新型外维护墙体――铝板幕墙
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摘要:介绍了我国铝板幕墙的种类及其应用类型,并对铝板幕墙的设计、安装等提出建议。
关键词:铝板幕墙氟碳喷涂 全功能型防雷设计
铝板幕墙是用铝板取代玻璃作镶板制作幕墙结构的装配组件。铝板幕墙多用于作墙体蔽护和不采光的墙壁,常常在窗框墙(窗间墙)部分使用铝板,或者在不采光的整面墙上使用铝板幕墙,起到屏护、装饰,美观的效果。
1.铝板幕墙的种类
1.1蜂窝铝板
“蜂窝铝板”是较早使用的铝板幕墙。它是由两层厚为0.8-1.8毫米的铝板之间夹有铝箔做成的蜂窝(蜂巢)。用于墙外侧铝板厚度略厚,这是为了抵抗风压,一般为1.0～1.5mm,内侧板厚为0.8～I.0mm。蜂巢板总厚度为10～25mm。中间蜂巢夹层材料是:铝箔巢芯,玻璃钢巢芯,混合纸巢芯。蜂巢形状一般有:波纹条形、正六角形、长方形、十字形、双曲度形。
1.2单层铝板
“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。单层幕墙铝板在国外多采用纯铝板制成,板的厚度为3―4mm,而在我国多采用合金铝板(美国牌号3003),铝板的厚度为2.5mm,合金铝板强度比纯铝板高近一倍,虽铝板厚度比纯铝板减薄0.5mm,但板面强度仍大于纯铝板强度,并且板的重量减轻。
1.3复合(夹胶)铝板
复合(夹胶)铝板是内外两层为0.5mm厚的纯铝板,中间夹层为3―4mm厚的聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或其它石油副产物,经高温连续辊压及单片热压而成。内外层铝板表面为氟碳辊涂漆,漆层厚度一般在20µ左右。复合铝板的优点是:颜色均匀,铝板表面平整,制作方便。但其也有明显的缺点:复合铝板两边均只有0.5mm的纯铝板,中间夹胶,因此强度不高,由于铝板很薄,当局部过热时,中间夹胶膨胀可使铝板鼓泡。
2.铝板幕墙的应用类型
2.1外装饰铝板幕墙
此类型铝板幕墙是对于低层建筑或裙楼建筑物来说,其本身已有坚固耐久的外墙(如砼剪力墙体),仅从装饰角度考虑,通常自身的密封性和对内层建筑结构墙体的围护性等都要求不那么严密。
2.2建筑外装饰和护型
此类型铝板幕墙是我国目前采用最多的一种形式。除了其自身对建筑物的装饰作用外,还须对建筑物起到护的作用。因此在设计时,对于此类铝板幕墙要进行耐候密封系统、抗风压、水密性、气密性和应用排泄冷凝水系统的设计,而且对避雷、防火、抗震等也都有特定的要求,所以在造价上也要高于纯外装饰铝板幕墙。
3.铝板幕墙的综合设计
3.1建筑设计
确定尺寸:根据建筑立面的造型,确定是横向分割,或竖向分割,格子型分割还是复合型分割。如果是铝板幕墙和玻璃幕墙搭配构成,分割线条应该统一考虑。
分割尺寸:通常按层高或外墙的长竖比来确定。对于建筑外墙的长竖比协调,宜用黄金分割(1:0.618)来确定分割的长宽比。对外墙长竖比偏小者可以相应伸缩分格比例,使立面线条达到饱满的效果。
3.2结构设计
3.2.1风压设计
铝板幕墙的风压设计与铝合金玻璃幕墙一样,主要是两个方面:一是在五十年一遇瞬间最大风速的风压作用下,其主受力梁的最大挠度≤L/180,主受力梁的最大拉应力小于允许值,L为楼层间距,通常为3m:二是铝板在30年一遇瞬间最大风速的风压力作用下,其挠度≤L/300,其最大拉应力小于铝板允许值。当单层铝板或符合铝板分割较大时,需在铝板背面(靠墙体的那一面)设加强筋,加强筋的计算与主受力梁的风压设计一样。
3.2.2水密性、气密性设计
铝板幕墙也要进行水密性、气密性设计,在板与板之间的接缝处须打耐候胶,耐候胶的胶缝设计与玻璃幕墙的相同。
3.2.3隔热、保温设计
对于铝板幕墙的隔热保温设计,目前没有太多的方法,只是可以选用复合铝板,或者是蜂窝铝板,要求高时,甚至可以采用多层的复合铝板。
3.3防雷设计
高层或超高层建筑以及它的铝合金幕墙,使地表的电场分布发生了严重的畸变,其电场强度比一般建筑物大得多,容易构成雷电发展条件,加上离放电云层近,易遭受雷击。铝合金幕墙围护高层建筑物后,建筑物原防雷装置由于铝合金幕墙的屏蔽效应,不能直接起到接闪和防雷作用,闪电对建筑的雷击往往变成闪电对铝合金幕墙的雷击,对幕墙十分不利。因此铝板幕墙,特别是高层、超高层建筑的铝板幕墙必须进行防雷设计。
蜂窝铝板幕墙的防雷设计:对于高层建筑的蜂窝铝板幕墙,以采用铝箔芯蜂窝材质略好。因为铝箔蜂窝也是用胶粘在两片铝板中间,胶不是导体,制作安装可把铝板封孔焊接,向外面的铝板厚度不能过薄,否则遇雷会把薄板击穿。
单层铝板的防雷设计:铝合金单板幕墙的防雷,只要铝板和主横挺组成的幕墙和建筑物接地线或防雷网接通。单层铝板幕墙在雷闪情况下,可以作为良导电体把雷闪的巨大能量,通过建筑物的接地系统迅速地输送到地下。使其起到保护幕墙和保护建筑物免遭雷击的作用,保证幕墙及建筑物的安全。
复合铝板的防雷设计:由于铝塑复合板是用两层0.5mm厚的铝薄板与聚乙烯加压粘合而成,聚乙烯是不良导体,两层铝薄板处于绝缘状态。因此,高层建筑铝板厚度应为2.5mm～3mm比较合适。对于雷电活动强烈地区超高层金属幕墙接闪器,为了保证安全,铝板厚度可以超过3.0mm。
4.铝板幕墙的安装
单层铝板幕墙的安装:剪裁-折边一装框-上墙-打胶。
复合铝板的安装:剪裁-铣槽-折边一装框-上墙―打胶。
两者相比,后者比前者多一道铣槽工序,因为复合铝板难以折边90℃,需在折边处先用铣削设备开出一定深度的“V”形槽,然后再折边,而且以后折边处还必须打胶防止腐蚀。