7.5.2　幕墻的構(gòu)造

1.玻璃幕墻

隨著高層建筑物的發(fā)展，玻璃幕墻的使用已很廣泛。玻璃幕墻將建筑美學(xué)、功能、技術(shù)和施工等因素有機(jī)地統(tǒng)一起來。玻璃幕墻的特點(diǎn)是裝飾效果好，質(zhì)量輕，安裝速度快，通過采用不同的玻璃可以形成豐富多彩的裝飾效果。當(dāng)然，玻璃幕墻也存在一定的局限性。例如：光污染，能源消耗較大等問題。隨著新技術(shù)、新材料的不斷進(jìn)步，這些問題是可以逐步解決和減輕的。

(1)玻璃幕墻的組成材料

①骨架材料

如圖7-44所示，玻璃幕墻的骨架材料有框材，多采用鋁合金型材，也可以采用型鋼、不銹鋼、青銅等材料制作；緊固件，主要有膨脹螺栓、鋁鉚釘、射釘?shù)龋贿€有連接件，如圖7-45所示，多采用角鋼、槽鋼、鋼板加工而成。連接件的形狀因不同部位、不同幕墻結(jié)構(gòu)而有所變化，幕墻鋁框連接構(gòu)造如圖7-46所示。

②玻璃

玻璃的合理選擇是玻璃幕墻設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。當(dāng)前，玻璃工業(yè)發(fā)展十分迅速，可以提供許多種類的玻璃，其性能各不相同。在選擇玻璃時(shí)，主要應(yīng)考慮玻璃的安全性能和熱工性能。

從熱工性能方面看，可以考慮選擇熱反射玻璃、吸熱玻璃、中空玻璃等。從安全性能方面看，可以考慮選擇鋼化玻璃、夾層玻璃、夾絲玻璃等。幕墻玻璃須滿足抗風(fēng)壓、采光、隔熱、隔聲等性能要求。

③封縫材料

封縫材料有填充材料，填充材料主要用于幕墻型材凹槽兩側(cè)間隙內(nèi)的底部，起填充作用，以避免玻璃與金屬之間的硬性接觸，起緩沖作用。填充材料多為聚乙烯泡沫膠系，有片狀、圓柱條等多種規(guī)格，也可以用橡膠壓條。在填充材料上部多用橡膠密封材料和硅酮系列的防水密封膠覆蓋；密封固定材料，在玻璃幕墻的玻璃裝配中，密封材料不僅具有密封作用，同時(shí)也具有緩沖、粘結(jié)作用，使玻璃與金屬之間形成柔性緩沖接觸。密封固定材料采用橡膠密封壓條，斷面形狀有許多種，其規(guī)格主要取決于凹槽的尺寸及形狀；密封防水材料，鋁合金玻璃幕墻用的密封防水材料為密封膠，有結(jié)構(gòu)密封膠、建筑密封膠(耐候膠)、中空玻璃二道密封膠、管道防火密封膠等。結(jié)構(gòu)玻璃裝配使用的結(jié)構(gòu)密封膠只能是硅酮密硅膠，這種膠具有良好的抗紫外線、抗腐蝕性能。

圖7-44　玻璃幕墻鋁框型材斷面圖

(2)玻璃幕墻的構(gòu)造

玻璃幕墻按構(gòu)造方式可以分為有框式玻璃幕墻、無框式玻璃幕墻和點(diǎn)支承式玻璃幕墻等，下面分別作介紹。

1)框式玻璃幕墻的構(gòu)造

框式玻璃幕墻一般由結(jié)構(gòu)框架、填襯材料和幕墻玻璃所組成。根據(jù)幕墻玻璃和結(jié)構(gòu)框架的不同構(gòu)造方式和組合形式，又可以分為明框式玻璃幕墻、隱框式玻璃幕墻和半隱框式玻璃幕墻三種。

