建筑石材幕墻技術專題

1、建筑石材幕墻技術專題一 建筑幕墻的種類建筑幕墻的定義：由面板與支承結構體系（支承裝置與支承結構）組成的、可相對主體結構有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔主體結構所受作用的建筑外圍護墻。根據JGJ 102-2003(玻璃幕墻工程技術規(guī)范JGJ 133-2401金屬石材幕墻工程技術規(guī)范及JGJ3035-2001建筑幕墻的有關規(guī)定，建筑幕墻主要分為以下幾類。1 玻璃幕墻2石材幕墻3金屬板幕墻4 人造板幕墻5單元式幕墻6 雙層幕墻7采光頂   建筑幕墻構件式/單元式點支承屋面張拉索鋼結構玻璃明框石材金屬板人造板材隱框半隱框自平衡單索雙層全玻璃外通風內通風金屬屋面采

2、光頂陶板瓷板微晶玻璃二 石材幕墻概念及構造石材幕墻應當由面板、橫梁和立柱組成，橫梁和立柱組成石材面板的邊框，橫梁連接在立柱上，立柱通過角碼、螺栓連接在預埋件上。下圖是石材幕墻典型構造示意圖；2.1 石材幕墻的優(yōu)缺點石材幕墻的優(yōu)點Ø 石材具有質地堅硬、耐酸堿、不易退色的優(yōu)點Ø 可以有效地避免傳統(tǒng)濕貼工藝出現的板材空鼓、開裂、脫落等現象，明顯提高了建筑物的安全性和耐久性；Ø 可以完全避免傳統(tǒng)濕貼工藝板面出現的泛白、變色等現象，有利于保持幕墻清潔美觀；Ø 在一定程度上改善了施工人員的勞動條件，減輕了勞動強度，也有助于加快工程進度。石材幕墻的缺點Ø 石

3、材幕墻防火性能很差，尤其在高層建筑，火災一般均在室內燃起，樓內的大火會使掛石板的不銹鋼板和金屬結構溫度升高，使鋼材軟化，失去強度，石板將會從高層形成石板“雨”落下。Ø 與傳統(tǒng)濕貼的工藝相比，其造價明顯偏高。2.2 石材幕墻的種類  2.1按面板密封形式分類:² 封閉式石材幕墻和開放式石材幕墻：u 封閉式幕墻系統(tǒng)需用中性硅銅耐侯密封膠、泡沫棒；系統(tǒng)的防水功能得到更好的保障。石材背后形成密閉的空氣層，具有更好的保溫節(jié)能功效。封閉式幕墻系統(tǒng)將外立面的縫全部密封，必需保證外立面的雨水不能進入石材背面，使石材密處于干燥狀態(tài)，確保石材的 抗彎強度和抗剪強度不變。同時

4、，還要注意石材的保溫，防止凝結水的浸人石材墻體內并要防止雨進入墻體內側，室內的水蒸氣滲漏在石材的背面更不允許，因為石材是通透體，墻體內會有溫差產生，溫差產生后凝結水內部滲透，石材如處在寒冷地區(qū)會產生冰凍，這樣還會出現凍融的反復縮環(huán)，對石材壽命造成極大的影 響。要保證石材不結冰，不堿化，并確保工程的永久性的必備措施。u 開放式石材幕墻就是敞縫式石材幕墻（石材面板之間的縫隙不注膠填縫）。放式石材幕墻安裝根據等壓雨幕原理進行拼接設計，具有很好的防水功能。國外幕墻大多不注膠,注膠是不得已而為之,需要有專門的內防水配件,價格昂貴。Ø 開放式幕墻它改變了傳統(tǒng)幕墻的結構形式，采用不打膠工藝，避免硅

