陶土板幕墙构造系统设计

中国建筑装饰

幕墙工程 陶土板幕墙构造系统设计

山东华峰建筑装饰工程有限公司 姜军辉

【摘 要】陶土板幕墙为新兴的建筑外装幕墙，本文就其幕墙系统的设计、保温、气密性、水密性等展开分析与研究，从节能、环保、降低总造价等方面，确定连接系统结构设计。对于陶土板幕墙设计施工特点、难点提出相应的解决方案与措施，从而达到建筑效果与技术要求。

【关键词】陶土板 幕墙

陶土板为一种比较新型的建筑材料，陶土板幕墙还没有普及，在建筑市场上和玻璃幕墙、铝（塑）板幕墙、石材幕墙相比，应用的还没有那么广泛。目前，也没有相应的陶土板幕墙工程技术规范，在幕墙设计时，只能参考《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102）和《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133），厂家提供的企业产品质量检测报告、企业产品标准和其它一些相关的资料。在设计过程中，我们进行反复分析、论证，从节能、环保、降低总造价等方面，确定了系统设计，满足了施工与建筑的技术要求。

（5）由于陶土板横向安装，上下间距为300mm，横梁较多，连接系统复杂。空间小，操作存在一定困难。

（6）陶土板本身为硬质、空心材料，稍有位移，便会产生噪音，因此，所有与陶土板连接见均要考虑软连接隔体。

二、 保温系统设计

本工程没有土建砌墙，无法实现砌块墙体保温，因此，我们在幕墙设计时，考虑了保温，在陶土板背面设计了保温层。

考虑到幕墙的开放式结构系统，气密性能不好，容易结露，在靠近陶土板的一面，采用镀锌钢板，中间采用保温岩棉，内侧用硅酸钙板做衬。采用岩棉，主要是因为其成本低，天然材料环保无污染，整体封闭型腔，岩棉不会外泄，对外界不会造成影响。

在开始方案设计时，方案图把镀锌钢板放在幕墙立柱后边，然后填充保温岩棉，后衬硅酸钙板，见图1。

一、 陶土板幕墙设计特点与难点

1． 陶土板幕墙特点

（1）陶土板是一种工厂加工的空心材料。坯质烧制而成，所以叫它“陶土板”，性能接近于普通石材，根据习惯其装饰成品我们叫它“陶土板幕墙”。

（2）陶土板幕墙一般开放式幕墙。竖向接缝只用胶条密封，不能打胶。

（3）与其它面板材料相比，分格板块较小，一般600×300mm。

（4）陶土板到工地后为成品。设计分格模数受到一定限制。

（5）陶土板容易破碎，成品二次加工性能较差。 （6）表面颜色品种少，选择范围小。 2．本工程陶土板幕墙设计难点

我们在外地一个工程，其中有玻璃幕墙和陶土板幕墙。陶土板幕墙总共有9000㎡以下是本工程陶土板幕墙设计中的难点：

（1）本工程墙面局部整体为陶土板幕墙，陶土板模数与分格模数不一致。只能在边缘定尺加工陶土板。

（2）墙面转角处理难，由于陶土板为空心材料，转角无法象其它面板那样处理。我们在转角位置设置铝方管（38×3.0）立柱过渡。

（3）本工程主体不是砼体、砌块墙面，为钢结构，无法依靠土建墙体保温，因此，设计时要考虑幕墙保温系统设计。

（4）陶土板幕墙竖向接缝靠胶条密封，横向依靠陶土板搭接防水，为开放式幕墙，防水性、气密性不好，要额外考虑密闭系统设计。

图1

从图1中可以看出，保温层在立柱内侧，固定硅酸钙板需要焊接支撑，支撑与立柱连接接触位置，影响镀锌板的安装，镀锌板要加工豁口，对密封性能产生影响。同时，立柱在保温层外，焊接部位，螺钉连接部位，在陶土板幕墙容易进水（水蒸气）后，容易锈蚀。

经过我们不同设计方案对比分析，最后我们将保温层位置进行调整。这样不仅可以解决上述问题，而且，调整后，施工

CHINA BUILDING DECORATION 2008年第7期 / 总第218期 1 中国建筑装饰 简便，增加室内空间，保温效果没什么大的变化。见图2。

设置保温层，保温的同时，也起到隔音降噪的效果。 由于幕墙施工后，室内还要进行装修，墙面进一步做出隔离隔断墙体，因此，我们幕墙设计没有单独进行保温性能的计算。其计算由建筑设计师进行计算并通过。

幕墙工程 本工程陶土板幕墙立剖示意图见图4。设计时除了复核强度、刚度满足要求，施工方便、安全，具体参照相关建筑幕墙工程技术规范外，我们还要遵循以下设计原则：

图4

陶土板幕墙面板安装要保证可靠的三维的调节，以克服加工、安装的误差，满足幕墙表面平整，线条整齐流畅。同

图2

时，也满足幕墙变形位移的需要，减小幕墙因内部应力原因造成的破坏。

不同的金属材料（不锈钢除外）接触时，之间设置尼龙垫片，以防止不同材料的电化学腐蚀。同种材料之间和陶土板连接接触位置设置三元乙丙橡胶垫，以减少相对细小位移产生的噪音。

