隨著建筑市場(chǎng)的快速發(fā)展，建筑幕墻的施工越來(lái)越受到人們的重視，建筑幕墻是圍護(hù)結(jié)構(gòu)，作為一種高級(jí)建筑外墻，它倍受建筑師和開(kāi)發(fā)商的喜愛(ài)，本文對(duì)單元式幕墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)做了一定的探討。

　　《中外建筑》于2003年6月全新改版，全方位、多視角觸及建筑領(lǐng)域;發(fā)布權(quán)威信息，宣傳建筑成就，推介學(xué)術(shù)成果，探索建筑新路;為優(yōu)秀建筑作品提供展示舞臺(tái)，為業(yè)內(nèi)人士評(píng)定職稱發(fā)表論文提供平臺(tái)。

　　一、工程概況

　　綜合建筑群由中心主樓和四個(gè)配樓組成,總建筑面積15萬(wàn)m2,最大檐高99.262m,結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu).外立面建筑做法為全建筑幕墻體系,以單元式幕墻為主,天然石材、玻璃、鋁材為主要材料.幕墻工程總面積約8萬(wàn)m2,其中單元幕墻面積約4萬(wàn)m2.單元式幕墻在工廠加工程度最高一種類型.對(duì)以往單元式幕墻設(shè)計(jì)不足進(jìn)行了改進(jìn)，采用先進(jìn)材料并通過(guò)精心的施工組織達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平.

　　二、主要材料

　　鋁材：選用國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋁合金,狀態(tài)為6063A-T5,型材表面銀灰色氟炭噴涂處理.玻璃：6+12+6mm中空玻璃：外片淺綠色本體鋼化,內(nèi)片LOW-E透明鋼化中間充氬氣.具有良好的隔音降噪、陽(yáng)光控制、減少熱傳遞、抗沖擊等適應(yīng)和改善建筑環(huán)境的功能.石材：25mm厚光面寶金石花崗石,采用同一礦脈的石板.鋁板：國(guó)產(chǎn)防銹鋁板,厚度3.0mm.表面氟炭噴涂,膜層厚度不小于40μm;涂層磨損系數(shù)≥40;抗化學(xué)性、耐濕性、耐鹽水腐蝕性符合要求.結(jié)構(gòu)膠及密封膠：GE公司SSG4400硅酮結(jié)構(gòu)膠,良好粘著力和延伸率、抗氣候變化、抗紫外線破壞、抗撕裂和抗老化等性能.密封墊和密封膠條：膠條選用EPDM膠條即三元乙丙膠條.抗老化性能好,制造容易,無(wú)污染,造價(jià)低廉.密封墊擠壓成塊、密封膠條擠壓成條,邵氏硬度為70±5具有20%至30%壓縮度.

　　三、單元式幕墻設(shè)計(jì)

　　根據(jù)建筑設(shè)計(jì)效果分格確定單元板塊寬度,根據(jù)樓層高度確定單元板塊高度,在組裝廠中制成單元組件,一個(gè)單元板塊即為一個(gè)受力單元.安裝時(shí)將單元板塊固定在結(jié)構(gòu)樓板上,采用上掛點(diǎn)設(shè)計(jì),受力形式比較明確、合理.對(duì)比其他單元式幕墻,本工程具有如下特點(diǎn).

　　1、板塊連接

　　本系統(tǒng)型材插接處為三道膠條密封形成A、B兩等壓腔.板塊豎向多功能插芯連接定位,安裝可行易保證板塊豎向拼縫直線度和整幅幕墻平整度.等壓腔內(nèi)高外低,保證幕墻室內(nèi)冷凝水可以順利導(dǎo)向室外,保證室外雨水不會(huì)倒流入室內(nèi)，增加此處密封性能,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)防水.

