铝板幕墙构造原理和实例分析.doc

铝板幕墙构造原理和实例分析 幕墙这一现代的 、新颖的建筑外围护结构形式墙体，由于其具有丰富多变的外装饰效果和极富表现力的特点，在我国建筑业迅猛发展的今天，越来越多地被建筑师和业主所采用。铝板幕墙作为诸多幕墙形式中的一种，是在近几年才在国内出现和应用。铝板幕墙的出现，更加丰富了幕墙的艺术表现力，完善了幕墙的性能 。我们只有正确地认识了解并合理地选用它，才能做到材尽其用 、满足功用、确保质量、尽显艺术、风格独具、装饰美观的效果。铝板幕墙的分类：一、按铝板的种类形式分有： 1蜂窝铝板；2单层铝板；3单层整体冲压成形铝板；4复合(夹胶)铝板。 二、按铝板饰面表面处理方法分：1阳极氧化；2静电粉沫喷涂(Powder Coating)；3耐候建筑外墙用罩面添氧一碳喷涂(F1uorocabon)。 三、按铝板幕墙的功用分类有：1纯外装饰类型； 2建筑外装饰和外围护类型； 3全功能型。 蜂窝铝板是较早使用的铝板幕墙 。它是由两层厚为0.81.8毫米的铝板之间夹有铝箔做成的蜂窝(蜂巢) 。总厚度一般有625.4毫米不等。它的特点是板的饰面平整、刚性好，幕墙单元的每块铝板尺寸可以做得很大并能保持平整；但加工成形，弯折等须有专用设备和工具。早些年国外公司来我国承接安装的幕墙多采用这种铝板。如深圳发展中心大厦、深圳市中国银行、深圳市中国人民银行等。 单层铝板是因电栓焊技术的问世和发展而发展起来的 。电栓焊实现了在单层铝板饰面的背面加固安装加强筋，又不破坏饰面表面，从而使单层铝板能够做到在较大的单元尺寸内保持足够的刚度和平整性。由于单层铝板较蜂窝铝板更易弯折加工和成形复杂形状，能够更好地适应变化无尽的建筑外墙装饰的需求，因而它的出现使铝板幕墙在加工形式和安装构造形式方面都丰富了许多。 单层整体冲压成形铝板是用单层铝板特制加工制成的，为配合建筑外饰造形而采用的异型铝板墙面，可把它视为单层铝板的一种特殊情况。 复合(夹胶)铝板是由两层厚度为05毫米的薄铝板中间夹25毫米的聚乙烯塑料胶板(所以也有称之为夹胶铝板、铝塑板等) ，由于其面层铝板较薄，在涂装表面耐候饰面漆时可采用滚涂方法，使得铝板饰面的颜色非常均匀而无色差。加上其重量轻，表面平整度好、切裁、折弯等加工成形工艺性非常好，尤其适合现场加工制作，能较好地适应建筑物复杂多变的形状。所以很容易被幕墙承造商所选用。但因其中间层夹的是聚乙烯塑料，在防火、防火耐候、耐久性及安全可靠性等方面，常被一些业主和建筑师提出疑问和持否定态度。 在铝板饰面处理方法上，阳极氧化是较早采用的一种工艺 。但其颜色种类少，一般局限在铝本色、古铜色、深古铜色等。此外因铝板批量不同，含量成份有差异，铝板轧制过程条纹不一，和氧化工艺过程控制不好都易产生不同程度的颜色差。 静电粉沫喷涂 ，一般多采用适合于室外的纯聚酯粉沫涂料。它有较好的室外耐久性，价格成本也与阳极氧化相近，是属于中档水平的外墙饰面涂料。其耐候一般常为510年。 氟碳喷涂料是一种的建筑外墙用耐候罩面漆 。这种罩面漆坚韧耐磨，表面光滑，具有非常好的耐候性 、耐大气污染性，和抗紫外线照射性能 。它的颜色丰富多采，并能长久地保持颜色鲜艳如新，具有极强的装饰性和表现力。这就是为什么建筑师们对它特别青睐和有信心。在美国近些年的建筑外墙幕墙绝大部分都采用这种耐候罩面漆涂层。在我国大部分高质量的铝板幕墙都是采用这种外饰面涂料。如深圳发展中心、深圳市中国银行、深圳天安大厦、广州世界贸易中心等。 在按幕墙的功用分类方面，纯外装饰铝板幕墙 通常是指那些低层建筑或裙楼建筑物其本身已有坚固耐久的外墙(如砼剪力墙体)，仅从装饰角度考虑，在这些外墙的外面再安装上级富装饰效果的铝板幕墙。这类铝板幕墙通常自身的密封性和对内层建筑结构墙体的围护性等都要求不那么严密；在有些特定气候条件的国家和地区，通过特定的设计构造处理，在铝板的接缝处甚至不采用密封处理。建筑外装饰和外围护型 。这种类型的铝板幕墙在我国目前是采用的最多见的一种形式。它通常是在建筑物本身已有普通砖或空心砖墙，或是其它类型墙体的高层建筑，在其外面安装铝板幕墙，因而铝板幕墙除了其自身对建筑物的装饰作用外，还须对建筑物起到外围护的作用。