5、酮膠的二次污染；Ø 開放式幕墻系統(tǒng)在石材的背面形成空氣對流，將水蒸氣排出室外，防止石材表面形成溫差使石材內表面不會出現凝結水。但對于排雨水問題應由設計院、 業(yè)主決定在采用何種形式，否則會有后患。開放式幕墻系統(tǒng)在每個窗口的上方、左右兩側均安裝導水板，大面積的石材幕墻每三個樓層設置一道導水板，該導水板可將石材板內側的冷凝水和從安裝縫中滲入的微量水導流到幕墻外側。Ø 開放式幕墻系統(tǒng)背后面由較強的空氣流動，可帶走部分從外部傳入的熱量，使結構墻表面溫度有所降低，因而有較好的保溫節(jié)能效果。2.2按面板的支撐固定形式分類:     

6、60;一、針銷式    即用銷針和墊板通過板材邊沿開孔連接，見圖1。此種靠銷針受力，在銷孔處應力比較集中?，F巳逐漸被其他方法代替。二、蝴蝶式俗稱上下翻。兩頭翻式)    此種掛件見圖2，在加工成形時已破壞了掛件強度(優(yōu)質不銹鋼除外)。施工中因其上下翻頭厚度和彎度迫使所切溝相必須加寬，安裝時對石材容易造成破損，加工槽寬用膠量過大便其綜合成本加大，便用中略顯技術落后。對掛件材質要求不明確，故不適宜廣泛采用。四、背拴式 此種掛件由德國引進。施工，見圖3。即在石材的背部打孔用錢栓與龍骨連接，由后切式錨栓及后支持系

7、統(tǒng)組成的幕墻干掛體系，因機械式錨固結構，不以 柔性結合，不能解決好因溫差造成的熱脹冷縮變形問題。五、背掛式(隨藏愚吊式)    此種掛件以7075相矽鎂合金為材質，見圖4，恃別適于高層建筑和抗震建筑，體現出柔性結構連接的設計意圖。六、縫掛式    圖5，其材質性能與背掛式掛件相同，而其施工方法的優(yōu)勢在于短植支揮，定位切槽，保證 整個幕墻的垂直度，與鋸片同半徑的弧形鑲片可緊密固定于溝槽中。    三 幕墻設計3.1 石材幕墻設計的材料要求：幕墻所用材料執(zhí)行標準見GB/T2108

8、6建筑幕墻附錄A，應符合JGJ102，JGJ133和JGJ113的規(guī)定，具有抗腐蝕能力，符合國家節(jié)約資源和環(huán)境保護要求。性能應滿足設計要求。幕墻密封膠位移能力級別應符合設計位移量的要求，不宜小于20級。金屬掛裝件 石材連接用掛件執(zhí)行標準GB/T21086建筑幕墻附錄A，應符合其中JC830.2的規(guī)定。 背栓、蝶形背卡應符合相關標準的要求，材料型號、尺寸、機械性能應滿足設計要求。背栓材料的耐火性、耐腐蝕性、耐久性應不低于后部支承結構所用材料的相應標準，應采用不低于316的不銹鋼制作。 轉接件預埋件幕墻采用的轉接件及其材料應滿足設計要求，應具有足夠的承載力和可靠性。宜具有三維位置可調能力，具體要求

9、見表-1項目內容平板幕墻埋件HF槽式幕墻埋件平面螺栓槽式幕墻埋件連接件安裝方法焊接螺栓連接可焊可連連接安全性人為因素較多，需現場控制穩(wěn)定，強度高雙保險調整誤差容易無法調整容易對結構要求保護層厚度大于15mm，施工精度低保護層大于45mm，施工精度高。保護層大于30mm，施工精度一般。埋件安裝要求方便精度高方便埋件表面處理防銹漆或熱鍍鋅熱鍍鋅防銹漆或熱鍍鋅埋件施工速度快難度高，速度較慢塊幕墻施工速度一般快較快成本低高中綜合評定經濟適用，性能穩(wěn)定，適用于構件式幕墻對建筑結構要求較高，無法調整性能穩(wěn)定，適用于各類幕墻，但仍受建筑結構限制石材面板要求l 彎曲強度標準值小于8.0MPa的石材面板，應采取

