铝板幕墙构造原理与实例分析

铝板幕墙构造原理与实例分析

摘要

在我国建造业迅猛发展的今天，铝板幕墙越来越多地被建造师和业主所采用。

铝板幕墙的浮现，更加丰富了幕墙的艺术表现力，完善了幕墙的性能。为了正确

地认识了解并合理地选用它，我们整理出了这篇关于铝板幕墙的论文，简单概括

铝板幕墙的构造原理.、材料及分类、实际应用问题。

关键词

铝板幕墙构造原理、材料及分类、实际应用问题

正文

幕墙是以板材形式悬挂于主体结构上的外墙，宛如悬挂的幕而得名。其总体

构造具有以下的特征：幕墙不承重，但要承受风荷载，并通过连接件将自重和风

荷载传到主体结构。幕墙的装饰效果好，安装速度快，施工质量也容易得到保

证，是外墙轻型化、装配化的理想形式。

轻质幕墙中的铝板幕墙钢性好、分量轻、强度高；能长期保持不退色、不粉

化，保证了建造外表面持久长新；以组合加工成不同的外观形状，拓展了建造师

的设计空间，作为一种极富冲击力的建造形式材料，具有广泛的应用和发展潜

力。

一、铝板幕墙构造原理

铝板幕墙按幕墙的结构形式可分单元铝板幕墙和构件式铝板幕墙，两种形

式，所谓单元幕墙是指将面板、横梁、立柱在工厂组装为幕墙单元，以暮墙单元

形式在现场完成安装施工的有框幕墙。所谓构件式幕墙是在现场挨次安装立柱、

横梁和面板的有框幕墙。

铝单板幕墙采用优质高强度铝合金板材，其常用厚度为1.5、2.0、2.5、3.

0MM,型号为3003,状态为H24。其构造主要由面板、加强筋和角码组成。角码可

直接由面板折弯、冲压成型，也可在面板的小边上初装角码成型。加强筋与板

面后的电焊螺钉（螺钉是直接焊在板面背面的）连接，使之成为一个坚固的整

体，极大增强了铝单板幕墙的强度与刚性，保证了长期使用中的平整度及抗风

抗震能力。如果需要隔音保温，可在铝板内侧安装周效的隔音保温材料。

Ml2障服摞栓

BMI2X120膨胀螺栓

k

史

金

3«

柒

刘阳.