这样的铝板幕墙本身要求要有较好的耐候密封系统和抗风压 、水密性、气密性，应用排泄冷凝水系统的设计和装置。同时对避雷、防火、抗震等都有特定的要求。自然在造价方面也高于第一类纯外装饰铝板幕墙。 全功能型铝板幕墙通常是在框架结构或钢结构建筑物上的过楼层非透光部分， 并与玻璃幕墙相间配合采用 。建筑物结构本身没有任何墙体，全靠幕墙系统本身 。因此这类幕墙除了其装饰作用外，还应具备幕墙其它各种性能，如抗风压、水密性、气密性、避雷、防火、抗震、保温、防结露 、防火层、隔声等等。一般都在过楼层处的铝板背面安装设保温材料形成独立的幕墙保温层(系统)。它的设计与安装都与玻璃幕墙统一考虑和协调统一进行 。例如深圳发展中心和正在建设的深圳地王商业中心。这类铝板幕墙在设计、安装方面难度大、质量要求高，其造价也自然是较高的。 压花铝板 PCM氟碳树脂涂装烤漆1.0 - 4.0mm铝合金板 铝板幕墙构造原理：这个系统为无横梁结构，立柱设计为u形状，在其卜安装1VI8挂接螺栓，螺杆上放置2mm厚的抗震防噪音尼龙套，铝板上用u形铝作为加强筋，铝板通过4mm厚的铝挂板挂接在M8挂接螺杆上。在板块的上部通过螺钉固定在立柱两边的角码上来进行板块的定位，其中一边的螺钉是固定的，而另外一边在铝板副框上开长圆孔，使其在横向可以消化掉热胀冷缩对其的影响，见图3。防雨屏是由1.5mm厚的防水背板和5Qmm厚保温棉构成，保温棉通过保f棉钉固定在背板上，保温棉后面设置了针孔铝箔，可以挥发掉可能产生的水气，保证保温棉处于干燥状态。铝板板块之间的12mm接缝完全开敞，使面板与背板之间的空气腔与室外相通，空气层内的压力PP与外界压力Pa基本相等，形成了等压腔，抑制了由于压力差产生的水的逆流通，少量的渗漏水与冷凝水通过每层设置的排水板(兼作隔气板)排出室外，从而形成完善的排水系统。幕墙的气密性则由防雨屏与龙骨的打胶密封来实现。为了达到更好的空气等压效果，我们在每层设置了一道隔气板。通过分隔空气，使每层形成一个等压空气腔，有效的降低因为高度变化而引起的气压差。同时隔气板兼作排水板，冷凝水和渗漏水可以分层排出。该系统巾由于板块是通过挂板挂接在螺杆上，只有上边用螺钉固定定位，板块在重力作用下处于自由悬挂的状态，所以板块的受力和抗热胀冷缩的能力均达到较好的性能。系统二是不折边铝板的开缝设计，铝板的不折边工艺可以使幕墙达到极高的平整度。可以避免由于铝板折边产生的弧边弯曲的现象。见图3、图4。该系统的竖龙骨采用热镀锌方钢管，横龙骨用热镀锌角钢，在铝板挂点位置用4mm钢板和4号角钢做成钢支座焊接在竖龙骨上，将铝合金挂板底座固定在钢支座上，铝合金挂板底座上设置了防滑的咬合齿纹。铝板板块通过铝制挂钩挂接在挂板底座上。因铝板采用不折边工艺，铝板通过电栓焊固定副框与加强筋。板块的上边副框型材与弯曲钢板用螺钉连接。防雨屏的设置与系统一的方式相同，是由1.5mm厚的防水背板和50mm厚保温棉构成。通过每层设置的隔气板，使少量的渗漏水与冷凝水能够层层排出。与系统一不一样的是板块接缝没有完全敞开，而是通过设置挡水胶条形成连续的雨幕，使水密性能更佳。在外墙的转角位置，为了防止空气串通和负风压的影响，可以在转角的两边500mm左右的位置设置竖向隔气板，通过竖向隔气板可以有效防止负风压对等压腔的破坏。采用挂钩系统的幕墙铝板板块可以完全在工厂加工成为单元成品，板块可以根据实际情况以每一层或二层高度做一个板块，现场安装很是方便并且大大提高安装速度。在铝板单元中的分割接口部位是通过背后的连接铝材将2块或3块铝板连成一个单元板块，其设置及挂钩见图5。图6是一个不折边铝板单元的制作组装图，板块大小为1200mmx3300mm。根据强度要求每300mm左右布置一根加强筋，板块四周布置铝副框，挂钩安装在铝副框上，在铝板分割处留10mm分割缝，后面用连接铝料固定加强。图6并且表示了铝板板块在消化热胀冷缩对其影响的示意图，避免了常见的铝板“臌肚子”现象，并且在影响结束后能够自动复位。