開放式石材在單元幕墻上的應(yīng)用

鄺文芳

摘? ? 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，建筑行業(yè)迎來了蓬勃發(fā)展，幕墻作為建筑的外圍結(jié)構(gòu)，幕墻從傳統(tǒng)裝飾幕墻走向現(xiàn)代真意義上的節(jié)能環(huán)保綠色幕墻。本文就此針對(duì)開放式石材單元進(jìn)行概述，結(jié)合實(shí)際工程分析開放式單元石材的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：開放式石材;單元幕墻;應(yīng)用;背栓連接

1? 前言

幕墻近年來的蓬勃發(fā)展，逐步提出發(fā)展綠色施工、綠色幕墻，其理念主要是通過模塊化作業(yè)及減少現(xiàn)場(chǎng)施工。石材幕墻有其自然，厚重及華貴的特征受到人們的青睞，傳統(tǒng)的構(gòu)件式幕墻的局限在無法滿足建筑的發(fā)展需求的情況下，開放式石材幕墻受業(yè)主歡迎，市場(chǎng)反饋較好。

2? 開放式石材單元幕墻結(jié)構(gòu)簡介

石材幕墻，其多有著比較復(fù)雜的輪廓線，石材與其他材料相比，自重較大，安裝局限性較大。傳統(tǒng)的石材都是以構(gòu)件式幕墻為主，其單價(jià)較低，計(jì)算模型簡單，能承受較大的安裝誤差，但普遍存在的問題是石材占用場(chǎng)地大，安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，安裝后密封處理，膠油污染比較普遍，幕墻質(zhì)量參差不齊。因此傳統(tǒng)構(gòu)件式石材幕墻有其優(yōu)點(diǎn)，也有弊端。

石材單元幕墻通過輕型結(jié)構(gòu)連接，不但可以用于施工周期相對(duì)較短的高層建筑的實(shí)體結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)柱部位，同樣也適用于常規(guī)的構(gòu)件式幕墻所無法實(shí)現(xiàn)的異型石材幕墻部位，開放式石材幕墻無膠縫，外觀立體效果好，不使用密封膠，無膠油滲漏腐蝕石材和吸附灰塵，立面可以長期保持清潔。通過精心設(shè)計(jì)，開放式石材單元整體的各項(xiàng)性能一流，無噪音，是一種理想的結(jié)構(gòu)體系。

石材單元幕墻的安裝形式主要有a，不銹鋼鋼銷式;b，托板式固定;c，背栓連接。這三種形式，第一種形式目前主要用于石材的拼接及各種石材造型上，本文僅針對(duì)后兩種應(yīng)用形式進(jìn)行討論。

3? 工程中的應(yīng)用

3.1? 上海合景廣場(chǎng)

本工程標(biāo)準(zhǔn)石材尺寸為：1467mm×894mm，石材位于層間。石材采用了托板式安裝，石材開短槽，上端及兩側(cè)托板長度為50mm，下邊的掛件長度為中間150mm，兩端各設(shè)一個(gè)120mm長的掛件。上下為掛鉤，左右兩側(cè)是4mm鋁合金角片。由于石材尺寸較大，四周都安裝掛件保證了安全可靠滿足規(guī)范，也防止了板塊運(yùn)輸顛簸導(dǎo)致的石材損壞。

采用托板式安裝可實(shí)現(xiàn)三維調(diào)整，先安裝上下的掛件，預(yù)先開好槽開的石材裝到單元板塊上后調(diào)整到正確的位置，裝上石材掛件，然后在掛件與石材槽口內(nèi)嵌入膠粘劑，最終完成固定，由于石材槽口靠手工加工，為了保證石材開槽的質(zhì)量，要選擇加工有質(zhì)量保證的石材生產(chǎn)廠家。

此開放式單元不僅僅要處理單元十字交叉縫處的防水，還需處理單元體內(nèi)部的防水。開放式單元防水不限于幕墻完成面，而是退到了豎框前端及背襯板位置，因此防水線變得更復(fù)雜。背襯板承擔(dān)部分幕墻風(fēng)荷載，背襯板厚度、連接方式、固定位置成為影響幕墻防水的因素，通過實(shí)驗(yàn)采用2mm背襯板固定在豎框的前腔，背襯板周圈保留6mm膠縫可以保證單元的防水性能，進(jìn)入石材內(nèi)側(cè)的水通過下披水板排除室外，豎剖方向上公母框插接位置的第一道披水膠皮隔絕大量雨水進(jìn)入豎框外腔。

通過本案例中托板式安裝簡單，成本優(yōu)勢(shì)明顯，但石材調(diào)節(jié)功能較差，石材現(xiàn)場(chǎng)破損后不易更換。另外還有石材槽口加工問題和單元的防水問題，解決好這這幾個(gè)問題，托板安裝是一種很好的方案。

3.2? 上海浦東世紀(jì)大都會(huì)

本工程石材造型為開放式，通過鋼鋁結(jié)合，由背栓通過可調(diào)節(jié)的托板轉(zhuǎn)接到鋼龍骨上，使得石材與單元構(gòu)成一個(gè)整體。特點(diǎn)如下：

