幕墙基础知识 PPT课件

1 四川省建筑科学研究院邓莉办公室 028 83344612手机2 一 幕墙的基础知识1 现行标准2 幕墙的定义3 幕墙的特征4 幕墙的发展史二 3 幕墙的主要现行标准 1 GB T21086 2007 建筑幕墙 2 JGJ102 2003 玻璃幕墙工程技术规范 3 JGJ T139 2001 玻璃幕墙工程质量检验标准 4 JGJ133 2001 金属与石材幕墙工程技术规范 5 DB51 T5068 2010 既有玻璃幕墙安全使用性能检测鉴定技术规程 4 幕墙的定义 标准 由支承结构体系与面板组成的 可相对主体结构有一定位移能力 不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构 5 幕墙的定义 一 幕墙 CurtainWall 是建筑物的外墙围护 不承重 像幕布一样挂上去 故又称为悬挂墙 是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体 由结构框架与镶嵌板材组成 不承担主体结构载荷与作用的建筑围护结构 6 幕墙的定义 二 幕墙是利用各种强劲 轻盈 美观的建筑材料取代传统的砖石或窗墙结合的外墙工法 是包围在主结构的外围而使整栋建筑达到美观 多功能而又安全的外墙工法 简言之 是将建筑穿上一件漂亮的外衣 幕墙范围主要包括建筑的外墙 采光顶 罩 和雨篷 7 幕墙的定义 三 建筑幕墙 有面板与支承结构体系 支承装置与支承系统 组成的 可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力 不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙 8 幕墙的特征 1 幕墙是一个独立完整的整体结构系统 2 幕墙通常用在主体结构的外侧 一般都包覆在主体结构表面之上 3 幕墙相对主体结构在平面内有一定的微动能力 9 建筑幕墙的发展历史 一 建筑装饰幕墙早在150年前 19世纪中叶 就已在建筑工程中使用 由于受当时材料和加工工艺的局限 幕墙达不到水密性 气密性 抵抗各种自然外力的侵袭 如风 地震 气温 热物理因素 热辐射 结露 以及隔音 防火等要求 一直得不到很好的发展及推广 10 建筑幕墙的发展历史 二 自20世纪50年代以来 由于建筑材料及加工工艺的迅速发展 各种类型的建筑材料研制成功 如各种密封胶的发明及其它隔声 防火填充材料的出现 很好地解决了建筑外围对幕墙的指标要求 并逐渐成为当代外墙建筑装饰新潮流 今天 幕墙不仅广泛用于各种建筑物的外墙 还应用于各种功能的建筑内墙 如通信机房 电视演播室 航空港 机场 大车站 体育馆 博物馆 文化中心 大酒店 大型商场等 11 中国幕墙行业发展概况 幕墙行业的发展经历了三个阶段 萌芽期 成长期和发展期 1983年至1994年为萌芽期 每年全国产量约10万平方米 这个阶段总共约200万平方米 主要是构件式明框玻璃幕墙 引进 模仿国外技术 没有自己规范和标准 技术质量水平较低 1995年至2002年 玻璃幕墙年均产量约800万平方米 除明框玻璃幕墙 发展了隐框幕墙 单元式幕墙 铝板及石材幕墙 1995年引进点支承幕墙 1997年单元式幕墙开始被社会接受 1998年出现点支式幕墙 第三阶段从2003年到2010年 我国建筑幕墙还将继续保持稳步增长 建筑幕墙仍将是公共建筑中外维护结构的主导 年均产量约1200万平方米左右 12 中国幕墙行业发展概况 续 在国家改革开放政策的推动下 我国铝门窗建筑幕墙行业从引进国外先进技术起步 逐步缩小与国际先进水平差距 上个世纪80年代 引进了一批铝门窗专用加工设备和生产技术 90年代 以引进建筑幕墙的先进生产技术和新型成套设备为主 相应地引进了国外最新的工程材料及国内的工艺技术 