隨著輿論的影響,
玻璃幕墻熱量的損失,
光污染,膠結長期的安全性及石材的
放射性和資源破壞的情況,玻璃幕墻和
石材幕墻已不再像以前那樣深受人們的青睞,相比
金屬幕墻的工廠作業化,可回收再利用,環保防污染的優越性越來越強從而應用也越來越多。
金屬幕墻,作為一種新型的
建筑幕墻型式,用于
建筑外立面裝修。是將玻璃幕墻及石材幕墻中的
玻璃板和石材板更換為
金屬板材的一種幕墻形式。由金屬
面板種類的不同可將金屬幕墻分為:
鋁復合板、單層
鋁板、
鋁蜂窩板、
防火板、
不銹鋼板、
彩涂鋼板、琺瑯
鋼板等。本文以
鋁板幕墻為例淺談一下其設計。

板材的選擇應滿足規范、標準及設計要求,一般選用型號為3003,狀態為H24的1.5、2.0、2.5、3mm厚
防銹鋁板,外表面應采用氟碳涂層,涂層厚度應根據幕墻所在地的環境條件和設計需要可采用二涂、三涂、四涂(內表面可采用
樹脂漆一涂)。
鋁板在涂層前需根據尺寸需要加工成型,成型板可為折邊板和不折邊
平板(通常外飾面鋁板均需折邊,不僅便于安裝且折邊部分可以增強板塊的
強度和
剛度),折邊板在折邊加工時外圓弧半徑不應小于板厚的1.5倍,且在角部開口處用
密封膠密封。對于尺寸較大的板塊,可根據
變形計算要求的需要,在背面設置加筋肋(如:角鋁、槽鋁、鋁方管等),以保證幕墻的使用功能及安全性能,同時要求加筋肋也要具有足夠的
抗彎強度和變形
撓度。加筋肋與板的連接一般可采用焊栓
焊接(焊接時,要確保板塊外表面不變形、不
褪色,焊接牢固)、
結構膠膠接、
3M膠帶粘接等。
加筋肋應與板塊的折邊或付框可靠連接,因為此時的肋成為了板的支承梁,而支承梁需要支撐點作為
支座,它將把由面板傳來的
荷載傳遞給幕墻
框架體系。如圖:

如果加筋肋沒有和折邊或付框連接,那么肋所受的荷載又通過肋的端部傳遞給板,即這一段板成了肋的支座,將面板傳來的荷載傳遞給幕墻框架體系。那么這一段板在承受比設計大的多的荷載時而容易變形破壞。如圖:

上述是以焊栓為例講述加筋肋和板塊折邊或付框連接與否,并在正負
風壓情況下的變形情形。
就個人見解,采用結構膠膠結和3M膠帶粘接要比焊栓焊接受力更為理想。因為,加筋肋的計算是按等
彎矩原則化為
等效均布荷載,且是
固定邊支撐形式。所以,加筋肋與鋁板的連接采用結構膠膠結和3M膠帶粘接比較好,符合計算要求。但目前工程上大部分還是用焊栓連接的形式,嚴格的講,當建筑幕墻受負荷載時,加筋肋就不會與鋁板同時受力了,就不能按等效
均布荷載計算考慮。
為了保證鋁板幕墻變形后的恢復能力和整體性,不會使其因受外力作用而造成變形,引起表面鼓凸或凹陷情況的發生,應采用浮動連接。浮動連接一般有以下幾種連接方式:外掛外裝固定連接、外扣式連接、內嵌式連接等。如圖:

鋁板板塊的浮動連接是為了消除板塊變形的發生,那么對于膠縫寬度的設計也應滿足板塊的變形要求,通常寬度可根據建筑外立面的效果和計算結果確定,一般為12-22mm。
隨著國家
建筑節能要求的實施,對于
鋁單板幕墻的
保溫做法一般分為以下四種做法:
a、實體墻保溫,這種做法是在建筑砼體上貼掛
保溫層(一般
擠塑板),外掛鋼絲網,表面抹沙石水泥層,外做鋁板幕墻裝飾。這種工藝重復施工成本高,幕墻裝飾施工會破壞保溫層的完整性。
龍骨本身就是“
冷橋”,室內龍骨容易“
結露”。
b、在鋁板與墻體之間做保溫層,這種做法一般是將保溫層與幕墻裝飾龍骨連接,內外都要有
夾板固定,一般夾板材料為
鍍鋅板或
硅酸鈣板。這種方法施工繁瑣,成本高,而且,鋁板與龍骨直接連接,將導致龍骨本身變為 “冷橋”,保溫效果不好,使其 “結露”。
c、將
保溫材料直接與土建墻體粘接,這種方法是簡單,但效果不好,容易
脫落,材料現場拼接,不嚴密。大面積施工不可取。只能做為工程保溫的補救措施。
d、在
鋁單板加工廠,將保溫材料直接與鋁板用膠粘接,運到施工現場。但保溫層容易脫落,還需要背面額外固定。鋁板周邊與龍骨還是“冷橋”連接,鋁板與金屬龍骨傳遞熱量,室內還會出現“結凝水”,保溫效果不好。
對于以上四種保溫做法,可根據工程實際情況選擇較為合適的施工方法。
按強制性國家標準《
建筑物防雷設計規范》GB50057-94的要求,必須將鋁板和主
橫龍骨組成的幕墻與建筑物接地線或
防雷網接通。防雷網網格尺寸:第一類防雷建筑物必須小于5X5或6X4(米),第二類防雷建筑物必須≤10X10或12X8(米),第三類防雷建筑物必須≤20X20或24X16(米)。對于鋁板幕墻位于女兒墻外側及頂部時,最容易受到雷擊。因此,建筑物應考慮屋頂防直擊的措施:可沿屋頂周邊設避雷帶,其安裝位置略微突出女兒墻頂部外沿;也可用屋頂其他明設金屬物作為
接閃器;在雷擊情況下,由于鋁板本身也可以作為良好的
導電體將雷電的巨大能量通過女兒墻的避雷
均壓環和防雷
引下線迅速地輸送到地下。使其起到保護幕墻和保護建筑物免遭雷擊的作用,保證幕墻及建筑物的安全。【完】