圖7-45　玻璃幕墻連接件實(shí)例圖

圖7-46　幕墻鋁框型材連接構(gòu)造圖

①明框式玻璃幕墻

明框式玻璃幕墻框架結(jié)構(gòu)外露，立面造型主要由外露的橫豎骨架決定，依據(jù)其施工方法的不同又可以分為元件式和單元式兩種。

元件式幕墻如圖7-47所示，幕墻用一根根元件(立梃、橫檔)安裝在建筑物主框架上形成框格體系，再鑲嵌玻璃，組裝成幕墻。對(duì)以豎向受力為主的框格，先將立梃固定在建筑物每層的樓板(梁)上，再將橫檔固定在立梃上；對(duì)以橫向受力為主的框格，則先安裝橫檔，立梃固定在橫檔上，再鑲嵌玻璃。所有工作均在施工現(xiàn)場(chǎng)完成。

圖7-47　元件式幕墻示意圖

單元式幕墻如圖7-48所示，幕墻在工廠中預(yù)制并拼裝成單元組件。這種單元組件一般為一個(gè)樓層高度，也可以2～3層樓高，一個(gè)單元組件就是一個(gè)受力單元。安裝時(shí)將單元組件固定在樓層樓板(梁)上，組件的豎邊對(duì)扣連接，下一層組件的頂部與上一層組件的底部橫框?qū)R連接。這種形式的幕墻安裝周期短，能使建筑物很快封閉，但要求制造廠有較大的裝配車間，運(yùn)輸體積大、運(yùn)費(fèi)高，要求工廠制作質(zhì)量高，對(duì)建筑物的尺寸偏差要求嚴(yán)格，因而應(yīng)注意安裝程序，否則到最后階段封閉困難。

②全隱框式玻璃幕墻

如圖7-49所示，全隱框式玻璃幕墻是采用結(jié)構(gòu)玻璃裝配方法安裝玻璃的幕墻。玻璃用硅酮密封膠固定在金屬框上，所以玻璃外表面沒有明露的框料槽板，同時(shí)全隱框式玻璃幕墻均采用鍍膜玻璃。由于鍍膜玻璃的單向透像特性，從外側(cè)看不到框料，達(dá)到隱框的效果。全隱框式玻璃幕墻四邊都用硅酮密封膠將玻璃固定在金屬框架的適當(dāng)位置上，可以采用單片玻璃或中空玻璃，結(jié)構(gòu)玻璃裝配要求硅酮膠對(duì)玻璃與金屬有良好的粘結(jié)力。

③半隱框式玻璃幕墻

半隱框式玻璃幕墻有兩種做法，第一種為豎向或橫向兩組對(duì)邊中，一組對(duì)邊采用結(jié)構(gòu)玻璃裝配方法安裝玻璃，另一組對(duì)邊采用鑲嵌槽安裝玻璃；第二種為四邊都采用結(jié)構(gòu)玻璃裝配方法安裝玻璃(和全隱框式玻璃幕墻一樣)，而在需要有線條裝飾的部位加上扣板，可以在豎向或橫向加線條，扣板有矩形、梯形、三角形、半圓形等形狀。

圖7-48　單元式幕墻示意圖

圖7-49　全隱框式玻璃幕墻構(gòu)造圖

2)無框式玻璃幕墻

如圖7-50所示，無框式玻璃幕墻又稱為全玻璃幕墻，是指在視線范圍內(nèi)不出現(xiàn)金屬框料，大片玻璃與支撐框架均為玻璃的幕墻。這種幕墻是一種全透明、全視野的玻璃幕墻，一般用于廳堂和商店櫥窗等處形成無遮擋、透明墻面。為了減小玻璃的厚度和增強(qiáng)玻璃墻面的剛度，一般每隔一定的距離用條形玻璃作為加勁肋，固定在樓層樓板(梁)上，作為大片玻璃的支點(diǎn)，這種條形玻璃稱為肋玻璃。肋玻璃的布置方式有后置式、騎縫式、平齊式、突出式四種，如圖7-51所示。

圖7-50　無框式玻璃幕墻示意圖

圖7-51　肋玻璃的布置方式示意圖

3)點(diǎn)支承式連接玻璃幕墻

點(diǎn)支承式玻璃幕墻又稱為點(diǎn)支式玻璃幕墻、點(diǎn)駁接式玻璃幕墻。點(diǎn)支承式連接玻璃幕墻采用透明的白色玻璃，從室外直接可以看到室內(nèi)空間，只有拉桿、鋼索等簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，沒有框格結(jié)構(gòu)影響視線，室內(nèi)具有明亮開闊、通透晶瑩的效果，適用于大型公共建筑物，如歌劇院、展覽大廳、機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳、建筑物的大堂等。