　　2、與結(jié)構(gòu)間連接

　　采用比較先進(jìn)槽形預(yù)埋件,結(jié)構(gòu)施工時(shí)同步預(yù)埋.。預(yù)埋在結(jié)構(gòu)梁側(cè)面通過(guò)T型螺栓與轉(zhuǎn)接件相連.經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拉力檢驗(yàn)結(jié)果分別達(dá)到26.5KN、23.9KN、24.4KN而未見(jiàn)破壞,滿足設(shè)計(jì)≥18.0KN要求.該種埋件與平板埋件比較具有如下特點(diǎn)：安全可靠,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,拉拔力破壞荷載可達(dá)72KN.調(diào)節(jié)性能好,特殊連接方式吸收較大土建誤差,平板埋件調(diào)節(jié)余量相對(duì)較小.連接靈活：可與多種轉(zhuǎn)接系統(tǒng)直接簡(jiǎn)單連接,減少施工工序.平板埋件靈活性差,與系統(tǒng)連接時(shí)需搭焊角鋼或鋼板,增加工序.無(wú)需焊接：通過(guò)T型螺栓連接,現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需焊接,減少工序,降低成本,縮短工期且無(wú)火災(zāi)隱患.易于埋設(shè)：體積小,重量輕,加強(qiáng)工字鋼最長(zhǎng)110mm且三根成一字排列,易于與主體結(jié)構(gòu)連接.

　　3、轉(zhuǎn)接系統(tǒng)

　　樓板結(jié)構(gòu)區(qū)域幕墻板塊采用掛軸掛鉤式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)具有三維空間調(diào)節(jié)功能,能有效吸收建筑誤差保證單元板塊安裝平整度.特點(diǎn)為該系統(tǒng)受力狀態(tài)合理,能使幕墻與主體結(jié)構(gòu)保持柔性連接,提高抗震性能,可避免板塊安裝同時(shí)任何焊接工作.為防止由于幕墻釋放水平方向溫度應(yīng)力使轉(zhuǎn)接系統(tǒng)發(fā)出摩擦聲使用一種PVC防爆聲裝置,裝配在掛鉤上有效地緩沖震動(dòng)和防止摩擦噪聲.

　　4、幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)

　　現(xiàn)代幕墻不僅滿足抗風(fēng)壓、水密性、氣密性等基本性能,幕墻環(huán)保節(jié)能越來(lái)越成為現(xiàn)代人衡量幕墻品質(zhì)指標(biāo),熱量損失等都會(huì)對(duì)建筑及環(huán)境產(chǎn)生較大影響.建筑幕墻熱交換途徑主要是熱傳導(dǎo),降低幕墻的熱傳導(dǎo)率是節(jié)能幕墻最主要課題.

　　4.1透光部分

　　采用熱損失最小LOW-E中空玻璃,導(dǎo)熱系數(shù)k值在1.8w/m2.k以下,不透光部分在面板后面設(shè)置50mm厚硬質(zhì)玻璃纖維保溫板并與面板和建筑主體間留出空隙增加整體熱阻值,經(jīng)計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)k=0.77w/m2.k.兩種型式幕墻導(dǎo)熱系數(shù)均在幕墻允許最大導(dǎo)熱系數(shù)之內(nèi).

　　4.2隔熱斷橋型材

　　鋁框?qū)�熱性能成為幕墻難以繼續(xù)忽視傳熱途徑，將室內(nèi)熱量源源不斷地導(dǎo)向室外,加大取暖負(fù)荷.根據(jù)工程幕墻特點(diǎn)采用熱阻值較大聚酰胺尼龍斷熱條，將鋁型材室外部分與室內(nèi)部分隔開(kāi).材料與鋁材等強(qiáng),膨脹系數(shù)與鋁型材相近,耐久性好,因此能連同鋁材共同工作.

　　4.3密封性能良好

　　板塊間通過(guò)插接關(guān)系連成整體,通過(guò)三道密封膠條密封,根據(jù)試驗(yàn)空氣滲透性能可達(dá)到Ⅰ級(jí),保證幕墻密閉性達(dá)到節(jié)能要求.

　　5、方便獨(dú)立更換功能

　　由于玻璃是易碎品，幕墻工程完工交付使用后在陽(yáng)光照射下清洗過(guò)程中均可能損壞.方便、安全地更換玻璃是相當(dāng)重要,更換時(shí)只需在室內(nèi)拆下內(nèi)罩板A和B即可換下玻璃.

