鋁板幕墻構(gòu)造原理與實(shí)例

1、鋁板幕墻構(gòu)造原理與實(shí)例分析 摘要 在我國(guó)建筑業(yè)迅猛發(fā)展的今天，鋁板幕墻越來越多地被建筑師和業(yè)主所采用。鋁板幕墻的出現(xiàn)，更加豐富了幕墻的藝術(shù)表現(xiàn)力，完善了幕墻的性能。為了正確地認(rèn)識(shí)了解并合理地選用它，我們整理出了這篇關(guān)于鋁板幕墻的論文，簡(jiǎn)單概括鋁板幕墻的構(gòu)造原理、材料及分類、實(shí)際應(yīng)用問題。關(guān)鍵詞 鋁板幕墻構(gòu)造原理、材料及分類、實(shí)際應(yīng)用問題正文 幕墻是以板材形式懸掛于主體結(jié)構(gòu)上的外墻，猶如懸掛的幕而得名。其總體構(gòu)造具有以下的特征：幕墻不承重，但要承受風(fēng)荷載，并通過連接件將自重和風(fēng)荷載傳到主體結(jié)構(gòu)。幕墻的裝飾效果好，安裝速度快，施工質(zhì)量也容易得到保證，是外墻輕型化、裝配化的理想形式。 輕質(zhì)幕墻中的鋁

2、板幕墻鋼性好、重量輕、強(qiáng)度高；能長(zhǎng)期保持不褪色、不粉化，保證了建筑外表面持久長(zhǎng)新；以組合加工成不同的外觀形狀，拓展了建筑師的設(shè)計(jì)空間，作為一種極富沖擊力的建筑形式材料，具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展?jié)摿Α?、 鋁板幕墻構(gòu)造原理 鋁板幕墻按幕墻的結(jié)構(gòu)形式可分單元鋁板幕墻和構(gòu)件式鋁板幕墻，兩種形式，所謂單元幕墻是指將面板、橫梁、立柱在工廠組裝為幕墻單元，以幕墻單元形式在現(xiàn)場(chǎng)完成安裝施工的有框幕墻。所謂構(gòu)件式幕墻是在現(xiàn)場(chǎng)依次安裝立柱、橫梁和面板的有框幕墻。鋁單板幕墻采用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度鋁合金板材，其常用厚度為1.5、2.0、2.5、3.0MM，型號(hào)為3003，狀態(tài)為H24。其構(gòu)造主要由面板、加強(qiáng)筋和角碼組成。角碼可

3、直接由面板折彎、沖壓成型，也可在面板的小邊上鉚裝角碼成型。加強(qiáng)筋與板面后的電焊螺釘（螺釘是直接焊在板面背面的）連接，使之成為一個(gè)牢固的整體，極大增強(qiáng)了鋁單板幕墻的強(qiáng)度與剛性，保證了長(zhǎng)期使用中的平整度及抗風(fēng)抗震能力。如果需要隔音保溫，可在鋁板內(nèi)側(cè)安裝高效的隔音保溫材料。 (a)水平節(jié)點(diǎn)（b）轉(zhuǎn)角節(jié)點(diǎn)（c）女兒墻節(jié)點(diǎn) 鋁板幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)概括如下： 橫梁與豎梁的連接采用可伸縮結(jié)構(gòu)，滿足了橫梁因溫差作用而產(chǎn)生的伸縮效應(yīng)，消除了幕墻的伸縮噪音，提高了系統(tǒng)的變位吸收能力。鋁板幕墻采用浮動(dòng)式連接，滿足了幕墻各種變位要求，避免了因結(jié)構(gòu)變位造成的鋁板“起包”現(xiàn)象。 鋁板幕墻采用掛式結(jié)構(gòu)，因該大廈鋁板的分格尺

