組合式石材幕墻體系設計

    建筑幕墻作為一項高科技產品，在近30年的發展中日趨成熟，并且隨著時間的推移，產品更新換代也越來越快。隨著近年來國內建筑設計師對建筑工程外立面凹凸有致、多線角、多層次的追求，幕墻作為具有裝飾效果的外圍護結構，被建筑師們廣泛采用來實現自己的設計風格。因此，一種既經濟又安全科學的幕墻設計方案對幕墻的發展而言就顯得非常重要。

    一、傳統石材幕墻體系特點分析
    1、“針銷式”和“蝴蝶片式”石材干掛系統
    “針銷式”和“蝴蝶片式”石材干掛系統，上下板塊之間采用針銷(或蝴蝶片)連接，結構簡單，施工方便。但石材上下板塊間相互關聯，要移動或更換一塊石材板塊必須牽動周圍的板塊，不具備獨立更換功能，對于石材的維護十分不利；石材受力點集中在針銷(或蝴蝶片處)，受力面積較小，安全性較差，安裝過程中，石材槽口需現場灌注云石膠固定，不適用于冬季嚴寒地區施工；受石材固定方式(計算模型)的影響，不適用于大規格石材板塊幕墻。

    2、“背栓式”干掛體系
    采用背栓(一種進口石材專用連接螺栓)將石材與主體結構固定，對石材鉆孔設備要求高，成本相對較高，且抗震性能較差。

    3、單元式石材幕墻體系
    采用鋁合金龍骨制作，以一個橫向分格及一個樓層高度為基本的幕墻單元。在車間加工組裝成一個完整的板塊后，運往工地安裝。因為該體系大部分工作在工廠進行，所以加工和組裝質量能得到保證，且可統籌安排施工計劃，能大大減少施工周期。但因單個石材板塊一般在1200ｍｍ×3700ｍｍ左右，質量很大，給施工過程中的吊運和安裝提出了很高的要求，需要專用的吊運和安裝設備，而且成本較高。

    二、組合式石材幕墻體系
    在傳統石材幕墻設計的基礎上研究開發出石材幕墻新技術——組合式石材幕墻。該體系通過合理的結構和構造設計，使石材板塊彼此獨立，可隨時拆卸和安裝，使石材幕墻易于維護；通過合理布置連接點的數量和位置，改變石材板面的受力模型，使石材幕墻系統更加安全可靠，同時能適用于大規格石材板塊幕墻及減小石板的設計厚度；采用雙道密封設計，使石材幕墻可在嚴寒地區冬季施工，適合于國內大部分地區四季施工。該體系以一個橫向分格和一個豎向分格為基本單元，一般板塊大小在1ｍ2左右，質量輕、安裝方便，且具有單元式石材幕墻的優點。附框制作與現場龍骨安裝可同時進行，合理安排作業計劃，可大大縮短工期。

    1、技術方案設計
    組合式石材幕墻體系設計方案。

    (1)采用無橫向龍骨、帶附框設計以及雙道密封構造。

    (2)石板通過不銹鋼掛片與鋼附框用螺栓連接，根據石板的規格，在石板四周設置1－2個不銹鋼掛片。不銹鋼掛片與附框間設置柔性膠墊，抗震性能得到極大的改善。此連接方式改傳統的上下邊4點固定為周邊8點固定，大大增強了石材幕墻的安全性。

    (3)附框的豎向邊框上各固定有2個掛鉤，帶附框的石材板塊通過掛鉤與掛座連接，上部2個掛鉤承受板塊重力方向的荷載，4個掛鉤一起承受風荷載方向的荷載，且掛鉤在掛座上沿板面水平方向可滑動，防止使用過程中，因熱脹冷縮導致石材產生局部應力。

    (4)掛座固定在豎向鋼龍骨上，上下和前后可調。

    (5)石材間接縫采用雙道密封，第一道密封為石材安裝后，周邊膠條相擠壓形成一道密封線；第二道密封采用耐候密封膠填縫密封。此種密封方式適用性強，可在國內任何地區四季施工，尤其適用于嚴寒地區冬季施工。嚴寒地區冬季施工時，因密封膠低溫環境下不允許施膠，故第二道密封短期內可暫不密封。

    (6)該體系還可設計為無龍骨的石材幕墻系統。

    2、防水與保溫設計
    石材作為外裝飾面材，同時也作為一道雨屏，阻擋大量的雨水進入石材內部。為保證石材板塊的自由伸縮并滿足抗震要求，干掛石材間應留有縫隙，縫寬一般在8－12ｍｍ。這道縫隙同時也不可避免地成為雨水進入石材內部的通道。目前板縫防水處理方式主要有2種：一種為開敞式處理，允許雨水從板縫進入石材內部，同時在石材內部構造上采取措施，將防水線后移，實現外縫敞開，內部防水；另一種為填縫處理，利用有彈性的防水材料(耐候密封膠)填縫密封，防止雨水進入。本系統采用雙道密封防水設計，第一道為三元乙丙膠條周圈密封，第二道為耐候密封膠填縫密封。

    保溫設計采用外貼鋁箔超細玻璃棉，兩層錯縫搭接，用耐熱鋼板固定于豎向主龍骨上，保溫材料內側距結構墻面留50ｍｍ厚的空氣層。為防止雨水一旦從薄弱環節滲入石材內部，保溫材料不致受潮，保溫材料也不宜直接貼于石材后表面，否則濕氣滯留在石材內表面，一旦由于日曬等原因導致石材內外表面溫差較大，可能導致石材內部應力不均。可在石材幕墻下封口或窗的上沿石材接縫處設置通氣孔，使石材飾面與保溫材料間空氣得以流通，防止濕氣滯留，石材內部冷凝水也可從通氣孔排出。

    三、組合式石材幕墻的發展前景
    因為該體系的諸多優勢，自開發研制以來已被應用于國內多項建筑幕墻工程，其良好的裝飾效果、優良的防水保溫性能以及安全的使用性能在市場上建立了良好的信譽，取得了很好的效果，其發展前景十分廣闊。

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