點(diǎn)支承式玻璃幕墻是由玻璃面板、支承結(jié)構(gòu)、連接玻璃面板與支承結(jié)構(gòu)的支承裝置組成。

點(diǎn)支承式連接玻璃幕墻是由駁接頭和玻璃通過穿透式駁接或背栓式駁接而組成，玻璃是重要的連接件和受力件。穿透式點(diǎn)支承式連接玻璃幕墻是不銹鋼駁接頭穿透玻璃上的圓孔，駁接頭露在玻璃外面。背栓式點(diǎn)支承式連接玻璃幕墻是不銹鋼駁接頭不穿透玻璃，駁接頭深入玻璃厚度的60%左右。

支承結(jié)構(gòu)是點(diǎn)支承式玻璃幕墻重要的組成部分，支承結(jié)構(gòu)能把玻璃表面承受的風(fēng)荷載、溫度差作用、自身重量和地震荷載傳遞給主體結(jié)構(gòu)。支承結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，支承結(jié)構(gòu)相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)有特殊的獨(dú)立性，又是整體建筑不可分離的一部分。支承結(jié)構(gòu)既要與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接，又要不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)因變形對(duì)幕墻產(chǎn)生的復(fù)合作用，其形式有多種，如圖7-52～圖7-54所示。

圖7-52　玻璃肋點(diǎn)支承式玻璃幕墻示意圖

圖7-53　鋼桁架點(diǎn)支承式玻璃幕墻示意圖

圖7-54　拉索點(diǎn)支承式玻璃幕墻示意圖

(3)玻璃幕墻的防火構(gòu)造

玻璃幕墻的防火設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的問題，一般玻璃幕墻均不耐火，在250℃即會(huì)炸裂，而且垂直幕墻與水平樓板之間往往存在縫隙，如果未經(jīng)處理或處理不當(dāng)，火災(zāi)初起時(shí)，濃煙即已通過該縫隙向上層擴(kuò)散，火焰也可以通過這一縫隙竄到上一樓層。當(dāng)幕墻玻璃炸裂掉落后，火焰可以從幕墻外側(cè)竄到上層墻面，燒裂上層玻璃幕墻后，竄入上層室內(nèi)，造成火勢(shì)擴(kuò)大。因此《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045—1995)對(duì)玻璃幕墻的防火作了專門規(guī)定，要求玻璃幕墻的設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)防火安全要求。

(4)玻璃幕墻的避雷構(gòu)造

玻璃幕墻應(yīng)設(shè)置防雷系統(tǒng)。玻璃幕墻的防雷系統(tǒng)應(yīng)和整幢建筑物的防雷系統(tǒng)相連通，一般采用均壓環(huán)做法。均壓環(huán)是利用梁的主筋，采用焊接連接，再與柱子鋼筋焊接連通。玻璃幕墻的骨架與均壓環(huán)連通。防雷系統(tǒng)的構(gòu)造做法應(yīng)按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，其接地電阻必須符合相關(guān)規(guī)定的要求。

幕墻位于均壓環(huán)處的預(yù)埋件的錨筋必須與均壓環(huán)處的梁縱向鋼筋連通，固定在設(shè)置均壓環(huán)樓層上的立梃必須與均壓環(huán)連通，位于均壓環(huán)處與梁縱向鋼筋連通的立梃上的橫梁，必須與立梃連通。在幕墻立面上，每10m以內(nèi)位于未設(shè)均壓環(huán)樓層的立梃，必須與固定在設(shè)均壓環(huán)樓層的立梃連通，接地電阻均應(yīng)小于4Ω。

2.金屬薄板幕墻

金屬薄板幕墻的構(gòu)造類似于隱框式玻璃幕墻，這種幕墻是由工廠定制的折邊金屬薄板作外圍維護(hù)墻面，與窗一起組合成幕墻，形成風(fēng)格獨(dú)特、具有強(qiáng)烈現(xiàn)代藝術(shù)感的墻面。