4、寸較大（1.2m4.2m），采用掛式結(jié)構(gòu)使鋁板處于拉伸狀態(tài)，隨著溫度的變化而不會(huì)產(chǎn)生“起包”現(xiàn)象，保證外表面的平整，提高外視效果。掛式鋁板幕墻安裝操作簡(jiǎn)單方便，防水可靠。接縫處無硅酮密封膠，可減輕幕墻表面污染，具有自清洗功能。 所有硬性接觸處，均采用彈性連接，提高了幕墻的抗震性能，消除了伸縮噪聲，同時(shí)由于密封性能的提高，保證了帷幕的隔音效果。不同金屬的接觸面都使用尼龍墊片以防止電化腐蝕。 幕墻和主體之間采用螺栓連接實(shí)現(xiàn)三維調(diào)整，既保證幕墻的平面度和垂直度，又提高結(jié)構(gòu)抗震性能。膠條接頭為焊接或膠接，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的環(huán)形密封，水密性、氣密性高。利用雙道密封保證幕墻的水密性和氣密性。 采用定距壓緊定位安裝

5、式結(jié)構(gòu)，保證了鋁板表面平整度，避免了由于壓緊力不均而造成鋁板起包現(xiàn)象； 橫梁與豎梁的連接采用可伸縮結(jié)構(gòu)，滿足了橫梁因溫差作用而產(chǎn)生的伸縮效應(yīng)，消除了幕墻的伸縮噪音，提高了系統(tǒng)的變位吸收能力； 鋁板幕墻采用浮動(dòng)式連接，滿足了幕墻各種變位要求，避免了因結(jié)構(gòu)變位造成的鋁板“起包”現(xiàn)象； 所有硬性接觸處，均采用彈性連接，提高了幕墻的抗震性能，消除了伸縮噪聲，同時(shí)由于密封性能的提高，保證了帷幕的隔音效果； 不同金屬的接觸面都使用尼龍墊片以防止電化腐蝕；幕墻和主體之間采用螺栓連接實(shí)現(xiàn)三維調(diào)整，既保證幕墻的平面度和垂直度，又提高結(jié)構(gòu)抗震性能；利用雙道密封保證幕墻的水密性和氣密性等。2、 鋁板幕墻的材料及其分

6、類 只有正確地認(rèn)識(shí)了解并合理地選用幕墻，才能做到材盡其用、滿足功用、確保質(zhì)量、盡顯藝術(shù)、風(fēng)格獨(dú)具、裝飾美觀的效果。目前在我國(guó)被采用的鋁板幕墻有以下幾種類型。一、按鋁板的種類形式分有：1蜂窩鋁板；2單層鋁板； 3單層整體沖壓成形鋁板； 4復(fù)合(夾膠)鋁板。二、按鋁板飾面表面處理方法分： 1陽(yáng)極氧化； 2靜電粉沫噴涂(PowderCoating)； 3耐候建筑外墻用罩面添氧一碳噴涂(F1uorocabon)。三、按鋁板幕墻的功用分類有： 1純外裝飾類型； 2建筑外裝飾和外圍護(hù)類型； 3全功能型。蜂窩鋁板是較早使用的鋁板幕墻。它是由兩層厚為0.81.8毫米的鋁板之間夾有鋁箔做成的蜂窩(蜂巢)?？偤穸?/p>

7、一般有625.4毫米不等。它的特點(diǎn)是板的飾面平整、剛性好，幕墻單元的每塊鋁板尺寸可以做得很大并能保持平整；但加工成形，彎折等須有專用設(shè)備和工具。如深圳發(fā)展中心大廈、深圳市中國(guó)銀行、深圳市中國(guó)人民銀行等。（深圳發(fā)展中心大廈） 單層鋁板是因電栓焊技術(shù)的問世和發(fā)展而發(fā)展起來的。電栓焊實(shí)現(xiàn)了在單層鋁板飾面的背面加固安裝加強(qiáng)筋，又不破壞飾面表面，從而使單層鋁板能夠做到在較大的單元尺寸內(nèi)保持足夠的剛度和平整性。由于單層鋁板較蜂窩鋁板更易彎折加工和成形復(fù)雜形狀，能夠更好地適應(yīng)變化無盡的建筑外墻裝飾的需求，因而它的出現(xiàn)使鋁板幕墻在加工形式和安裝構(gòu)造形式方面都豐富了許多。單層整體沖壓成形鋁板是用單層鋁板特制加工

