外墙穿孔铝板在工程中的应用

1、外墙穿孔铝板在工程中的应用：金属孔板应用于装饰墙时的分类50年代初建成的纽约利华大厦和纽约联合国大厦是最早具有代表性的“玻璃幕墙”，此后至今许多著名的建筑都以玻璃幕墙作为外部装饰，但是近些年人们越来越意识到玻璃幕墙节能及光污染问题的严重性，而解决问题方式之一是采用镂空材料作为围屏布置在玻璃幕墙外围，并和建筑实体间隔一定的距离，形成了玻璃-镂空铝板双层幕墙。镂空铝板围屏既是一种金属装饰材料，凸显建筑物的个性特征，同时很好的解决了玻璃幕墙所引起的光污染问题,环保节能优势显著.目前镂空材料多采用金属板，按其装饰形式可分为以下几种形式：1) 冲孔平板装饰类。2) .镂空板装饰类。3) .冲孔压型板。4

2、) .冲孔图案装饰类。5) .凹凸孔板装饰类。6) .格栅装饰类。7) .局部点状装饰体。穿孔铝板幕墙技术介绍：早期穿孔铝板多数运用在吊顶中，但近几年、越来越多的穿孔板运用到外装饰幕墙中，形成玻璃-穿孔铝板双层幕墙，所为双层幕墙是当今生态节能建筑中被广泛关注的一项先进技术，被誉为“可呼吸的皮肤”。它主要针对传统单层玻璃幕墙耗能高，室内空气质量差等缺陷，采用双层幕墙作为围护结构，提供自然通风和采光,增加室内空间舒适度，降低能耗，从而较好地解决了自然采光和节能之间的矛盾。穿孔铝板-玻璃幕墙应用的主要技术瓶颈：技术瓶颈之一：适用分格小穿孔铝板-玻璃幕墙在建筑物的作用上属于建筑装饰范围，但由于它是建筑

3、物的外围护结构，虽不承受主体建筑物的荷载、但要承受风荷载、地震作用和温度变化作用，所以玻璃一穿孔铝板幕墙在满足装饰的同时,必须满足风压、地震作用和温度变化对它的影响，这样才能使幕墙具有足够的安全性。但是如果当铝板分格大于600mm左右时，就需要采取加强措施来满足这些要求，这就可能会影响了穿孔铝板的通透性和艺术效果，因此这样的穿孔铝板多数用于层间小分格幕墙处.技术瓶颈之二：大分格需要适当加强筋如果要在非层间大分格幕墙处采用穿孔铝板，在满足风压、地震作用和温度变化等要求时，就需要加强筋来增加铝板的强度，但如果加强筋正处于人的视线范围内时，会给人一种非常不舒适的感觉，因此大分格一加筋穿孔铝板多运于设

4、备间或采光顶处。技术瓶颈之三：受穿孔率限制的加工及制作要求穿孔铝板是指在铝板上面进行冲孔加工得到的铝板，孔型有圆孔、方孔、棱形孔、三角形孔、五角星孔、长圆孔等。穿孔率是指穿孔面积范围内，穿孔孔眼的总面积占整个面积的百分数。1）根据目前机械设备，最高穿孔率能达到65%左右，并要求穿孔板尺寸在1500*3000范围内，如果超出此范围，冲孔就需要二次定位，很容易出现“阴阳面”效果。2）穿孔铝板的穿孔率越高，对成形后的铝板平整度影响越大，检验标准要低于正常铝板的相应规定。大板块穿孔铝板无加筋设计与试验无加强筋铝板设计要点及工程介绍：墨西哥BBVA银行工程，其主楼外形由框架开放式双层幕墙组成，建筑高度2

