陶板幕墻設(shè)計(jì)與安全施工

     自1989年，中國(guó)民航總局首次引進(jìn)使用德國(guó) AGROB BUCHTAL陶土板以來(lái)，陶土板開(kāi)始在國(guó)內(nèi)使用。隨著北京陽(yáng)光尚東、南新倉(cāng)大廈、天津金融街、中國(guó)建筑科學(xué)研究院等陶板工程的竣工，標(biāo)志著幕墻產(chǎn)業(yè)在節(jié)能材料利用上又邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。

       據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年國(guó)內(nèi)陶土板幕墻的使用量大約在300萬(wàn)平方米，隨著陶板使用量的增加，陶板幕墻的安裝體系也日趨成熟。在歐洲，陶板幕墻安裝從木質(zhì)安裝結(jié)構(gòu)到鋁合金安裝結(jié)構(gòu)體系，每一種安裝體系都體現(xiàn)著幕墻設(shè)計(jì)師不斷創(chuàng)新的精神，陶板幕墻安裝結(jié)構(gòu)的的安全性能也在不斷的完善。

       近幾年，中國(guó)的幕墻設(shè)計(jì)師們?cè)诟鶕?jù)中國(guó)大陸特殊的地質(zhì)環(huán)境和氣候環(huán)境，對(duì)從國(guó)外引進(jìn)的陶板幕墻安裝體系做了不少的改進(jìn)；同時(shí)，國(guó)內(nèi)也有3家企業(yè)相繼引進(jìn)生產(chǎn)線開(kāi)始生產(chǎn)陶板，并開(kāi)發(fā)出適合中國(guó)大陸氣候的陶板配套體系。根據(jù)大陸的各種地質(zhì)環(huán)境和氣候環(huán)境，如果全采用鋁合金安裝體系，陶板幕墻的安裝成本將增加不少；為了更好的推廣陶板幕墻，使陶板幕墻普及到民用建筑上，國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)師也在努力研發(fā)更適合國(guó)內(nèi)各地區(qū)的陶板幕墻安裝體系即鋼鋁復(fù)合體系。

       幕墻的安裝體系全采用鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)，單幕墻的豎向主龍骨就占很大一筆成本。故此，在國(guó)內(nèi)大多數(shù)陶板幕墻工程在施工時(shí)都將豎向龍骨設(shè)計(jì)為鋼材，以減少材料成本；而橫向龍骨大多數(shù)還采用鋁合金來(lái)完成，掛件基本都采用鋁合金鑄件。

       但是，隨著陶板幕墻的普及，有些幕墻施工企業(yè)為了更好的利潤(rùn)空間，建設(shè)單位也為更多的減少成本，就隨之出現(xiàn)了短懸臂安裝體系。這套體系適用于板材為18厚度的掛槽陶板，短懸臂有采用鋁合金的，也有采用鋼材的。

       陶板幕墻干掛體系主要材料為豎龍骨、橫龍骨、掛件（相當(dāng)于石材的背栓）、陶板、分封件，其安裝工序與石材干掛工藝類似。在設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮幕墻的安全性能，才能使安全性能最優(yōu)化。

       如何做好陶板幕墻的設(shè)計(jì)，既保證幕墻的安全性能不受影響，又可以減少成本，是陶板幕墻在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用的首要條件。

       目前，在已經(jīng)完成的陶板幕墻工程中，有部分工程已經(jīng)應(yīng)用了短懸臂的安裝方式，這種安裝方式的確為控制施工成本起到了有效的作用。但是經(jīng)過(guò)筆者仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，很多工程所用的這種安裝方式存在一定的安裝隱患和施工難度。

       在沈陽(yáng)某工程現(xiàn)場(chǎng)，采用18系列陶板幕墻，其安裝方式即為短懸臂掛接方式。該工程所用短懸臂為鋁合金角鋁制做，其懸掛掛件的一端寬度僅為60mm，另一端采用3顆自攻螺絲將其固定于立柱上，掛件的寬度為40mm。由于直接采用自攻絲固定，安裝后無(wú)法保證短懸臂的整體平整度，導(dǎo)致陶板掛裝后出現(xiàn)不平整現(xiàn)象，并造成大量陶板的掛槽被拉裂的現(xiàn)象。而且短懸臂掛裝面太短，很難保證掛件掛接時(shí)的搭接量，容易造成掛件脫落現(xiàn)象；特別是短懸臂掛接面太短，掛件在陶板掛槽安裝位置太靠近板邊，拉力強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)減小，板槽被拉裂。