8、制成的，可把它視為單層鋁板的一種特殊情況。復(fù)合(夾膠)鋁板是由兩層厚度為05毫米的薄鋁板中間夾25毫米的聚乙烯塑料膠板(所以也有稱之為夾膠鋁板、鋁塑板等)，由于其面層鋁板較薄，在涂裝表面耐候飾面漆時(shí)可采用滾涂方法，使得鋁板飾面的顏色非常均勻而無色差。加上其重量輕，表面平整度好、切裁、折彎等加工成形工藝性非常好，尤其適合現(xiàn)場(chǎng)加工制作，能較好地適應(yīng)建筑物復(fù)雜多變的形狀。但因其中間層夾的是聚乙烯塑料，在防火、防火耐候、耐久性及安全可靠性等方面，常被一些業(yè)主和建筑師提出疑問和持否定態(tài)度。 在鋁板飾面處理方法上，陽(yáng)極氧化是較早采用的一種工。但其顏色種類少，一般局限鋁本色、古銅色、深古銅色等。此外因鋁板批

9、量不同，含量成份有差異，鋁板軋制過程條紋不一，和氧化工藝過程控制不好都易產(chǎn)生不同程度的顏色差。 靜電粉沫噴涂，一般多采用適合于室外的純聚酯粉沫涂料。它有較好的室外耐久性，價(jià)格成本也與陽(yáng)極氧化相近，是屬于中檔水平的外墻飾面涂料。其耐候一般常為510年。 氟碳噴涂料是一種的建筑外墻用耐候罩面漆。它的顏色豐富多采，并能長(zhǎng)久地保持顏色鮮艷如新，具有極強(qiáng)的裝飾性和表現(xiàn)力。這就是為什么建筑師們對(duì)它特別青睞和有信心。在美國(guó)近些年的建筑外墻幕墻絕大部分都采用這種耐候罩面漆涂層。在我國(guó)大部分高質(zhì)量的鋁板幕墻都是采用這種外飾面涂料。如深圳發(fā)展中心、深圳市中國(guó)銀行、深圳天安大廈、廣州世界貿(mào)易中心等。 （ 廣州世界貿(mào)

10、易中心） （深圳天安大廈）在按幕墻的功用分類方面，純外裝飾鋁板幕墻通常是指那些低層建筑或裙樓建筑物其本身已有堅(jiān)固耐久的外墻(如砼剪力墻體)，僅從裝飾角度考慮，在這些外墻的外面再安裝上級(jí)富裝飾效果的鋁板幕墻。這類鋁板幕墻通常自身的密封性和對(duì)內(nèi)層建筑結(jié)構(gòu)墻體的圍護(hù)性等都要求不那么嚴(yán)密；在有些特定氣候條件的國(guó)家和地區(qū)，通過特定的設(shè)計(jì)構(gòu)造處理，在鋁板的接縫處甚至不采用密封處理。 建筑外裝飾和外圍護(hù)型型的鋁板幕墻在我國(guó)目前是采用的最多見的一種形式。它通常是在建筑物本身已有普通磚或空心磚墻，或是其它類型墻體的高層建筑，在其外面安裝鋁板幕墻，因而鋁板幕墻除了其自身對(duì)建筑物的裝飾作用外，還須對(duì)建筑物起到外圍護(hù)

11、的作用。這樣的鋁板幕墻本身要求要有較好的耐候密封系統(tǒng)和抗風(fēng)壓、水密性、氣密性，應(yīng)用排泄冷凝水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和裝置。同時(shí)對(duì)避雷、防火、抗震等都有特定的要求。自然在造價(jià)方面也高于第一類純外裝飾鋁板幕墻。全功能型鋁板幕墻通常是在框架結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)建筑物上的過樓層非透光部分，并與玻璃幕墻相間配合采用。建筑物結(jié)構(gòu)本身沒有任何墻體，全靠幕墻系統(tǒng)本身。因此這類幕墻除了其裝飾作用外，還應(yīng)具備幕墻其它各種性能，如抗風(fēng)壓、水密性、氣密性、避雷、防火、抗震、保溫、防結(jié)露、防火層、隔聲等等。一般都在過樓層處的鋁板背面安裝設(shè)保溫材料形成獨(dú)立的幕墻保溫層(系統(tǒng))。它的設(shè)計(jì)與安裝都與玻璃幕墻統(tǒng)一考慮和協(xié)調(diào)統(tǒng)一進(jìn)行。例如深圳發(fā)展中

