随着舆论的影响,
玻璃幕墙热量的损失,
光污染,胶结长期的安全性及石材的
放射性和资源破坏的情况,玻璃幕墙和
石材幕墙已不再像以前那样深受人们的青睐,相比
金属幕墙的工厂作业化,可回收再利用,环保防污染的优越性越来越强从而应用也越来越多。
金属幕墙,作为一种新型的
建筑幕墙型式,用于
建筑外立面装修。是将玻璃幕墙及石材幕墙中的
玻璃板和石材板更换为
金属板材的一种幕墙形式。由金属
面板种类的不同可将金属幕墙分为:
铝复合板、单层
铝板、
铝蜂窝板、
防火板、
不锈钢板、
彩涂钢板、珐琅
钢板等。本文以
铝板幕墙为例浅谈一下其设计。
板材的选择应满足规范、标准及设计要求,一般选用型号为3003,状态为H24的1.5、2.0、2.5、3mm厚
防锈铝板,外表面应采用氟碳涂层,涂层厚度应根据幕墙所在地的环境条件和设计需要可采用二涂、三涂、四涂(内表面可采用
树脂漆一涂)。
铝板在涂层前需根据尺寸需要加工成型,成型板可为折边板和不折边
平板(通常外饰面铝板均需折边,不仅便于安装且折边部分可以增强板块的
强度和
刚度),折边板在折边加工时外圆弧半径不应小于板厚的1.5倍,且在角部开口处用
密封胶密封。对于尺寸较大的板块,可根据
变形计算要求的需要,在背面设置加筋肋(如:角铝、槽铝、铝方管等),以保证幕墙的使用功能及安全性能,同时要求加筋肋也要具有足够的
抗弯强度和变形
挠度。加筋肋与板的连接一般可采用焊栓
焊接(焊接时,要确保板块外表面不变形、不
褪色,焊接牢固)、
结构胶胶接、
3M胶带粘接等。
加筋肋应与板块的折边或付框可靠连接,因为此时的肋成为了板的支承梁,而支承梁需要支撑点作为
支座,它将把由面板传来的
荷载传递给幕墙
框架体系。如图:
如果加筋肋没有和折边或付框连接,那么肋所受的荷载又通过肋的端部传递给板,即这一段板成了肋的支座,将面板传来的荷载传递给幕墙框架体系。那么这一段板在承受比设计大的多的荷载时而容易变形破坏。如图:
上述是以焊栓为例讲述加筋肋和板块折边或付框连接与否,并在正负
风压情况下的变形情形。
就个人见解,采用结构胶胶结和3M胶带粘接要比焊栓焊接受力更为理想。因为,加筋肋的计算是按等
弯矩原则化为
等效均布荷载,且是
固定边支撑形式。所以,加筋肋与铝板的连接采用结构胶胶结和3M胶带粘接比较好,符合计算要求。但目前工程上大部分还是用焊栓连接的形式,严格的讲,当建筑幕墙受负荷载时,加筋肋就不会与铝板同时受力了,就不能按等效
均布荷载计算考虑。
为了保证铝板幕墙变形后的恢复能力和整体性,不会使其因受外力作用而造成变形,引起表面鼓凸或凹陷情况的发生,应采用浮动连接。浮动连接一般有以下几种连接方式:外挂外装固定连接、外扣式连接、内嵌式连接等。如图:
铝板板块的浮动连接是为了消除板块变形的发生,那么对于胶缝宽度的设计也应满足板块的变形要求,通常宽度可根据建筑外立面的效果和计算结果确定,一般为12-22mm。
随着国家
建筑节能要求的实施,对于
铝单板幕墙的
保温做法一般分为以下四种做法:
a、实体墙保温,这种做法是在建筑砼体上贴挂
保温层(一般
挤塑板),外挂钢丝网,表面抹沙石水泥层,外做铝板幕墙装饰。这种工艺重复施工成本高,幕墙装饰施工会破坏保温层的完整性。
龙骨本身就是“
冷桥”,室内龙骨容易“
结露”。
b、在铝板与墙体之间做保温层,这种做法一般是将保温层与幕墙装饰龙骨连接,内外都要有
夹板固定,一般夹板材料为
镀锌板或
硅酸钙板。这种方法施工繁琐,成本高,而且,铝板与龙骨直接连接,将导致龙骨本身变为 “冷桥”,保温效果不好,使其 “结露”。
c、将
保温材料直接与土建墙体粘接,这种方法是简单,但效果不好,容易
脱落,材料现场拼接,不严密。大面积施工不可取。只能做为工程保温的补救措施。
d、在
铝单板加工厂,将保温材料直接与铝板用胶粘接,运到施工现场。但保温层容易脱落,还需要背面额外固定。铝板周边与龙骨还是“冷桥”连接,铝板与金属龙骨传递热量,室内还会出现“结凝水”,保温效果不好。
对于以上四种保温做法,可根据工程实际情况选择较为合适的施工方法。
按强制性国家标准《
建筑物防雷设计规范》GB50057-94的要求,必须将铝板和主
横龙骨组成的幕墙与建筑物接地线或
防雷网接通。防雷网网格尺寸:第一类防雷建筑物必须小于5X5或6X4(米),第二类防雷建筑物必须≤10X10或12X8(米),第三类防雷建筑物必须≤20X20或24X16(米)。对于铝板幕墙位于女儿墙外侧及顶部时,最容易受到雷击。因此,建筑物应考虑屋顶防直击的措施:可沿屋顶周边设避雷带,其安装位置略微突出女儿墙顶部外沿;也可用屋顶其他明设金属物作为
接闪器;在雷击情况下,由于铝板本身也可以作为良好的
导电体将雷电的巨大能量通过女儿墙的避雷
均压环和防雷
引下线迅速地输送到地下。使其起到保护幕墙和保护建筑物免遭雷击的作用,保证幕墙及建筑物的安全。【完】