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笔记《开放式铝板幕墙设计分析》

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        摘要:开放式铝板幕墙比较适合实体墙的外装饰,如剪力墙、砖墙等。本文根据多年工作实践,对常用的铝单板幕墙设计进行阐述,供同行借鉴参考。
        关键词:铝板幕墙;特点;连接设计 
        引言 
        建筑幕墙具有美观大气上档次的特征,在当今时代下,其发展非常迅速,新材料也层出不穷,铝单板作为传统的装饰面材,在建筑幕墙的个性及文化体现中有着不可替代的地位。
        1.开放式幕墙
        传统铝板的这些缺陷是在设计构造及安装过程中产生的,通过深入研究,我们发现常见的铝板幕墙的构造与安装方式都是封闭固定式,特点是比较简易、牢靠,易被人们接受,设计方便。但正是这种比较初始的方法造成了上述铝板幕墙构造与安装缺陷,也间接地影响了装饰铝板在外幕墙中的使用。要改变这种状况就必须在铝板的幕墙构造安装体系上着手,设计一种新颖的铝板固定方式,代替封闭固定方式体系,我们称这种新的系统为“开放式铝板体系”。  
        开放式铝板幕墙系统,是指在铝板板块的接缝采用不打胶的工艺,通过开缝让铝板背后的空气层能够顺畅的流通,可以起到良好的绝热及吸声效果,且在空气流通的过程中可以将冷凝水挥发掉。由于接缝处采用不打胶的工艺,减少了铝板的表面污染,使铝板表面保持长期清洁。同时由于铝板背后的空气层与室外的空气是相通等压,从而防止雨水由于压力差进入室内,冷凝水和少量的渗漏水可以通过每层设置的排水板(兼作隔气板)分层排出。铝板背后的空气层通过空气对流减少了热转换,在夏季,可以减少建筑制冷成本,在冬季则可以大大减少采暖费用。 
        2、幕墙用铝单板简介 
        2.1幕墙用铝单板板基应同时符合GB/T3880-1997和YS/T429.1-2000的规定。
        2.2幕墙中常用的铝单板板基为3003/5005,供应状态为H14/H24。 
        2.3厚度:2~4mm,其中用于外装饰面材一般为2.5mm及以上,3mm以下一般用于幕墙室内封修、层间及窗间位置的背衬板等。 
        2.4 表面处理:PVDF(氟碳喷涂)、聚酯粉末喷涂(PPC)。
        3、铝单板幕墙特点
        3.1重量:自重低于玻璃及石材,极大地减少了对建筑结构和基础的负荷。 
        3.2外饰效果:铝单板幕墙刚性好、重量轻。经喷涂处理之后耐腐蚀性能好,色泽丰富、持久,不宜褪色,历久弥新。
        3.3工艺性:先加工后喷漆工艺,配合专用设备及工装机具,铝板可加工成弧型和球面复杂几何形状。 
        3.4清洁保养:喷涂后铝单板表面很难附着污染物,经雨水冲刷后不会留下痕迹,具有良好的自洁性。 
        3.5工厂内成型,连接角码、副框等运输至施工现场,安装过程中只需进行机械固定或挂接等操作,方便快捷。
        3.6环保:铝单板可100%回收,迎合低碳环保建筑的要求。
        4、开放式铝单板幕墙应用实例 
        传统的铝单板幕墙接缝的处理一般为湿法,即采用密封打胶工艺来保证水密性能和气密性能,该工艺价格低廉、安装方便,施工简单,为众多铝单板幕墙设计及施工单位使用,但根据众多的实际工程经验,存在一些明显的缺点,其中比较突出的是由于接缝处硅酮密封胶的硅油渗出,使得接缝吸附灰尘,污染幕墙表面,此外铝单板四边一般采用螺钉或自攻钉固定,而且内外存在压力差,在温度变化的情况下,铝板很难消除温度变化,铝板表面容易变形,形成“起鼓”现象,影响了幕墙的平整度。基于此,采用等压原理设计的开放式铝板幕墙系统的出现和应用,从很大程度上解决了上述的不利影响,并逐渐为设计师、幕墙公司等所认可。 
        4.1工程实例:单元式开放铝板幕墙
        该系统为横滑式单元幕墙,上、下单元幕墙板块在横向可以相对滑动来适应土建结构的层间变形和位移,横滑式单元幕墙也是在除欧洲之外广泛采用的一种结构形式。单元幕墙的装配在工厂内完成,质量控制严格,加工精度高,现场安装工作简单易操作,从而极大地提高了现场的安装速度和安装效率。