12、心。（見上圖）這類鋁板幕墻在設(shè)計(jì)、安裝方面難度大、質(zhì)量要求高，其造價(jià)也自然是較高的。3、 鋁板幕墻應(yīng)用應(yīng)注意問題1幕墻系統(tǒng)的抗變形能力必須對(duì)幕墻系統(tǒng)的每個(gè)重要部位進(jìn)行科學(xué)的力學(xué)計(jì)算，考慮風(fēng)壓、自重、地震、溫度等作用對(duì)幕墻系統(tǒng)的影響，對(duì)埋件、連接系統(tǒng)、龍骨系統(tǒng)、面板及緊固件進(jìn)行仔細(xì)校核，確保幕墻的安全性。2,。板塊的固定方式板塊的固定方式對(duì)板塊的安裝平整度起著決定性作用。板塊各個(gè)固定點(diǎn)的受力不一致會(huì)造成面材的變形影響外飾效果，所以板塊的固定方式必須采用定距壓緊的固定方式，保證幕墻表面的平整度。3板塊是否采用浮動(dòng)連接浮動(dòng)式連接保證了幕墻變形后的恢復(fù)能力，保證幕墻的整體性，不會(huì)使幕墻因受作用力而造成

13、變形，避免幕墻表面鼓凸或凹陷情況的發(fā)生。4復(fù)合型面材材料拆邊處是否有補(bǔ)強(qiáng)措施因復(fù)合型面板材料的折邊只保留了正面板材厚度，厚度變薄，強(qiáng)度降低，所以拆邊必須有可靠的補(bǔ)強(qiáng)措施。5板背面是否合理設(shè)置加強(qiáng)筋，以增加板面的強(qiáng)度和剛度。加強(qiáng)筋的布置距離以及加強(qiáng)筋本身的強(qiáng)度和剛度，必須均滿足要求，以保證幕墻的使用功能及安全性。6防水密封方式是否合理防水密封方式很多，結(jié)構(gòu)防水，內(nèi)部防水，打膠密封，不同的密封方式價(jià)格也不盡相同，選擇適合的密封方式用于工程中，保證幕墻的功能及外飾效果。7選用材料是否滿足規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求。目前，各種建筑材料充斥建筑市場(chǎng)，材料的質(zhì)量也不盡相同，選擇合格的材料，是保證幕墻質(zhì)量之根本，

14、必須采用嚴(yán)格的檢查手段和方法以保證材料的質(zhì)量。8.環(huán)境保護(hù)復(fù)合鋁板芯材選用有關(guān)，一般芯材遇高溫會(huì)產(chǎn)生有害氣體，不防火、不易回收；當(dāng)選用PLUS芯材，復(fù)合板防火等級(jí)為A級(jí)。鋁合金單板防火、易回收、不污染環(huán)境。4、 實(shí)例分析開縫鋁板系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例 系統(tǒng)一是將3mm鋁單板板塊通過鋁掛板掛接在立柱的螺桿上，此主題相關(guān)圖片如下： 這個(gè)系統(tǒng)為無橫梁結(jié)構(gòu)，立柱設(shè)計(jì)為u形狀，在其卜安裝1VI8掛接螺栓，螺桿上放置2mm厚的抗震防噪音尼龍?zhí)?，鋁板上用u形鋁作為加強(qiáng)筋，鋁板通過4mm厚的鋁掛板掛接在M8掛接螺桿上。在板塊的上部通過螺釘固定在立柱兩邊的角碼上來進(jìn)行板塊的定位，其中一邊的螺釘是固定的，而另外一邊在鋁板

15、副框上開長(zhǎng)圓孔，使其在橫向可以消化掉熱脹冷縮對(duì)其的影響，見圖3.防雨屏是由1.5mm厚的防水背板和5Qmm厚保溫棉構(gòu)成，保溫棉通過保f棉釘固定在背板上，保溫棉后面設(shè)置了針孔鋁箔，可以揮發(fā)掉可能產(chǎn)生的水氣，保證保溫棉處于干燥狀態(tài)。鋁板板塊之間的12mm接縫完全開敞，使面板與背板之間的空氣腔與室外相通，空氣層內(nèi)的壓力PP與外界壓力Pa基本相等，形成了等壓腔，抑制了由于壓力差產(chǎn)生的水的逆流通，少量的滲漏水與冷凝水通過每層設(shè)置的排水板（兼作隔氣板）排出室外，從而形成完善的排水系統(tǒng)。幕墻的氣密性則由防雨屏與龍骨的打膠密封來實(shí)現(xiàn)。 為了達(dá)到更好的空氣等壓效果，我們?cè)诿繉釉O(shè)置了一道隔氣板。通過分隔空氣，使每