（1）陶土板保证安装和拆卸方便，每块陶土板都是一个独立的单元，更换时不影响上下、左右的构件与面板。

（2）幕墙设计时考虑建筑结构的抗震缝、伸缩缝、沉降缝等部位的功能要求。保证幕墙和建筑结构的完整、一致。

（3）本工程的防火要求为二级防火，在门窗周边按照防火规范要求进行防火边封。内置保温材料采用防火的岩棉，不采用聚苯板、挤塑板等可燃材料。

（4）由于建筑结构为钢结构，陶土板幕墙立柱与横梁均为刚才，壁厚4.0mm，连接钢件与结构接触面积大，满足防雷设计要求。与圆钢结构连接时，焊接前清除原有结构保护漆面 ，焊后焊缝防锈漆二遍。连接板，幕墙钢构件均为镀锌处理。

2．幕墙钢龙骨构件设计

（1）立柱采用矩形钢管120×60×4.0mm，表面热浸镀锌。间距为2倍的陶土板长度，L=1200mm。

三、 防渗、气密防护设计

由于本工程为钢结构建筑，室内操作空间较大，可以在室内施工打胶。因此，为了保证系统的防渗、防水技术要求，我们在镀锌板与立柱夹角打密封胶。见图2。

而上与下镀锌板接缝做出45 角弯边，对接接缝施胶，确保密封的可靠性。

同时考虑会有位移变化，对幕墙结构影响，尤其是开放式幕墙，将对保温层镀锌钢板产生一定的影响，我们将镀锌板接缝预留3～5mm间隙，然后打胶。见图3。

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图3

在其它幕墙中，雨水的渗漏性能一般靠面板安装，面板打胶或胶条来保证，本工程的陶土板幕墙，面板接缝不打胶，开放式，因此，幕墙在风荷载标准值除以阵风系数后的风荷载作用下，保温层与陶土板整体安装不允许发生雨水渗漏，其雨水渗漏性能应符合设计要求。

水密性设计值P=750μzμsμωo （且不宜低于700Pa） 本工程室内有空调调节温度要求，幕墙的气密性性能不低于3级。参照玻璃幕墙工程技术规范执行。

（2）立柱与钢结构连接，采用8.0mm钢板螺栓连接，螺栓M16-120，每个固定点2套。

（3）上下立柱之间，留15mm间隙，采用矩形管插芯过渡连结。

（4）横梁采用角钢40×4，表面热浸镀锌。

（5）立柱与横梁之间采用过渡角码连接。螺栓M12～30，间距600mm。

陶土板幕墙钢龙骨（立柱、横梁等）设计，参照《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133）的规定。

3．铝质连接件设计

连接件采用铝合金型材，表面氧化处理。考虑连接调整的需要，我们将设计挂钩和挂件两体。这样，便于安装以拆

四、 陶土板幕墙的构造系统设计

1．陶土板幕墙设计原则

CHINA BUILDING DECORATION 2008年第7期 / 总第218期 75 中国建筑装饰 换。每块陶土板需要两个挂钩，四个挂件。

由于陶土板尺寸较小，600×300mm，这样挂钩、挂件所用材料较多，成本增加。开始设计时，我们采用4件陶土板组合，组成一个比较小的单元，这样可以成倍减小挂钩、挂件数量。但是，本工程外墙面为曲面，组成的小单元不适合曲面过渡，安装后，也会造成墙面不平整，挂件连接产生很大的内应力。因此，我们对连接件的系统做了改进。主要从降低成本出发，将挂钩取消，用钢制件角钢。见图5。

幕墙工程 材料、新工艺走进幕墙领域，这就需要我们幕墙设计人员不断学习，创新。陶土板幕墙随着市场的不断拓展，将在建筑幕墙应用越来越多。

图5 4．陶土板面板设计

陶土板面板设计，主要是根据分格模数进行确定板块尺寸。在陶土板设计时，我们考虑施工工期与陶土板加工厂家的生产周期，没有重新开模，模数按厂家现有产品进行设计，收边位置采用700*300陶土板和剪切陶土板处理

陶土板与石材不同。石材幕墙可以将石材端面裸露，也可以海棠角对接。陶土板为空心结构，端面不能直接裸露在外，也不能切成45°角对接。因此，我们在转（阳）角设计时，边缘固定38×38铝方管。见图6。从而解决了陶土板的转角问题。

图6 5．综 述

一般陶土板幕墙用在实体墙外，对保温层，防水要求不高，只要在墙面涂刷防水涂料（或粘贴防水膜即可），而本工程为钢结构主体，背后不是实体墙面。在以前我们没有遇到过。并且在我们设计中还存在很多问题，比如陶土板幕墙设计只能参照玻璃、石材的技术规范，在计算软件中，没有单项计算程序，系统设计还要继续经过长期的实践检验等。

随着市场的需求和科技的进步，越来越多的新产品、新

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