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        開縫式鋁板幕墻的設計探討

        2013-12-10 15:12:35 作者: 來源:第一幕墻網 我要評論3

        第一幕墻網
            隨著幕墻技術的迅速發展,各種先進的幕墻設計理念和幕墻結構在各個工程上得到廣泛應用,本文探討的是開縫鋁板幕墻系統的設計方法。
            傳統的鋁板幕墻是采用密封打膠工藝來保證水密性能和氣密性能。眾多的工程經驗表明該工藝具有安裝方便,施工簡單的特點,但也有如下的缺點:現場打硅酮膠進行接縫處的密封,使得接縫易蓄積灰塵,污染幕墻表面。并且不能夠消除內外壓力差,結構位移變形時,一旦密封膠發生開裂,將是一個滲水隱患。并且由于是四邊用螺釘固定,鋁板很難消除熱脹冷縮時對其的影響,鋁板表面容易變形,形成“臌肚子”現象,影響了幕墻的平整度。而采用等壓原理掛鉤設計的開縫式鋁板幕墻系統可以解決這些影響。
            開縫鋁板幕墻系統,是指在鋁板板塊的接縫采用不打膠的工藝,通過開縫讓鋁板背后的空氣層能夠順暢的流通,可以起到良好的絕熱及吸聲效果,且在空氣層流通的過程中可以將冷凝水揮發掉。由于接縫處采用不打膠的工藝,減少了鋁板的表面污染,使鋁板表面保持長期清潔。同時由于鋁板背后的空氣層與室外的空氣是相通等壓,從而防止雨水由于壓力差進入室內,冷凝水和水量的滲漏水可以通過每層設置的排水板 ( 兼作隔氣板) 分層排出。鋁板背后的空氣層通過空氣對流減少了熱轉換,在夏季,可以減少建筑制冷成本,在冬季則可以大大減少采暖費用。
            下面通過兩個開縫鋁板系統的設計實例進行分析。
            系統一是將 3mm 鋁單板板塊通過鋁掛板掛接在立柱的螺桿上,見圖 1 和圖 2。
        b_17_1.jpg
        b_17_2.jpg


            這個系統為無橫梁結構,立柱設計為 U 形狀,在其上安裝 M8 掛接螺栓,螺桿上放置 2mm 厚的抗震防噪音尼龍套,鋁板上用 U 形鋁作為加強筋,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,而另外一邊在鋁板副框上開長圓孔,使其在橫向可以消化掉熱脹冷縮對其的影響,見圖 3。防雨屏是由1.5mm 厚的防水背板和 50mm 厚保溫棉構成,保溫棉通過保溫棉釘固定在背板上,保溫棉后面設置了針孔鋁箔,可以揮發掉可能產生的水氣,保證保溫棉處于干燥狀態。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,空氣層內的壓力 Pe 與外界壓力 Po 基本相等,形成了等壓腔,抑制了由于壓力差產生的水的逆流通,少量的滲漏水與冷凝水通過每層設置的排水板 (兼作隔氣板) 排出室外,從而形成完善的排水系統。幕墻的氣密性則由防雨屏與龍骨的打膠密封來實現。


            為了達到更好的空氣等壓效果,我們在每層設置了一道隔氣板。通過分隔空氣,使每層形成一個等壓空氣腔,有效的降低因為高度變化而引起的氣壓差。同時隔氣板兼作排水板,冷凝水和滲漏水可以分層排出。該系統中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,所以板塊的受力和抗熱脹冷縮的能力均達到較好的性能。
            系統二是不折邊鋁板的開縫設計,鋁板的不折邊工藝可以使幕墻達到極高的平整度?梢员苊庥捎阡X板折邊產生的弧邊彎曲的現象。見圖 3、圖 4。
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            該系統的豎龍骨采用熱鍍鋅方鋼管,橫龍骨用熱鍍鋅角鋼,在鋁板掛點位置用 4mm 鋼板和 4 號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置了防滑的咬合齒紋。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。防雨屏的設置與系統一的方式相同,是由 1.5mm 厚的防水背板和 50mm 厚保溫棉構成。通過每層設置的隔氣板,使少量的滲漏水與冷凝水能夠層層排出。與系統一不一樣的是板塊接縫沒有完全敞開,而是通過設置擋水膠條形成連續的雨幕,使水密性能更佳。
            在外墻的轉角位置,為了防止空氣串通和負風壓的影響,可以在轉角的兩邊 500mm 左右的位置設置豎向隔氣板,通過豎向隔氣板可以有效防止負風壓對等壓腔的破壞。
            采用掛鉤系統的幕墻鋁板板塊可以完全在工廠加工成為單元成品,板塊可以根據實際情況以每一層或二層高度做一個板塊,現場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 塊鋁板連成一個單元板塊,其設置及掛鉤見圖 5。圖 6 是一個不折邊鋁板單元的制作組裝圖,板塊大小為 1200mm×3300mm。根據強度要求每 300mm 左右布置一根加強筋,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。圖 6 并且表示了鋁板板塊在消化熱脹冷縮對其影響的示意圖,避免了常見的鋁板“臌肚子”現象,并且在影響結束后能夠自動復位。
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            綜合上面兩個系統的設計,開縫鋁板幕墻的核心是等壓原理的應用和防雨屏隔氣板的設置,通過開敞的接縫使等壓腔內的壓力 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,同時形成了合理的排水通路。防雨屏與龍骨的密封是一個關鍵因素,接縫打膠的部位必須認真檢查后方可以安裝面板。系統一中由于接縫完全開敞,如果空氣中灰塵顆粒太多易產生污染,所以建議不要在重污染地區采用。系統二由于采用了連續的膠條形成一道屏障,可以阻擋空氣中的灰塵顆粒,故適用于污染地區和多雨水地區。
        參 考 文 獻
        [1] 《金屬與石材幕墻工程技術規范 (JGJ133- 2001)》.
        [2] 《TIME- SAVER 系列手冊- 簡捷圖示外墻細部設計手冊》. 中國建筑工業出版社, 2001.
        [3] 《建筑幕墻與采光頂設計施工手冊》. 中國建筑工業出版社, 2002.

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