　　6、膠條合理設(shè)計(jì)

　　在單元式幕墻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，膠條的設(shè)計(jì)也是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它決定了單元式幕墻的水密性、氣密性以及幕墻防水性能的耐久性。目前工程上所用的膠條大多存在一些問(wèn)題。究其原因是對(duì)膠條的產(chǎn)品性能缺乏了解，膠條的斷面設(shè)計(jì)存在不合理現(xiàn)象。事實(shí)上膠條的材質(zhì)、延伸率、壓縮量以及斷面形式都很關(guān)鍵。單元式幕墻密封性膠條主要是三元乙丙(EPDM)膠條，這種材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐氣候老化性、耐熱老化性、耐水性，還具有較好的耐化學(xué)藥品性，可以長(zhǎng)期在陽(yáng)光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用。EPDM橡膠有很多種牌號(hào)，不同的牌號(hào)各有不同的特點(diǎn)，因此可以說(shuō)三元乙丙橡膠的化學(xué)成分及配方?jīng)Q定了膠條的使用環(huán)境和工作性能。

　　幕墻用三元乙丙膠條的基本成分為三元乙丙膠，碳黑，活性劑，增塑劑，硫化促進(jìn)劑等。其中膠條的含膠率控制在35%左右，含膠率過(guò)低，材料的力學(xué)性能特別是拉伸強(qiáng)度、回彈性、耐老化性等變差，使用壽命大為縮短。但含膠率過(guò)高，成本會(huì)提高，同時(shí)材料的性能也同樣變差。其中補(bǔ)強(qiáng)劑，硫化劑，增塑劑并不僅僅起到降低成本的作用，只要加入適量，比例得當(dāng)，能夠改善材料的性能。

　　根據(jù)不同的氣候特點(diǎn)，應(yīng)選用不同的EPDM牌號(hào)。總結(jié)近些年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，膠條的設(shè)計(jì)可遵循以下原則：

　　(1)在北方地區(qū)，溫差大，冬天溫度很低，最好選用部分充油牌號(hào)，在配方設(shè)計(jì)中充分考慮材料的低溫脆性，這樣硬度對(duì)溫度的依賴性小，便于安裝和使用。

　　(2)膠條在設(shè)計(jì)時(shí)必須確定合理的斷面形式，選擇合適的EPDM橡膠牌號(hào)，膠條的位置和作用不同，其斷面形式也應(yīng)該不同。

　　(3)在膠條設(shè)計(jì)時(shí)，必須合理確定壓縮比和硬度。如圖所示，膠條1和膠條7的硬度要求高，膠條3和膠條5的硬度要求低。膠條1、膠條3、膠條8屬于水密線膠條，膠條2、膠條4、膠條5、膠條6屬于氣密線膠條。

　　(4)對(duì)有特殊環(huán)境要求的膠條，有必要與膠條供應(yīng)商進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)人員知識(shí)面的不足，充分利用膠條材料的優(yōu)良性能。

　　(5)對(duì)接型單元幕墻的氣密線膠條豎橫應(yīng)相同，確保膠條在板塊四角周圈形成閉合。

　　四、幕墻系統(tǒng)性能檢測(cè)

　　在單元幕墻施工前進(jìn)行四項(xiàng)性能檢測(cè)：空氣滲透、雨水滲漏、風(fēng)壓變形、平面內(nèi)變形性能,檢測(cè)依據(jù)GB/T15225--15228-94GB/T18250-2000,檢測(cè)環(huán)境：氣溫310k,氣壓100.20kPa.樣件特征,樣件由四個(gè)單元板塊組成,其中包括二個(gè)典型的石材板塊和二個(gè)典型的玻璃鋁板板塊.高度方向包含二個(gè)層高,樣件尺寸為4200×7875mm,玻璃最大尺寸為1250×1750mm.包含四個(gè)可開(kāi)啟部分。

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