组合式石材幕墙体系设计

    建筑幕墙作为一项高科技产品，在近30年的发展中日趋成熟，并且随着时间的推移，产品更新换代也越来越快。随着近年来国内建筑设计师对建筑工程外立面凹凸有致、多线角、多层次的追求，幕墙作为具有装饰效果的外围护结构，被建筑师们广泛采用来实现自己的设计风格。因此，一种既经济又安全科学的幕墙设计方案对幕墙的发展而言就显得非常重要。

    一、传统石材幕墙体系特点分析
    1、“针销式”和“蝴蝶片式”石材干挂系统
    “针销式”和“蝴蝶片式”石材干挂系统，上下板块之间采用针销(或蝴蝶片)连接，结构简单，施工方便。但石材上下板块间相互关联，要移动或更换一块石材板块必须牵动周围的板块，不具备独立更换功能，对于石材的维护十分不利；石材受力点集中在针销(或蝴蝶片处)，受力面积较小，安全性较差，安装过程中，石材槽口需现场灌注云石胶固定，不适用于冬季严寒地区施工；受石材固定方式(计算模型)的影响，不适用于大规格石材板块幕墙。

    2、“背栓式”干挂体系
    采用背栓(一种进口石材专用连接螺栓)将石材与主体结构固定，对石材钻孔设备要求高，成本相对较高，且抗震性能较差。

    3、单元式石材幕墙体系
    采用铝合金龙骨制作，以一个横向分格及一个楼层高度为基本的幕墙单元。在车间加工组装成一个完整的板块后，运往工地安装。因为该体系大部分工作在工厂进行，所以加工和组装质量能得到保证，且可统筹安排施工计划，能大大减少施工周期。但因单个石材板块一般在1200ｍｍ×3700ｍｍ左右，质量很大，给施工过程中的吊运和安装提出了很高的要求，需要专用的吊运和安装设备，而且成本较高。

    二、组合式石材幕墙体系
    在传统石材幕墙设计的基础上研究开发出石材幕墙新技术——组合式石材幕墙。该体系通过合理的结构和构造设计，使石材板块彼此独立，可随时拆卸和安装，使石材幕墙易于维护；通过合理布置连接点的数量和位置，改变石材板面的受力模型，使石材幕墙系统更加安全可靠，同时能适用于大规格石材板块幕墙及减小石板的设计厚度；采用双道密封设计，使石材幕墙可在严寒地区冬季施工，适合于国内大部分地区四季施工。该体系以一个横向分格和一个竖向分格为基本单元，一般板块大小在1ｍ2左右，质量轻、安装方便，且具有单元式石材幕墙的优点。附框制作与现场龙骨安装可同时进行，合理安排作业计划，可大大缩短工期。

    1、技术方案设计
    组合式石材幕墙体系设计方案。

    (1)采用无横向龙骨、带附框设计以及双道密封构造。

    (2)石板通过不锈钢挂片与钢附框用螺栓连接，根据石板的规格，在石板四周设置1－2个不锈钢挂片。不锈钢挂片与附框间设置柔性胶垫，抗震性能得到极大的改善。此连接方式改传统的上下边4点固定为周边8点固定，大大增强了石材幕墙的安全性。

    (3)附框的竖向边框上各固定有2个挂钩，带附框的石材板块通过挂钩与挂座连接，上部2个挂钩承受板块重力方向的荷载，4个挂钩一起承受风荷载方向的荷载，且挂钩在挂座上沿板面水平方向可滑动，防止使用过程中，因热胀冷缩导致石材产生局部应力。

    (4)挂座固定在竖向钢龙骨上，上下和前后可调。

    (5)石材间接缝采用双道密封，第一道密封为石材安装后，周边胶条相挤压形成一道密封线；第二道密封采用耐候密封胶填缝密封。此种密封方式适用性强，可在国内任何地区四季施工，尤其适用于严寒地区冬季施工。严寒地区冬季施工时，因密封胶低温环境下不允许施胶，故第二道密封短期内可暂不密封。

    (6)该体系还可设计为无龙骨的石材幕墙系统。

    2、防水与保温设计
    石材作为外装饰面材，同时也作为一道雨屏，阻挡大量的雨水进入石材内部。为保证石材板块的自由伸缩并满足抗震要求，干挂石材间应留有缝隙，缝宽一般在8－12ｍｍ。这道缝隙同时也不可避免地成为雨水进入石材内部的通道。目前板缝防水处理方式主要有2种：一种为开敞式处理，允许雨水从板缝进入石材内部，同时在石材内部构造上采取措施，将防水线后移，实现外缝敞开，内部防水；另一种为填缝处理，利用有弹性的防水材料(耐候密封胶)填缝密封，防止雨水进入。本系统采用双道密封防水设计，第一道为三元乙丙胶条周圈密封，第二道为耐候密封胶填缝密封。

    保温设计采用外贴铝箔超细玻璃棉，两层错缝搭接，用耐热钢板固定于竖向主龙骨上，保温材料内侧距结构墙面留50ｍｍ厚的空气层。为防止雨水一旦从薄弱环节渗入石材内部，保温材料不致受潮，保温材料也不宜直接贴于石材后表面，否则湿气滞留在石材内表面，一旦由于日晒等原因导致石材内外表面温差较大，可能导致石材内部应力不均。可在石材幕墙下封口或窗的上沿石材接缝处设置通气孔，使石材饰面与保温材料间空气得以流通，防止湿气滞留，石材内部冷凝水也可从通气孔排出。

    三、组合式石材幕墙的发展前景
    因为该体系的诸多优势，自开发研制以来已被应用于国内多项建筑幕墙工程，其良好的装饰效果、优良的防水保温性能以及安全的使用性能在市场上建立了良好的信誉，取得了很好的效果，其发展前景十分广阔。

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