逐步缩小了与国际先进水平的差距 又掌握了国外前沿技术 这时候的行业是以学习国外先进技术 独立开发中国特色产品的动态发展为主题 现在不少公司已有或将有更多的自主知识产权的新技术 有些已达到国际水平 13 建筑幕墙在四川的发展 四川地区20世纪80年代后期开始发展 修建蜀都大厦的时候开始在成都运用幕墙 当时由省建安装公司施工 由于是正规单位 施工质量比较好 当时没有规范 没有行业制约机制 有一些不正规的单位施工 有的根本没有正规设计 1994年之前出现了一些结构和施工质量都比较差的幕墙 14 幕墙标准 规范的发展 1994年四川省出现了幕墙的地方标准 玻璃幕墙技术规程 DB51 5009 94 由四川省建筑科学研究院主编 实施日期为1994年3月1日 当时我国 我省玻璃幕墙刚刚起步 急需规范来约束该行业的设计 施工 检测行为 保障各个环节的质量 该规范的实施填补了这方面的空白 对我省幕墙行业的发展和进步起了积极的作用 1996年中华人民共和国建设部发布了 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102 96第一部幕墙行业标准 2001年建设部又发布了 玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ T139 2001 JGJ133 2001 金属与石材幕墙工程技术规范 15 幕墙标准 规范的发展 续 2003年建设部又在JGJ102 96标准基础上进行了修订 发布了 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102 20032007年国家标准 建筑幕墙 GB T21086 2007也出台了 2010年由我院 四川省建筑科学研究院 主编的地方标准 既有玻璃幕墙安全使用性能检测鉴定技术规程 DB51 T5068 2010也发布了 对既有玻璃幕墙进行了进一步的规范 这一系列的标准 规范已涵盖了玻璃幕墙设计 施工 检测的各个环节 16 幕墙的发展方向 今后 由于幕墙工艺与科技的结合 响应全球节能减排的号召 智能型幕墙 如太阳能光伏幕墙 通风道呼吸幕墙 感应风雨智能幕墙等 将展示出建筑的独特魅力 17 幕墙的发展方向 续 1 从笨重性走向更轻型的板材和结构 天然石材厚度25mm 新型材料最薄达到1mm 2 品种少逐步走向多类型的板材及更丰富的色彩 目前有石材 陶瓷板 微晶玻璃 高压层板 水泥纤维丝板 玻璃 无机玻璃钢 陶土板 金属板等近60种板材应用在外墙 3 更高的安全性能4 更灵活方便快捷的施工技术5 更高的防水性能 延长了幕墙的寿命 从封闭式幕墙发展到开放式幕墙 6 环保节能 现今欧美建筑市场比较常用的为金属装饰保温板 由经过彩色烤漆的铝锌合金雕花饰面 聚氨酯保温层 玻璃纤维布复合而成 兼顾装饰和保温节能功能 面漆10 15年无褪色 整体使用寿命可达45年 18 目前幕墙的典范 德国法兰克福银行大厦就是典型之例 它是1997年设计的 其设计师诺曼福斯特提出的目标是 节能并不是最终目的 设计的基本原则是在保证自然通风和健康舒适生态环境的前提下尽量节能 为达到这一目的 建筑师把立面的双层玻璃幕墙和内部空间及建筑结构统一处理精心设计 这座大厦是50多层的三角形塔楼 塔楼三个角部都有核心空间 里边包括电梯 楼梯和服务台 这些核心空间组成了每八层的一个办公单元的支撑结构体系 建筑为中空 形成一个通高的中庭 以其烟囱效应为整个大厦排气 这个中庭又被玻璃天花板每12层分为一段 以阻挠气流或烟聚集 52层被划分为4个办公单元 每个办公单元都带有一个4层高的空中花园 并种植了丰富的植物 空中花园的外侧是双层玻璃幕墙 室外空气通过外墙进风口进入内 外层玻璃幕墙之间的热通道 可开启的窗户设在内层玻璃幕墙上 即使再恶劣的天气 最高层窗户的开启 也不会受到强风的干扰 