10、附加構造措施保證面板的可靠性。l 在嚴寒和寒冷地區(qū)，幕墻用石材面板的抗凍系數不應小于0.8。l 石材表面宜進行防護處理。對于處在大氣污染較嚴重或處在酸雨環(huán)境下的石材面板，應根據污染物的種類和污染程度及石材的礦物化學性質、物理性質選用適當的防護產品對石材進行保護。l 石材面板安裝到位后，橫向構件不應發(fā)生明顯的扭轉變形，板塊的支撐件或連接托板端頭縱向位移應不大于2mm。l 相鄰轉角板塊的連接不應采用粘結方式。l 石材具體要求見表-2表-2 石材性能要求 天然花崗石天然大理石其他石材（干燥及水飽和）彎曲強度標準值（MPa）8.07.08.08.0f4.0吸水率0.6%0.5%5%5%最小厚

11、度（mm）25353540單塊面積（m2）不宜大于1.5不宜大于1.5不宜大于1.5不宜大于1.0 鋁合金表面處理工藝要求表面處理方法膜層級別（涂層種類）厚度t（m）檢測方法平均膜厚局部膜厚陽極氧化AA15t15t12測厚儀電泳涂漆陽極氧化膜Bt10t8測厚儀漆膜Bt7測厚儀復合膜Bt16測厚儀粉末噴涂40t120測厚儀氟碳噴涂二涂t30t25測厚儀三涂 t40t35測厚儀 玻璃l 幕墻玻璃宜采用安全玻璃；l 幕墻玻璃的公稱厚度應經過強度和剛度驗算后確定，單片玻璃、中空玻璃的任一片玻璃厚度不宜小于6mm。夾層玻璃的單片玻璃厚度不宜小于5mm，夾層玻璃、中空玻璃的兩片玻璃厚度差不應大于

12、3mm;l 幕墻玻璃的反射比不應大于0.3;l 幕墻用中空玻璃的間隔鋁框可采用連續(xù)折彎型或插角型。 l 中空玻璃氣體層厚度不應小于9mm，宜采用雙道密封:Ø 明框玻璃幕墻:丁基密封膠和聚硫密封膠，Ø 隱框和半隱框玻璃幕墻:應采用丁基密封膠和硅酮結構密封膠。 l 幕墻用鋼化玻璃宜經過熱浸處理。3.2 石材幕墻設計的性能要求：根據GB/T21086建筑幕墻的要求，設計時應考慮如下要求：常規(guī)物理性能要求o 抗風壓性能o 水密性能o 氣密性能o 平面內變形性能o 熱工性能o 空氣聲隔聲性能o 光學性能o 耐撞擊性能新增加的要求o 現場淋水試驗o 振動臺抗震性能o 承重力性能功能要求

13、（產品標準中弱化）：o 防雷要求o 防火要求 抗風壓要求1. 幕墻的抗風壓性能指標應根據幕墻所受的風荷載標準值Wk確定，其指標值不應低于Wk，且不應小于1.0kPa。Wk的計算應符合GB50009的規(guī)定2. 在抗風壓性能指標值作用下，幕墻的支承體系和面板的相對撓度和絕對撓度不應大于表3的要求支承結構類型相對撓度(L跨度)絕對撓度(mm)構件式玻璃幕墻單元式幕墻鋁合金型材L/18020（30）a鋼型材L/25020（30）a玻璃面板短邊距/60石材幕墻金屬板幕墻人造板材幕墻鋁合金型材L/180鋼型材L/250點支承玻璃幕墻鋼結構L/250索桿結構L/200玻璃面板長邊孔距/60全玻璃幕墻玻璃肋L