       而有些工程所采用的短懸臂是鋼制短懸臂，一般采用90*90角鋼制作而成，在懸臂的一端采用長(zhǎng)圓孔與立柱通過(guò)螺栓連接。這種安裝方式似乎比較合理，可是一樣造成安裝時(shí)調(diào)整難度加大，施工時(shí)太多的長(zhǎng)圓孔很難保證能把安裝好的短懸臂全部調(diào)整平整，所掛裝陶板面依然無(wú)法保證其平整度。而且，施工時(shí)需要非常注意掛件安裝的位置，否則仍然會(huì)出現(xiàn)掛件滑落的現(xiàn)象，不能保證陶板安裝的安全性能。

       經(jīng)過(guò)幾個(gè)工程的實(shí)踐下來(lái)，建議在采用短懸臂掛接的時(shí)候，需要先準(zhǔn)確計(jì)算短懸臂所能承受的風(fēng)壓和荷載。在懸臂的設(shè)計(jì)上采用整體設(shè)計(jì)直接安裝在立柱的外立面，而不是采用螺栓從兩側(cè)面連接安裝，在懸臂的外側(cè)設(shè)計(jì)回勾，防止在外力作用下掛件脫落。短懸臂設(shè)計(jì)如圖1（該設(shè)計(jì)已取得設(shè)計(jì)專利，專利號(hào)200820180427.4）

                                       

     

       目前已見(jiàn)的幾個(gè)類型的掛件，設(shè)計(jì)均按照自己的想法設(shè)計(jì)，而有些設(shè)計(jì)只是從根本上一味追求成本因素，不考慮安全因素。陶板掛件相當(dāng)于石材的掛鉤，起到連接陶板與橫梁的作用，但陶板的掛件一般都不能像石材掛鉤一樣自由調(diào)節(jié)平整度。故此，掛件的設(shè)計(jì)因素直接決定了陶板幕墻的安裝平整度、抗震性能等重要功能。

       現(xiàn)有陶板幕墻工程掛件在設(shè)計(jì)上多數(shù)不具備柔性連接，或者柔性連接設(shè)計(jì)不盡完美，特別是在掛件與陶板的連接處，有些幕墻公司根本沒(méi)有考慮柔性連接，直接采用硬性連接。曾在工程上見(jiàn)過(guò)采用圓弧形彈簧片作為陶板與掛件之間的柔性連接，這是一個(gè)新的思路。但是美中不足的是，圓弧形彈簧片設(shè)計(jì)只有一個(gè)點(diǎn)與陶板接觸，彈簧片硬度過(guò)大時(shí)容易造成預(yù)留掛槽破壞，且陶板與掛件摩擦力不夠，容易發(fā)生位移。

       在掛接口的設(shè)計(jì)上，多數(shù)掛件的設(shè)計(jì)是不帶柔性連接的，或者僅采用膠條作柔性連接，沒(méi)有設(shè)計(jì)緩沖臂，在較大外力作用下，掛件和橫梁（或短懸臂）直接應(yīng)接觸沒(méi)有緩沖力，或者直接產(chǎn)生摩擦造成材料表面損傷。這類設(shè)計(jì)容易造成材料使用壽命減少，以及不能擁有較高的抗震能力。

       故此，在掛件設(shè)計(jì)上，應(yīng)采用直片彈簧片設(shè)計(jì)，在掛接口設(shè)計(jì)緩沖臂。直片彈簧片單面插入，施工方便，而且與陶板的接觸面是整個(gè)彈簧片，摩擦力加大，不易產(chǎn)生側(cè)移，也不會(huì)造成陶板掛槽的破壞。掛接口上設(shè)計(jì)緩沖臂并采用三元乙丙膠條作柔性連接，讓掛件與橫梁（或短懸臂）不易產(chǎn)生摩擦，不會(huì)造成材料表面的損傷，延長(zhǎng)材料使用壽命；同時(shí)，緩沖臂在一定程度上可以降低較大外力作用的沖擊力，增加掛件本身的緩沖力，增強(qiáng)陶板幕墻的抗震能力。設(shè)計(jì)圖如圖2（該設(shè)計(jì)已取得設(shè)計(jì)專利，專利號(hào)200820180427.4）。

       干掛陶板幕墻施工技術(shù)是近幾年從國(guó)外引進(jìn)的新工藝，此項(xiàng)具有節(jié)能降噪功能的外墻裝飾新工藝，填補(bǔ)了我國(guó)在高層和超高層建筑外墻裝飾材料用傳統(tǒng)舊工藝所不能達(dá)到的空白。同時(shí)它又克服了干掛石材幕墻、金屬板幕墻的某些缺點(diǎn)，在安全性、耐久性、可更換性等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。       

       好的設(shè)計(jì)會(huì)讓陶板幕墻安全性能變得更好，如果設(shè)計(jì)上一味追求利潤(rùn)節(jié)省成本，可能會(huì)讓陶板幕墻的安全性能降低。因此，在陶板幕墻設(shè)計(jì)上，如何把握設(shè)計(jì)與安全、成本的關(guān)系是至關(guān)重要的。