从而保证了整个大厦的自然通风 办公室朝向中庭一侧的窗户也是可以开启的 从而保证一年的大部分时间都可以自然通风 花园植物的光合作用 双层玻璃幕墙的自然通风和中庭烟囱效应的排气等共同构成了大厦之 肺 将绿色植物引入室内 创造与自然接触的人性化空间 又称之为 生态舱 福斯特自称这一设计是世界上第一座活着的 能够自然呼吸的高层建筑 19 二 幕墙主要材料 1 骨架材料 钢材 铝合金 玻璃 2 面板材料 玻璃 铝塑板 金属板 石材 人造板材 建筑幕墙用瓷板 玻镁平板 合成树脂板 纤维水泥板等 3 胶类 硅酮结构密封胶 硅酮结构耐候胶 石材干挂胶等 4 五金件 紧固件 螺栓 螺钉 铆钉等 连接件 角码类 20 三 幕墙的结构介绍 1 总体结构2 幕墙与主体结构的连接3 转接件与立柱的连接4 石材幕墙立柱与横梁的连接5 玻璃幕墙立柱与横梁的连接6 幕墙立柱与立柱的连接 21 1 幕墙的总体结构 22 2 幕墙与主体结构的连接 一 23 幕墙与主体结构的连接 二 24 3 转接件与立柱的连接 25 4 石材幕墙立柱与横梁的连接 一 26 5 玻璃幕墙立柱与横梁的连接 二 27 6 幕墙立柱与立柱的连接 一 28 幕墙立柱与立柱的连接 二 29 四 幕墙的分类 A 按支承方式分 1 框支承玻璃幕墙 隐框玻璃幕墙 明框玻璃幕墙 半隐框玻璃幕墙 2 全玻幕墙 玻璃肋支承式 吊挂式 3 点支承玻璃幕墙 钢骨架支承 钢丝绳支承 4 框支石材幕墙B 按安装方式分1 单元式 玻璃 石材 2 构件式 玻璃 石材 30 1 框支 1 隐框玻璃幕墙 31 隐框玻璃幕墙 续 32 2 明框玻璃幕墙 33 3 横明竖隐玻璃幕墙 34 横明竖隐玻璃幕墙 续 35 2 全玻幕墙 1 玻璃肋支承 36 2 全玻幕墙 2 吊挂支承 37 吊挂件 续 38 3 点支玻璃幕墙 1 钢骨架支承 39 3 点支玻璃幕墙 2 钢丝绳支承 40 3 点支幕墙 3 玻璃肋支承 41 4 框支石材幕墙 1 干挂件与横梁和石材的连接 42 2 另一种石材干挂 43 3 背栓连接 燕尾槽式 44 4 石材背栓式连接 45 五 幕墙的主要安全要求 1 基本要求2 防火要求3 防雷要求 46 1 基本要求 1 框支承玻璃幕墙 宜采用安全玻璃 2 点支承玻璃幕墙的面板玻璃应采用钢化玻璃 3 采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙 其玻璃肋应采用钢化夹层玻璃 4 人员流动密度大 青少年或幼儿活动的公共场所以及使用中容易受到撞击的部位 其玻璃幕墙应采用安全玻璃 对使用中容易受到撞击的部位 尚应设置明显的警示标志 5 当与玻璃幕墙相邻的楼面外缘无实体墙时 应设置防撞设施 47 48 2 防火的主要要求 玻璃幕墙与各层楼板 隔墙外沿间的缝隙 当采用岩棉或矿棉封堵时 其厚度不应小于100mm 并应填充密实 楼层间水平防烟带的岩棉或矿棉宜采用厚度不小于1 5mm的镀锌钢板承托 承托板与主体结构 幕墙结构有承托板之间的缝隙宜填充防火密封材料 当建筑在求防火分区间设置通透隔断时 可采用防火玻璃 其耐火极限应符合设计要求 同一幕墙玻璃单元 不宜跨越建筑物的两个防火分区 49 防火隔断 50 3 防雷的主要要求 幕墙的金属框架应与主体结构的防雷体系可靠连接 连接部位应清除非导电保护层 有均压环的楼层数少于3层时 应全数检查 多于3层时 抽查不得少于3层 对有女儿墙盖顶的必须检查 每层至少应查3处 无均压环的楼层抽查不得少于2层 每层至少应查3处 51 防雷均压环 52 防雷立柱接通 53 六 玻璃幕墙的主要构造要求 1 基本构造要求2 玻璃幕墙的骨架材料构造要求3 玻璃幕墙立柱与立柱连接的构造要求4 玻璃幕墙梁柱连接的构造要求5 全玻幕墙的构造要求6 点支幕墙的构造要求7 石材幕墙骨架的构造要求 54 1 