16、層形成一個(gè)等壓空氣腔，有效的降低因?yàn)楦叨茸兓鸬臍鈮翰?。同時(shí)隔氣板兼作排水板，冷凝水和滲漏水可以分層排出。 該系統(tǒng)巾由于板塊是通過掛板掛接在螺桿上，只有上邊用螺釘固定定位，板塊在重力作用下處于自由懸掛的狀態(tài)，所以板塊的受力和抗熱脹冷縮的能力均達(dá)到較好的性能。 系統(tǒng)二是不折邊鋁板的開縫設(shè)計(jì)，鋁板的不折邊工藝可以使幕墻達(dá)到極高的平整度。可以避免由于鋁板折邊產(chǎn)生的弧邊彎曲的現(xiàn)象。見圖3、圖4. 此主題相關(guān)圖片如下： 該系統(tǒng)的豎龍骨采用熱鍍鋅方鋼管，橫龍骨用熱鍍鋅角鋼，在鋁板掛點(diǎn)位置用4mm鋼板和4號(hào)角鋼做成鋼支座焊接在豎龍骨上，將鋁合金掛板底座固定在鋼支座上，鋁合金掛板底座上設(shè)置了防滑的咬合齒紋

17、。鋁板板塊通過鋁制掛鉤掛接在掛板底座上。因鋁板采用不折邊工藝，鋁板通過電栓焊固定副框與加強(qiáng)筋。板塊的上邊副框型材與彎曲鋼板用螺釘連接。防雨屏的設(shè)置與系統(tǒng)一的方式相同，是由1.5mm厚的防水背板和50mm厚保溫棉構(gòu)成。通過每層設(shè)置的隔氣板，使少量的滲漏水與冷凝水能夠?qū)訉优懦觥Ｅc系統(tǒng)一不一樣的是板塊接縫沒有完全敞開，而是通過設(shè)置擋水膠條形成連續(xù)的雨幕，使水密性能更佳。 在外墻的轉(zhuǎn)角位置，為了防止空氣串通和負(fù)風(fēng)壓的影響，可以在轉(zhuǎn)角的兩邊500mm左右的位置設(shè)置豎向隔氣板，通過豎向隔氣板可以有效防止負(fù)風(fēng)壓對(duì)等壓腔的破壞。 采用掛鉤系統(tǒng)的幕墻鋁板板塊可以完全在工廠加工成為單元成品，板塊可以根據(jù)實(shí)際情況以

18、每一層或二層高度做一個(gè)板塊，現(xiàn)場(chǎng)安裝很是方便并且大大提高安裝速度。在鋁板單元中的分割接口部位是通過背后的連接鋁材將2塊或3塊鋁板連成一個(gè)單元板塊，其設(shè)置及掛鉤見圖5.圖6是一個(gè)不折邊鋁板單元的制作組裝圖，板塊大小為1200mmx3300mm.根據(jù)強(qiáng)度要求每300mm左右布置一根加強(qiáng)筋，板塊四周布置鋁副框，掛鉤安裝在鋁副框上，在鋁板分割處留10mm分割縫，后面用連接鋁料固定加強(qiáng)。圖6并且表示了鋁板板塊在消化熱脹冷縮對(duì)其影響的示意圖，避免了常見的鋁板“臌肚子”現(xiàn)象，并且在影響結(jié)束后能夠自動(dòng)復(fù)位。 此主題相關(guān)圖片如下： 綜合上面兩個(gè)系統(tǒng)的設(shè)一計(jì)，開縫鋁板幕墻的核心是等壓原理的應(yīng)用和防雨屏隔氣板的設(shè)置，通過開敞的接縫使等壓腔內(nèi)的壓力Pe與外界壓力PO基本相等。防雨屏保證了水密性與保溫性能。隔氣板有效的降低因高度變化而引起的氣壓差，同|考試大|時(shí)形成了合理的排水通路。防雨屏與龍骨的密封是一個(gè)關(guān)鍵因素，接縫打膠的部位必須認(rèn)真檢查后方可以安裝面板。系統(tǒng)一中由于接縫完全開敞，如果