对每一个构件进行设计的同时必须确保要使构件在外力作用下不被破坏，即要确保每
一个构件都具有足够的强度。其次是要考虑构件在外力作用下能够发生一定的形变，而且一
定要保证这种形变在一定的范围内，即每一个构件都要有足够的刚度。最后还要确保构件在
外力作用下，可能原来的形状不能继续维持而要突然改变，即原来的平衡形式不能保持稳
定。在进行建筑幕墙构件的设计时，应当考虑以上三方面以及参数本身、构造方面的要求，
以数学表达式的方式计算求解。但是对一些具体工程的具体构件，往往有时只是从某些主要
的方面进行考虑，例如有时可以将材料的强度为主要考虑对象，或者有时可能是以材料的
刚度为主。如果所设计的构件能符合强度、刚度和稳定性的要求，就可以认定设计方案是安
全可行的。一般而言，建筑幕墙在设计中应考虑强度、刚度、整体稳定以及局部稳定。建筑幕
墙的轴心受拉构件应该重点考虑强度和刚度；轴心受压构件应考虑强度、整体稳定、局部稳
定和刚度；拉弯构件应考虑强度和刚度；压弯构件应考虑强度、整体稳定、局部稳定和刚度。

 

　　

 

　　

 三、建筑幕墙设计优化分析 

　　

 随着科学技术的不断发展，建筑护围开始越来越多的采用玻璃、石料以及金属建造，

而且造型新颖独特，使建筑整体也更加美观大方。目前玻璃幕墙是建筑幕之主要外围保护结
构，因此对于玻璃幕墙的设计的好坏将直接影响着建筑幕墙的质量。在进行玻璃幕墙优化设
计时，应该紧密围绕幕墙的安全可靠、实用美观以及经济合理这三大原则。

 

　　

 玻璃是幕墙和门窗中使用最多的材料，以往通常采用单层玻璃建造幕墙，随着国家制

定了公共建筑节能设计标准以后，大部分玻璃幕墙开始采用中空玻璃这种节能技术，但随
之而来的就是如何对中空玻璃实行二道密封措施，常见的密封胶有硅酮胶结构密封胶和聚
硫胶两种。根据我国玻璃幕墙工程技术规范中的规定，对于玻璃幕墙中空玻璃的二道密封应
该采用中性硅酮结构密封胶，因为聚硫胶虽然密封性好，但对于外层玻璃的粘结度不够，
往往会造成外片玻璃脱落引发安全问题。虽然玻璃技术的发展进步提供给了设计者不同种类
的材料，但是将采光为主的玻璃放到有多种功能要求的幕墙中，就要做好相互间的配合衔
接工作。合理的使用玻璃可以很好地达到节能的效果，玻璃的节能主要体现在玻璃本身对光
线的反射、折射、透射以及聚光等特性上，而且利用玻璃反射的特性还能够促使室内的光线