基本构造要求 1 除不锈钢外 玻璃幕墙中不同金属材料接触处 应合理设置绝缘垫片或采取其他防腐蚀措施 2 幕墙玻璃之间的拼接胶缝宽度应能满足玻璃和胶的变形要求 并不宜小于10mm 2 幕墙玻璃表面周边与建筑内 外装饰物之间的缝隙不宜小于5mm 可采用柔性材料嵌缝 3 明框幕墙玻璃下边缘与下边框槽底之间应采用硬橡胶垫块衬托 垫块数量应为2个 厚度不应小于5mm 每块长度不应小于100mm 55 不同金属隔断 56 2 玻璃幕墙骨架材料构造要求 一 横梁 1 当横梁跨度不大于1 2m时 铝合金型材截面主要受力部位的厚度不应小于2 0mm 当横梁跨度大于1 2m时 其截面主要受力部位的厚度不应小于2 5mm 型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时 其局部截面厚度不应小于螺钉的公称直径 2 钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于2 5mm 57 2 玻璃幕墙骨架材料构造要求 二 立柱 1 铝型材截面开口部位的厚度不应小于3 0mm 闭口部位的厚度不应小于2 5mm 型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时 其局部厚度尚不应小于螺钉的公称直径 2 钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于3 0mm 58 3 玻璃幕墙立柱与立柱连接的构造要求 1 芯管材质规格应符合设计要求 2 芯管插入上下立柱的长度均不得小于200mm 3 上下两立柱间的空隙不应小于10mm 4 立柱的上端应与主体结构固定连接下端应为可上下活动的连接 59 玻璃幕墙立柱与立柱的连接 60 立柱与立柱连接 61 4 玻璃幕墙梁柱连接的构造要求 1 连接件螺栓的规格 品种 数量应符合设计要求 螺栓应有防松脱的措施 同一连接处的连接螺栓不应少于两个 且不应采用自攻螺钉 2 梁 柱连接应牢固不松动两端连接处应设弹性橡胶垫片 或以密封胶密封 3 与铝合金接触的螺钉及金属配件应采用不锈钢或铝制品 62 梁柱连接 63 5 全玻幕墙的构造要求 一 1 全玻幕墙的周边收口槽壁与玻璃面板或玻璃肋的空隙均不宜小于8mm 吊挂玻璃下端与下槽底的空隙尚应满足玻璃伸长变形的要求 玻璃与下槽底应采用弹性垫块支承或填塞 垫块长度不宜小于100mm 厚度不宜小于10mm 槽壁与玻璃间应采用硅酮建筑密封胶密封 64 5 全玻幕墙的主要规定 二 2 全玻幕墙的板面不得与其他刚性材料直接接触 板面与装修面或结构面之间的空隙不应小于8mm 且应采用密封胶密封 3 全玻幕墙玻璃肋的截面厚度不应小于12mm 截面高度不应小于100mm 4 采用胶缝传力的全玻幕墙 其胶缝必须采用硅酮结构密封胶 65 66 6 点支玻璃幕墙的构造要求 1 采用浮头式连接件的幕墙玻璃厚度不应小于6mm 采用沉头式连接件的幕墙玻璃厚度不应小于8mm 2 安装连接件的夹层玻璃和中空玻璃 其单片厚度也应符合上述要求 3 玻璃之间的空隙宽度不应小于10mm 且应采用硅酮建筑密封胶嵌缝 67 68 69 7 石材幕墙骨架的构造要求 一 1 钢型材横梁 立柱等主要受力杆件的截面受力部位的壁厚应 3 5mm 2 横梁应通过角码 螺钉或螺栓与立柱连接 角码应能承受横向剪力 螺钉直径不得小于4mm 每处连接螺钉数量不得少于3个 螺栓不应少于2个 横梁与立柱间应有一定的位移能力 3 上下立柱之间应有不小于15mm的缝隙 并应采用芯柱连接 芯柱总长度不应小于400mm 芯柱与立柱应紧密接触 芯柱与下柱之间应采用不锈钢螺栓固定 70 石材的梁柱连接 71 石材幕墙梁柱连接 72 石材立柱芯柱连接 73 5 石材幕墙骨架的构造要求 二 4 立柱采用螺栓与角码连接 