        
       

4.2铝单板的连接设计
        该系统面材采用3mm铝单板,材质3003-H24,通过硅酮结构胶与组框后的单元框架进行粘接,形成铝合金板块。
        4.3防水原理 
        防水构造合理运用雨幕原理,使等压腔的压力等于或接近室外压力,即水密线两侧的风压基本相等,消除或减轻了风压的作用,使水不通过或很少通过尘密线和水密线进入等压腔,实现逐级减压和分层排水。 
        4.3.1水密性设计
        设计原理是将幕墙的水密线和气密线分离处理。即通过单元幕墙的插接构造及挡水胶条的设置而形成的多个等压腔,使少量进入型腔内的雨水可以顺利的排出室外,保证幕墙靠近室内侧的气密线部位没有水的存在,实现幕墙的优良水密性能。 

    



        挡水胶条是幕墙的第一道密封结构,通常称尘密线。它的作用是披挡灰尘及大部分的雨水进入型腔。挡水胶条在正常使用状态下应具有一定的压缩量,从而可以保证幕墙板块在温度等外力作用下发生变位时,挡水胶条仍具有一定的密封能力。
        单元幕墙的第一道插接密封称为水密线,也是幕墙最重要的密封线,其作用是阻挡少量通过尘密的水进入型腔,为了保证这道密封不应存在间断点,在幕墙插接形成的十字接头处应设置长度不小于300mm的防风止水海绵保证插接的连续性。
        4.3.2气密性设计 
        在单元幕墙的最后一道密封线通过胶条、防风止水海绵以及密封胶的设置实现室内室外空气的隔绝。
        胶条的外形尺寸及槽口设计应采用与第一道插接密封相同的胶条尺寸及槽口设计。 
        防风止水海绵设置在在横框十字接缝位置,长度300mm左右,在单元插接闭合后,海绵仍具有一定的预压缩量,以保证气密的可靠性。
        4.2.3横滑插芯设计
        横滑插芯在单元幕墙的设计中是非常重要的环节,横滑插芯的作用如下:
        4.2.4定位和导向:单元幕墙的板块是靠槽口实现配合的,而槽口内的胶条在插接前为自由状态,有一定的预伸缩量,不能实现单元板块的定位,横滑插芯插芯恰好具备此项功能,且在安装时有一定的导向作用。 
        4.2.5密封与排水:单元板块横向或竖向的接缝处往往就是幕墙中影响密封与排水性能的最薄弱环节。因而,插芯在连接两相邻单元板块的同时,还要实现保持相邻单元板块原密封处依然连续密封,原排水处依然保持排水的功能。单元竖框插接形成的腔体内,由于温度的变化,会有部分冷凝水产生,在重力作用下,冷凝水落在插芯上并通过等压排水路径排出到室外,而不会滞留在腔体内。 
        4.3结构防噪设计 
        所有型材接合部位均设有弹性胶垫,横竖框连接采用浮动式伸缩结构,单元板块的插接处均安装有胶条,在密封的同时也具有消除噪声的作用,可从根本上消除热变形伸缩噪音。所有硬性接触处,均采用弹性连接,提高了幕墙的抗震性能,消除了伸缩噪声,同时由于密封性能的提高,保证了帷幕的隔音效果。
        5、总结 



        


        上述结构通过单元幕墙雨幕原理设计,既保证幕墙的密封排水功能,又避免了湿法密封所带来的弊端,从工程方面,材料成本比传统湿法密封式结构偏高,但是该结构加工制造装配均在工厂完成,岩棉、防水板等均在工厂内预先安装完毕,减少了施工现场立框、固定岩棉、固定金属板块等繁琐工作,安装方便快捷,有效地保证了工程进度。 
        参考文献: 
        [1]《建筑幕墙》GB/T 21086-2007 .
        [2]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003.
        [3]《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T 3880-2006.
        [4]张芹.《建筑幕墙与采光顶设计施工手册》.中国建筑工业出版社,2002(05).
        [5]张钲.浅谈新型复合铝板幕墙的施工技术[J].城市建设,2012(29) .
        [6]包正.浅谈铝板幕墙的安装[J].住宅科技,2012(12).




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作者: ganggouren

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