5、34.85米；共52层，外层面材采用三种不同穿孔率的铝穿孔板，并且在四个立面进行不同形式组合。整个建筑造型新颖，色彩富于变化，充满青春的气息，配合夜晚展现在建筑物的灯光效果，融入墨西哥城优美的环境中，成为墨西哥标志性建筑。工程难点就是外层幕墙面材为3mm菱形穿孔铝板，边长为1.7米，对角线尺寸为2686mm*2100mm,孔直径为5mm,最高穿孔率为67%。根据本工程风洞试验数据，这种尺寸的穿孔铝板如果想满足强度要求，必须采取加强措施。穿孔铝板设计方案方案一：下图所示，在穿孔板内侧增加两道加强筋，这对穿孔铝板整体通透性及建筑的外视效果造成很大影响。方案二：无限增大板的厚度，但这样成本过高，我们

6、无法接受；方案三：更换板的材质，如换成钢的，材料的防腐处理又会给我们带来更大的困扰,穿孔率这么高，孔与孔之间板连接尺寸最小处只有0.8mm,旦出现锈点后，很快会造成板块局部脱落，带来安全隐患，并且也影响视觉效果。本项目为了增加穿孔板的抗风压性能，经反复讨论研究，决定利用膜结构设计原理，让穿孔铝板实现X，Y,Z三个方向的约束，通过约束力来抵抗风荷载的作用，实现不加筋但又满足计算要求。依据风洞试验风压，利用有限元分析软件ANSYS进行1：1模似分析后再与1：1样件实际试验结果进行对比分析，确认方案的可行性。试验方法与结果对比.1）试验板块安装过程先将穿孔率为67%穿孔铝板固定在下图所示钢架子上，与

7、钢架连接方式如图所示。再通过对内六角螺栓组件M8*100施工预紧力，用扭矩板手对每个螺栓施加一定的预紧力确保穿孔板面平整度，这样实现穿孔铝板X，Y方向的约束，最后通过EPDM胶板厚度调整压板和穿孔铝板之间间隙，保证压板压紧穿孔铝板,实现穿孔铝板Z方向的约束。2）对板块逐级增加均布荷载并与计算结果对比按下图所示，对已实现X，Y，Z三个方向约束的穿孔铝板施加荷载，BBVA工程风洞实验报告提供内层最大风压为2.0KPA。同时记录穿孔板的变形，记录结果见表一设计风压穿孔板面积30%50%80%100%120%150%100%2.82M2575N595N1534N1918N2301N2876N2.0KP

8、A变形（mm）14681013根据记录结果看，100%荷载时，穿孔板的最大挠度变形为8mm。试验结果优于有限元分析结果，我们通过ANSYS计算分析结果-最大挠度为11.11mm。试验证明此方案能够用于工程实际，保证了穿孔铝板的挠度在工程许可范围内。方案运用在实际工程中并进行试验室测试通过以上实验和计算结果，基本证明对大板块穿孔铝板在X，Y，Z三个方向约束时，可以实现不加筋的方案后，我们将这种结构运用到BBVA实际工程中，下图为工程节点，并通过实验室模拟动态风速进行测试，也证明了方案的可行性。在工程现场安装样件通过照片大家可以看到，穿孔板平整，无变形，在阳光的照射下，穿孔板就像玻璃，可以从外面隐

9、约看到内层幕墙，而从室内看室外时也同样通透，让人们获得了很好的视觉效果和艺术效果。总结众所周知穿孔铝板幕墙有如下技术特点：1安全可靠，结构施工中充分考虑到自重、风荷载特对幕墙的影响和关键部位节点的安全。2结构轻巧、稳定、轻质铝板结合穿孔的应用减轻了材料自重，对结构承重、杆件设计的轻巧十分有利。3立面简洁生动，外层铝板通过有规律的穿孔形成图案，使简洁的立面造型丰富、活泼生动。4利于环保，节约能源，中空LOW-E玻璃的应用使幕墙的保温隔热性能大大提高，外层穿孔铝板大大降低了玻璃的遮阳系数，起到了很好的遮阳作用，从而减少了太阳辐射对室内的影响，阻挡了直射阳光，防止眩光使室内照度分布均匀，有助于视觉的正常工作。5工艺简单，安装、维修方便，内外层幕墙施工工艺与同一般幕墙，便于施工；内外幕墙中间形成400600mm宽通道，便于