并再通过角码与预埋件或钢构件连接 螺栓直径不应小于10mm 立柱与角码采用不同金属材料时应采用绝缘垫片分离 74 不同金属之间绝缘垫隔离 75 七 幕墙的日常保养和维护 日常维护和保养应符合下列规定 1应保持幕墙表面清洁 避免锐器及腐蚀性气体和液体与幕墙表面接触 2应保持幕墙排水系统的通畅 发现堵塞应及时疏通 3在使用过程中如发现门 窗启闭不灵或附件损坏等现象时 应及时修理或更换 4当发现密封胶或密封胶条脱落或损坏时 应及时进行修补与更换 5当发现幕墙构件或附件的螺栓 螺钉松动或锈蚀时 应及时拧紧或更换 6当发现幕墙构件锈蚀时 应及时除锈补漆或采取其他防锈措施 76 关于隐框幕墙 隐框玻璃幕墙没有传统的幕墙用以夹持玻璃并承重的铝合金外框 而是完全依靠玻璃背面的结构胶 把玻璃粘在铝型材框架上 因其表面无框架 感观效果比明框的要好得多 成百上千块镀膜玻璃 中空玻璃无任何外框 完全依靠胶粘在铝型材表面上 要能长期有效抵抗风荷载 自重荷载 热胀冷缩 地震等 对材料 工艺要求极其严格 质量若不过关 危险性极大 特别是中空玻璃的隐框幕墙 77 关于隐框幕墙 续 因隐框玻璃幕墙是一项有争议的新技术 日本限制使用 德国禁止使用 美国也只能保证10年不脱落 中国建筑装饰协会铝制品委员会针对当时隐框玻璃幕墙所存在的安全问题和国际惯例 1991年底提出 有条件承接该类幕墙的厂商 对甲方写出玻璃10年不脱落的保证书 否则赔偿一切 的要求 1992年中提出了相关生产厂家要出具三个10年的保证书 一是要做铝合金型材 玻璃 结构胶 胶条四者的相容性实验 结构胶厂家要出具10年不掉的保证书 二是镀膜玻璃厂家要出具最少10年镀膜不被粘掉的保证书 否则在粘胶部位除去镀膜 三是生产隐框幕墙的厂家 要出具最少10年玻璃不脱落的安全责任保证书 以上要求 遂成为行业规范 78 关于幕墙的普查 建设部1997年7月8日发布的167号文 加强建筑幕墙工程管理的暂行规定 第六章第二十条 建设项目法人对已交付使用的玻璃幕墙的安全使用和维护负有全面责任 按国家现行标准的规定 定期进行保养 至少每五年进行一次质量安全性检测 2003年11月14日修订的 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102 2003 其中12 2 2 1条 在幕墙工程竣工验收后一年时 应对幕墙工程进行一次全面的检查 以后每五年应检查一次 12 2 2 4条 幕墙工程使用十年后应对该工程不同部位的硅酮结构密封胶进行粘接性能的抽样检查 此后每三年宜检查一次 79 普查要求 上海市政府主管部门已经采取了行动 2004年11月29日上海市建委 市房地资源局发出的 关于开展本市玻璃幕墙建筑普查工作的通知 普查内容为2004年12月31日前竣工的玻璃 金属和石材组合幕墙 重点是8层以上高层和8层以下人流密集区域和青少年或幼儿活动公共场所 具体工作由上海市装饰装修行业协会建筑幕墙专业委员会负责 由市幕墙检测中心配合 80 普查要求 续 目前有不少幕墙工程竣工使用年限较长 有的已经超过10年 为维护公众利益和安全 防止因材质老化和使用不当可能出现的危险 防止幕墙附件坠落等质量事故的发生 根据 金属与石材幕墙工程技术规范 玻璃幕墙工程技术规范 和相关文件要求 各幕墙工程使用单位应对本单位的幕墙工程进行一次全面检查 也可委托幕墙检测单位检查 重点检查幕墙的整体外观 主要受力构件 连接构件 连接螺栓 开启窗 五金附件 密封胶和排水系统 以及防雷 防水 防风 防火功能等 应严格检查 若查有异常 使用单位必须及时委托原幕墙承包商或具有施工资质的专业幕墙公司进行处理 81 八 定期检查和维护 1在幕墙工程竣工验收后一年时 应对幕墙工程进行一次全面的检查 此后每五年应检查一次 检查项目应包括 1 幕墙整体有无变形 错位 松动 如有 则应对该部位