14、/200玻璃面板跨距/60a：括號內數據適用于跨距超過4500的建筑幕墻產品水密性能1.有水密性要求的建筑幕墻在現場淋水試驗中，不應發(fā)生水滲漏現象2.開放式建筑幕墻的水密性能可不作要求水密性能1.氣密性能指標應符合GB50176、 GB50189、JGJ132-2001、JGJ134、JGJ26的有關規(guī)定，并滿足相關節(jié)能標準的要求。一般情況可按表4確定地區(qū)分類建筑層數、高度氣密性能分級  開啟部分qL (m3/m·h)幕墻整體qA(m3/·h)夏熱冬暖地區(qū)10層以下22.52.010層及以上31.51.2其它地區(qū)7層以下22.52.07層及以上31.51

15、.22.開放式建筑幕墻的氣密性能不作要求 熱工性能要求l 建筑幕墻傳熱系數應按GB50176的規(guī)定確定，并滿足GB50189、JGJ132-2001、JGJ134、JGJ26和JGJ75的要求。玻璃（或其它透明材料）幕墻遮陽系數應滿足GB50189和JGJ75的要求。l 幕墻傳熱系數應按相關規(guī)范進行設計計算。l 幕墻在設計環(huán)境條件下應無結露現象。l 對熱工性能有較高要求的建筑，可進行現場熱工性能試驗。幕墻傳熱系數分級指標K應符合表5的要求分級代號12345678分級指標值K （W/m2K）K5.05.0K 4.04.0K3.03.0K2.52.5K2.02.0K1.51.5K1.0K<1

16、.0注：8級時需同時標注K的測試值。l 玻璃幕墻的遮陽系數應符合：a) 遮陽系數應按相關規(guī)范進行設計計算。b）玻璃幕墻的遮陽系數分級指標SC應符合表6的要求分級代號12345678分級指標值SC0.9SC 0.80.8SC 0.70.7SC 0.60.6SC 0.50.5SC 0.40.4SC 0.30.3SC 0.2SC0.2注1：8級時需同時標注SC的測試值。注2： l 開放式建筑幕墻的熱工性能應符合設計要求空氣聲隔聲性能l 空氣聲隔聲性能以計權隔聲量作為分級指標，應滿足室內聲環(huán)境的需要，符合GBJ118民用建筑隔聲設計規(guī)范的規(guī)定。l 空氣聲隔聲性能分級指標RW應符合表7的要求分級代號12

17、345分級指標值RW（dB）25RW3030RW3535RW4040RW45RW45注：5級時需同時標注RW測試值。l 開放式建筑幕墻的空氣聲隔聲性能應符合設計要求平面內變形性能l 建筑幕墻平面內變形性能以建筑幕墻層間位移角為性能指標。抗震設計時，指標值應不小于主體結構彈性層間位移角控制值的3倍表8平面內變形性能指標要求建筑高度結構類型建筑高度H（m）H150150H250H250鋼筋混凝土結構框架1/550板柱-剪力墻1/800框架-剪力墻、框架-核心筒1/800線性插值筒中筒1/1000線性插值1/500剪力墻1/1000線性插值框支層1/1000多、高層鋼結構1/300注：1）表中彈性層

18、間位移角=/ h ,為最大彈性層間位移量，h為層高。 2）線性插值系指建筑高度在 150250間，層間位移角取1/800（1/1000）與1/500線性插值。l 平面內變形性能分級指標應符合表9的要求。分級代號12345分級指標值1/3001/3001/2001/2001/1501/1501/1001/100注：表中分級指標為建筑幕墻層間位移角石材幕墻可維護性要求石材幕墻的面板宜采用便于各板塊獨立安裝和拆卸的支承固定系統(tǒng)，不宜采用T型掛裝系統(tǒng)。四 幕墻施工為了確保干掛石幕墻在強度、安全、美觀等方面符合要求，不僅要有好的設計方案，最關鍵的是保證干掛石幕墻施工階段的施工質量。怎樣確保施工質量？怎樣