（1）此項(xiàng)目的石材沒有局限于鋁合金型材作為受力構(gòu)件，而且用了碳素結(jié)構(gòu)鋼作為主受力構(gòu)件，由于石材自重較大，鋁合金龍骨不能滿足石材自重作用下的強(qiáng)度要求，在此情況下，工廠做好焊接成型的龍骨預(yù)制件，預(yù)制件再和豎框機(jī)制釘固定。

（2）石材的后端依次是1.5mm鍍鋅鋼板、80mm厚保溫巖棉（帶錫箔紙）。鍍鋅鋼板安裝在單元框的前壁上，在前壁打密封膠較好的解決了單元的漏水隱患，從石材上方進(jìn)入的雨水，雨水借助龍骨形成的空腔，保證了石材后端的空氣流通。結(jié)構(gòu)上具有較好的防水和防潮性能。

（3）與此同時(shí)，當(dāng)室外溫度提高，幕墻的石材會(huì)將熱量傳給背后的空氣帶，通過空氣帶的流動(dòng)帶走一定的熱量，使其減少對(duì)飾面內(nèi)層的熱交換，而飾面內(nèi)的保溫巖棉和空氣層又有機(jī)組合，形成整體系統(tǒng)，進(jìn)一步阻礙了熱量穿透，起到明顯的隔熱保溫效果。因此，在冬夏兩季均有顯著的節(jié)約能源的效果。

4? 小結(jié)

本案例采用了背栓式連接，并且采用了可靠的機(jī)械連接，受力更加可靠，使設(shè)計(jì)更加合理。背栓干掛采取的是物理鎖定，而不是化學(xué)粘合，綜合性能更加優(yōu)良。

開放式石材的應(yīng)用，可以節(jié)約大量的密封膠，石材后端的鍍鋅板固定位置及方式設(shè)置得當(dāng)，讓幕墻防水及保溫達(dá)到優(yōu)良的特性。

寶鋼總部基地項(xiàng)目。該工程采用石材與玻璃作為面材。全都為單元式幕墻。其特點(diǎn)如下：

（1）標(biāo)準(zhǔn)石材單元為分格1300mm×4200mm，全石材單元石材呈“田”字格布置，石材之間縫隙5mm和10mm，標(biāo)準(zhǔn)單元上有十塊石材組合而成，石材最大尺寸為560×2250。石材通過背栓采用干掛形式固定在單元框上。

（2）在本案例中豎框上利用角碼與石材的轉(zhuǎn)接件連接。與豎框連接的角碼懸挑出的一段距離使得背栓中心距離石材的邊距滿足規(guī)范，豎框上的角碼通過M6機(jī)制螺釘固定，然后石材通過一個(gè)石材掛件和一個(gè)轉(zhuǎn)接件、一個(gè)鋸齒墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)裝配。石材組裝過程中，先將豎框上的轉(zhuǎn)接角碼固定，再將石材轉(zhuǎn)接件和鋸齒墊片調(diào)節(jié)到位，石材裝上背栓及固定掛件后，就可以將石材掛在石材轉(zhuǎn)接件上。通過完成鋸齒墊片及調(diào)節(jié)螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)，限位角片固定后，完成一塊石材的安裝。

（3）石材后端為2mm鋁背板，保溫巖棉150mm，滿足掛件和保溫巖棉的安裝尺寸要求。石材掛件與轉(zhuǎn)接件之間設(shè)置膠條，防止了產(chǎn)生噪音。

5? 小結(jié)

此案例與第一個(gè)案例類似，與其相比，石材類型更多，用量也較大。石材采用背栓連接方式，背栓的設(shè)置位置更加靈活，干掛形式還可以三維調(diào)節(jié)使得單元質(zhì)量更有保障，并且做到了石材可更換，難點(diǎn)在于石材轉(zhuǎn)接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而采用類似構(gòu)件式幕墻的橫梁的方式，石材分格多會(huì)增加設(shè)計(jì)難度，單元造價(jià)也將增加許多。此案例采用轉(zhuǎn)接方式，滿足了開放式幕墻的要求。

6? 總結(jié)

開放式石材安裝于單元上，脫離了傳統(tǒng)意義上的裝飾性幕墻，不再局限于鋼龍骨，其演變成真正意義上的結(jié)構(gòu)型的輕型幕墻，而且變得可移動(dòng)，可拆卸，后期維護(hù)保養(yǎng)方便。

開放式石材單元除了單元的的防水要重視，石材自身需要做到六面防水，由于防水面不局限在幕墻完成面。因此設(shè)計(jì)過程中需要考慮幕墻的防水線，避免材料的封堵造成的雨水積累不能及時(shí)排出的問題。

開放式石材采用背栓安裝方式時(shí)，雖然四點(diǎn)受力可以滿足較大面積的石材，根據(jù)石材自身特性及加工特點(diǎn)，花崗巖石材面積不宜超過1.5㎡，其他石材不宜超過1㎡，在工程中的應(yīng)用過程中，應(yīng)避免使用雙邊都大于600mm的石材。

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