金屬薄板材料采用鋁板、不銹鋼板、搪瓷鋼板等，為了達(dá)到建筑物外圍維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工要求，金屬薄板的內(nèi)側(cè)均應(yīng)用礦棉等材料做保溫層和隔熱層。

這里僅介紹金屬薄板幕墻的面板材料。

(1)鋁板幕墻

鋁板幕墻是用鋁板取代玻璃制作成幕墻結(jié)構(gòu)裝配組件而形成的幕墻。常在窗間墻部分使用鋁板，在窗洞口部分使用玻璃，兩種材料交叉混合使用。鋁板常用的有單層鋁板、復(fù)合鋁板、蜂窩鋁板三種。

單層鋁板是用2.5mm(3mm)厚鋁板沖成槽形，在鋁板中部適當(dāng)部位設(shè)加固角鋁(槽鋁)作加勁肋，加勁肋的鋁螺栓用電栓焊焊接于鋁板上，將角鋁(槽鋁)套上螺栓并緊固；也有將鋁管用結(jié)構(gòu)膠固定在鋁板上作加勁肋的。

復(fù)合鋁板是用鋁板與聚乙烯泡沫塑料層制造的夾層板。泡沫塑料與兩層0.5mm厚的鋁板緊密粘結(jié)，常用的復(fù)合鋁板厚度有3mm、4mm、6mm三種規(guī)格。外層鋁板表面噴涂聚氟碳脂涂層，內(nèi)層鋁板表面噴涂樹脂涂層。用于幕墻的復(fù)合鋁板有平板式、槽板式、平板加肋式與槽板加肋式等。

(2)蜂窩鋁板

蜂窩鋁板是由兩層鋁板與蜂窩芯材粘結(jié)的一種復(fù)合材料。面板一般用LD型鋁材，蜂窩芯材常用鋁箔，厚度為0.025～0.08mm，蜂窩形狀有正六邊形、扁六邊形、長(zhǎng)方形、正方形、柔性蜂窩偏置六角形、十字形、扁方形、折彎六角形、交叉折彎六角形等。幕墻用蜂窩鋁板大多采用正六角形芯材，六角形邊長(zhǎng)有2mm、3mm、4mm、5mm、6mm等若干種。除鋁箔外，還可以采用玻璃鋼蜂窩板和紙蜂窩板。

幕墻用蜂窩鋁板一般為20mm厚，兩層鋁板各厚0.8mm，中間為蜂窩芯材，用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)成復(fù)合板。

(3)不銹鋼板幕墻

不銹鋼板幕墻是用0.8～2mm厚不銹鋼薄板沖壓成槽形鑲板制成的幕墻嵌板，在板中部用肋加強(qiáng)，將不銹鋼板的四邊折成槽形，中部用結(jié)構(gòu)膠將鋁方管粘結(jié)在鋼板適當(dāng)部位使之成為加勁肋。不銹鋼薄板的表面處理方法有磨光面(鏡面)、拉毛面、蝕刻面等。

復(fù)習(xí)思考題

1.墻體的主要作用有哪些?墻體是如何分類的?

2.墻體的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足哪些功能要求?

3.墻體中為什么要設(shè)水平防潮層?水平防潮層應(yīng)設(shè)在什么位置?一般有哪些?

4.什么情況下應(yīng)設(shè)垂直防潮層?

5.常見的散水和明溝的做法有哪幾種?

6.常見的過梁有哪幾種?這類過梁的適用范圍和構(gòu)造特點(diǎn)是什么?

7.窗臺(tái)構(gòu)造中應(yīng)考慮哪些問題?

8.墻身加固措施有哪些?有什么設(shè)計(jì)要求?

9.常見隔墻有哪些?試簡(jiǎn)述各種隔墻的構(gòu)造做法。

10.砌塊墻的組砌要求有哪些?

11.試簡(jiǎn)述玻璃幕墻的分類和構(gòu)造做法。

12.試簡(jiǎn)述外墻保溫的構(gòu)造有哪些做法。