19、避免施工中少出現質量問題？必需要做好下面的工作：4.1 在干掛石幕墻的施工中，必須嚴格把好原材料關。監(jiān)理單位應對其幾種主要材料進行重點檢查。一是石材到達現場應有產品合格證和檢測報告，其加工精度 (如幾何尺寸、表面光澤度、表面平整度、開槽、暗裂等)應保證符合設計要求。二是對于沒有預埋件或預埋件位置不準的建筑物，通常做法是在混凝土墻上使用螺栓對鋼板進行固定，這就要求螺栓的抗拉、抗剪強度必須達到設計值，螺栓應盡可能采用高品質的高強化學螺栓，且必須有產品合格證和測試報告。對于大面積的干掛石幕墻來說，其主、副龍骨通常采用槽鋼和角鋼；對于小面積的干掛石幕墻可以采用角鋼做龍骨。其質量檢查除必須的外觀檢查、產

20、品合格證、測試報告外，還應 檢查鍍鋅層的光澤度和均勻性。三是檢查同一幕墻工程是否采用同一品牌的硅酮結構密封膠和硅酮耐候密封膠配套使用，兩者是否在有效期內使用。4.2 現場管理干掛石材的施工應加大現場管理力度，監(jiān)理在監(jiān)督過程中應對容易出現問題的幾個環(huán)節(jié)進行重點監(jiān)控。42.1 預埋螺栓施工中，監(jiān)理單位應重點對螺栓的埋設長度、孔洞清理、螺母擰緊等進行檢查，以保證螺栓的使用強度達到要求。另外，施工中螺栓必須使用在混凝土墻上，不能使用在磚墻上，否則強度達不到要求，會留下安全隱患。龍骨焊接安裝龍骨安裝過程必須對每一根橫、豎龍骨的軸線位置、安裝標高、垂直度與設計圖紙進行核對，確保偏差控制在允許范圍內，以保證

21、石材安裝時有足夠的調節(jié)范圍。龍骨焊接質量的優(yōu)劣直接影響到整個幕墻工程的安全性和強度要求，首先監(jiān)理單位應檢查焊工的上崗證書，必須嚴格按國家頒布的焊接規(guī)范及設計要求，對焊接位置進行質量檢查。杜絕點焊和燒斷角鋼等現象，同時對完成焊接的部位，應及時進行防腐處理，至少進行二遍防腐。4.2.3石材安裝為保證石材的安裝質量，監(jiān)理單位應首先要求施工單位進行掛線(水平線和垂直線)以明確安裝位置，驗收合格后才能開始進行掛石板，不管干掛是由下而上， 還是從上而下，第一排石板的安裝至關重要，監(jiān)理必須對第一排的標高、垂直度、轉角、弧度、水平縫等嚴格檢查，保證后續(xù)石板的安裝質量。在安裝過程中，隨時 對上墻石板的開槽位置、

22、槽內粉塵的清除、硅酮結構的密封膠灌注是否飽滿等情況進行檢查，發(fā)現問題及時糾正。當石板就位后，特別要檢查螺栓是否擰緊。4.2.4注硅酮耐候密封膠（封閉式）石板安裝完畢應經有關部門驗收合格后才能進行最后一個項目注封口膠(硅酮耐候密封膠)，監(jiān)理應要求施工單位先進行樣板施工，達到要求后，由專人進 行操作。注膠前，用毛刷清理板縫，板縫內塞入泡沫條，深度應均勻，板縫兩邊應貼防污紙條，注膠時用力要均勻，不抖動，膠表面應均勻光滑，轉角和接口部位應 平順貫通。干掛石幕墻完工后，驗收時監(jiān)理單位應準備2m靠尺、鋼板尺、經緯儀、卡尺、墜繩等必要的檢查工具對幕墻進行檢查。對易發(fā)生漏水的部位如陰陽角等處進行淋水檢查，確保工程優(yōu)質完成。五 幕墻驗收5.1幕墻性能檢驗項目要求GB/T21086建筑幕墻中規(guī)定，幕墻性能應滿足表10要求：序號項目的名稱要求的章條號檢測方法章條號檢驗類別型式檢驗中間檢驗交收檢驗一幕墻性能   1抗風壓性能 14.1 2水密性能 14.2&