综合上面两个系统的设一计，开缝铝板幕墙的核心是等压原理的应用和防雨屏隔气板的设置，通过开敞的接缝使等压腔内的压力Pe与外界压力PO基本相等。防雨屏保证了水密性与保温性能。隔气板有效的降低因高度变化而引起的气压差，同时形成了合理的排水通路。防雨屏与龙骨的密封是一个关键因素，接缝打胶的部位必须认真检查后方可以安装面板。系统一中由于接缝完全开敞，如果空气中灰尘颗粒太多易产生污染，所以建议不要在重污染地区采用。系统二由于采用了连续的胶条形成一道屏障，可以阻挡空气中的灰尘顺粒，故适用于污染地区和多雨水地区。 150型隐框幕墙及铝塑板幕墙节点铝塑板幕墙外墙节点详图 铝板幕墙效果图实例分析：澳门科学馆铝板幕墙设计与下料澳门科学馆塔楼高56. 9m，分为上面的小斜圆锥台和下面的大斜圆锥台，立面为开放式的铝板。大斜圆锥台各环的圆心连线与水平面成69.40度的倾斜角，顶部被一个与水平面成11.65度的斜面所切，形成一个椭圆形的铝板屋面;大斜圆锥台上面为一个小的斜圆锥台，其顶部为椭圆形的玻璃天窗。下面分成几方面介绍斜圆锥台的设计和下料: 首先，是三维建模。大斜圆锥台的建模是由与水平面平行的21个圆环和顶部一个斜的椭圆环组成，按照建筑图给出的各圆环的圆心坐标和分格数来确定各圆环上的铝板分格线;小斜圆锥台顶部和底部都为椭圆环，中间为5段与水平面平行的圆弧组成。斜圆锥台按照以下的原则来建模:保证相同分格数的圆环的每段分格的竖边都在同一条直线上;分格长度大，高度小的各环的分格数相同;分格长度小，高度大的各环的分格数相同;各圆环的圆心都在同一条斜线上。立面分格高度方向从第1环开始采取分格长度大，高度小的一环接分格长度小，高度大的两环的排列方式，使总体立面效果呈现疏密有序，而不是千篇一律的感觉。(如图1，2) 其次，是铝板接缝的设计。铝板幕墙接缝采用开放式的节点设计，不需要打胶。幕墙不需要做防水设计，采用土建结构防水。大刁、斜圆锥台采用混凝土结构，在结构上面先徐上防水涂层，采用90x90x6槽铝垫上2mm的EPDM橡胶垫片，通过膨胀螺栓固定在结构上作为固定支座。铝板用90X90X6槽铝支座来固定，不需要横梁和立柱(如图3):铝单板左右边各用种焊钉固定一根铝型材竖料，在竖料的上下两端各通过2个螺栓固定一个L100x50xgmm铝挂耳，将铝挂耳挂装在槽铝支座中间的M12x160不锈钢螺杆上，这样就将铝板挂装在结构外面。装在槽铝支座侧面上的M6X50mm的螺栓可以在水平方向左右调整铝板，并起到限位的作用;装在铝板上端铝挂耳的MSx60螺栓可以在高度方向调整铝板;槽铝支座上安装螺杆的孔位在铝板进出方向开甲17X56的长条孔来调整铝板进出的距离，从而可以实现连接节点的三维位置可调。再次，是铝板工艺。塔楼斜圆锥台铝板为不等边梯形的圆弧板，上下两条弧边的半径不一样，弧边所在的平面都平行于水平面，必须提供上下两条圆弧边的半径，弧长和弦长，左右两条直边的边长，左右两条直边和上下两条弧的弦边组成的梯形的2条对角线长，左右边与上下两条弧的弦边的夹角共4个，及铝板面相对于水平面的倾斜角度，由于每个数据都要保证精确 因此，如何精确的测量出各个数据就相当重要。斜圆锥台的每块铝板的空间位置都不一样，故在测量每块铝板的尺寸数据时，必须先建立起相对于该铝板的UC5坐标，然后再在该坐标系中，通过测点到点的距离和边与边的夹角来得出各个尺寸数据，在测量板面相对水平面的倾斜角度时还要变换一次US坐标，所以这种方法是比较花费时间的。我们经过仔细的测量和检查，保证测出的数据是精确的。(如图4) 最后，斜圆锥台的放线采用了比较方便而有效的方法。由设计提供起始环和终止环各分格中点的三维坐标，通过仪器定出在相同水平位置上，竖向在同一条直线上的起始环和和终止环的两个分格中点，用细钢丝绳拉通线。确定了各分格竖向边所在的直线后，再按设计提供的各个水平分格的竖向分格中到分格中的数据，在每条直线上定出每一环每个水平分格的竖向的上下两个分格中点，再采用一个在厂里加工好的钢制辅助工具，由每个竖向分格中点的位置就可确定其对应的支座挂轴的中点及固定支座的膨胀螺栓的位置。结构的误差通过外伸