防隰垫片

\如画湎板：酎候密典囱''J'"小

支撑包

股分格尺I我分格尺寸

（a）水平节点（b）转角节点（c）女儿墙节点

铝板幕墙的结构设计特点概括如下：横梁与竖梁的连接米用可伸缩结构,

满足了横梁因温差作用而产生的伸缩效

应，消除了幕墙的伸缩噪音，提高了系统的变位吸收能力。铝板幕墙采用浮动式

连接，满足了幕墙各种变位要求，避免了因结构变位造成的铝板“起包”现象。

铝板幕墙采用挂式结构，因该大厦铝板的分格尺寸较大（L2mX4.2m）,采用挂

式结构使铝板处于拉伸状态，随着温度的变化而不会产生“起包”现象，保证外

表面的平整，提高外视效果。挂式铝板幕墙安装操作简单方便，防水可靠。接缝

处无硅酮密封胶，可减轻幕墙表面污染，具有自清洗功能。

所有硬性接触处，均采用弹性连接，提高了幕墙的抗震性能，消除了伸缩噪

声，同时由于密封性能的提高，保证了帷幕的隔音效果,不同金属的接触面都使

用尼龙垫片以防止电化腐蚀。

幕墙和主体之间采用螺栓连接实现三维调整，既保证幕墙的平面度和垂直度,

又提高结构抗震性能。胶条接头为焊接或者胶接实现优良的环形密封，水密性、

气密性高。利用双道密封保证幕墙的水密性温和密性。

采用定距压紧定位安装式结构，保证了铝板表面平整度，避免了由于压紧力

不均而造成铝板起包现象；

横梁与竖梁的连接采用可伸缩结构，满足了横梁因温差作用而产生的伸缩效

应，消除了幕墙的伸缩噪音，提高了系统的变位吸收能力；

铝板幕墙采用浮动式连接，满足了幕墙各种变位要求，避免了因结构变位造

成的铝板“起包”现象；

所有硬性接触处，均采用弹性连接，提高了幕墙的抗震性能，消除了伸缩噪

声，同时由于密封性能的提高，保证了帷幕的隔音效果；

不同金属的接触面都使用尼龙垫片以防止电化腐蚀；幕墙和主体之间采用螺

栓连接实现三维调整，既保证幕墙的平面度和垂直度，又提高结构抗震性能；利

用双道密封保证幕墙的水密性温和密性等。

二、铝板幕墙的材料及其分类

惟独正确地认识了解并合理地选用幕墙，才干做到材尽其用、满足功用、确

保质量、尽显艺术、风格独具、装饰美观的效果。目前在我国被采用的铝板幕墙

有以下几种类型。

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（PowderCoating）；

3.耐候建造外墙用罩面添氧一碳喷涂（Fljorocabon）。

三、按铝板幕墙的功用分类有：

1.纯外装饰类型；

2.建造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0.8sl.8毫米的铝板之间

夹有铝箔做成的蜂窝（蜂巢）。总厚度普通有6-25.4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。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。（深圳发展中心大厦）

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造外墙装饰的需求，因

而它的浮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，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0.5毫米的薄铝板中间夹2-5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。加之其分量轻，

表面平整度好、切裁、折弯等加工成形工艺性非常好，特别适合现场加工制作，能较好

地适应建造物复杂多变的形状。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，常被一些业主和建造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。但其颜色种类少，普通局

限铝本色、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，普通多采用适合于室外的纯聚酣粉沫涂料。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。其耐候普通常为5~10

年。

氟碳喷涂料是一种的建造外墙用耐候罩面漆。它的颜色丰富多采，并能长久地保持

颜色明艳如新，具有极强的装饰性和表现力。这就是为什么建造师们对它特殊青睐和有

信心。在美国近年的建造外墙幕墙绝大部份都采用这种耐候罩面漆涂层。在我国大部份

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。

广州世界贸易中（深圳天安大

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造或者裙

楼建造物其本身已有坚固耐久的外墙（如碎剪力墙体），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。这种铝板幕墙通常自身的密

封性和对内层建造结构墙体的围护性等都要求不那末严密；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

建造外装饰和外围护型型的铝板幕墙在我国目前是采用的最多见的一种

形式。它通常是在建造物本身已有普通砖或者空心砖墙，或者是其它类型墙体的

高层建造，在其外面安装铝板幕墙，丁•是铝板幕墙除了其自身对建造物的装饰作

用夕卜，还须对建造物起到外围护的作用。这样的铝板幕墙木身要求要有较好的

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者钢结构建造物上的过楼层非透光部份，

并与玻璃幕墙相间配合采用。建造物结构本身没有任何墙体,全靠幕墙系统本身。

因此这种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。普通都在

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。〔见上图）

这种铝板幕墙在设计、安装方面难度大、质量要求高，其造价也自然是较高的。

三、铝板幕墙应用应注意问题

1.幕墙系统的抗变形能力

必须对幕墙系统的每一个重要部位进行科学的力学计算，考虑风压、自重、

地震、温度等作用定幕墙系统的影响，对埋件、连接系统、龙骨系统、面板及紧

固件进行子细校核，确保幕墙的安全性。

2,。板块的固定方式

板块的固定方删阳

o板块各个固定点的

力不一致会造成口固定方式必须采用定距压

紧的固定方式，保

3.板块是否采用浮

注啬的整体性，不会使幕

邛勺发

因复合型面板厚度变薄，强度降低，

以拆边必须有可靠

5.板背面是否合理刚

加强筋的布置必须均满足耍求，以保

■2

浮动式连接保i

因受作用力而造成§电肇JW

4.复合型面材材料诚凰If空

幕墙的使用功能及安全性。

6.防水密封方式是否合理

防水密封方式不少，结构防水，内部防水，打胶密封，不同的密封方式价格

也不尽相同，选择适合的密封方式用于工程中，保证幕墙的功能及外饰效果。

7.选用材料是否满足规范、标准及设计要求。

目前，各种建造材料充斥建造市场，材料的质量也不尽相同，选择合格的材

料，是保证幕墙质量之根本，必须采用严格的检查手段和方法以保证材料的质量。

8.环境保护复合铝板一一芯材选用有关，普通芯材遇高温会产生有害气体，不防

火、不易回收；当选用PLUS芯材，复合板防火等级为A级。铝合金单板一一防火、

易回收、不污染环境。

四、实例分析

开缝铝板系统的设计实例

系统一是将3mm铝单板板块通过铝挂板挂接在立柱的螺杆上，此主题相关图片如

下：

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4nmi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，而此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5Qmni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接缝彻底开敞，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，形成为了等压腔，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，惟独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孤边弯曲的现象。见图3、图4.

此主题相关图片如下:

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

块的上动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彻底敞开，

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摆布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彻底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者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暗地里的连接铝材将2块或者

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摆布布置一根

加

强