玻璃幕墻的設(shè)計與施工技術(shù)探討

黃旭明

摘要:文章從設(shè)計安全、建筑構(gòu)造、材料選用等方面對玻璃幕墻的設(shè)計與施工中質(zhì)量控制進行了探討。

關(guān)鍵詞:玻璃幕墻;設(shè)計;施工技術(shù)

中圖分類號:TU382文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)08-0027-01

1前言

玻璃幕墻將建筑物外圍護的防風(fēng)、遮雨、采光、隔熱保溫等使用功能與建筑外墻裝飾相結(jié)合,形成融建筑技術(shù)、建筑藝術(shù)為一體的建筑外圍護結(jié)構(gòu),已在我國高層和超高層建筑中廣泛應(yīng)用。但由于玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的特殊性,涉及材料種類多、技術(shù)要求較高,既要有正確的設(shè)計計算、規(guī)范的工藝流程,又要有配套的加工設(shè)備及高素質(zhì)的施工隊伍,因此對玻璃幕墻工程質(zhì)量控制點的掌握更為重要,結(jié)合筆者的施工工作實踐,簡要敘述玻璃幕墻工程質(zhì)量控制的幾個要點。

2設(shè)計的安全要求

幕墻設(shè)計要給制作、安裝、監(jiān)理等各方面人員在不經(jīng)任何解釋的情況下能完全看懂,因此,圖紙應(yīng)該完整、詳盡,表達方式應(yīng)規(guī)范化?，F(xiàn)玻璃幕墻工程多由施工企業(yè)自行設(shè)計,圖紙未經(jīng)原結(jié)構(gòu)設(shè)計單位審核,有的雖經(jīng)審核,也只是從總體方案、立面效果上粗審一下,未起到技術(shù)審核把關(guān)作用。因此,設(shè)計圖紙極不規(guī)范,普遍存在設(shè)計圖紙深度不夠、設(shè)計圖紙不全的現(xiàn)象。無施工圖說明和施工要求,缺少節(jié)點大樣圖,缺少預(yù)埋件錨固節(jié)點計算、幕墻龍骨框架在豎向荷載、水平荷載作用下的應(yīng)力變形等計算。避雷、防火、防排水措施不當,沒有通過設(shè)計確定幕墻自身避雷接地系統(tǒng)的設(shè)置分布、引出線的材料和截面尺寸與主體結(jié)構(gòu)防雷系統(tǒng)可靠連接,并在設(shè)計圖、大樣圖上標注清楚,而直接利用幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接作避雷接地的連接體。設(shè)計圖中沒有標出預(yù)埋件位置,忽視三維調(diào)節(jié)處理。另外,有些工程的玻璃幕墻設(shè)計滯后于主體工程進度,結(jié)構(gòu)上未設(shè)預(yù)埋件,使玻璃幕墻與主體結(jié)構(gòu)的連接措施不當,影響可靠的連接。還有些工程樓面外緣沒有實體窗下墻,但沒按要求設(shè)置防撞欄桿,所有這些都給玻璃幕墻留下了不同程度的質(zhì)量和安全隱患。

3建筑構(gòu)造要求

玻璃幕墻設(shè)計應(yīng)采取防雨水滲漏性能的措施,在易發(fā)生滲漏的部位應(yīng)設(shè)置流向室外的泄水孔,在易產(chǎn)生冷凝水的部位應(yīng)設(shè)置冷凝水排出管道,構(gòu)件制作時嚴格按規(guī)定要求鉆泄水孔,安裝時不得使內(nèi)排水通道和泄水孔受阻,保持內(nèi)排水系統(tǒng)通暢。尤其是一些設(shè)計有百頁窗及采光大棚的幕墻工程,應(yīng)特別重視其與周邊聯(lián)結(jié)、壓頂?shù)葮?gòu)造復(fù)雜部位的施工,發(fā)現(xiàn)密封不良、材料性能達不到要求時及時整改或更換,必要時應(yīng)分層進行抗雨水滲漏性能的淋水試驗,杜絕滲漏現(xiàn)象發(fā)生。

4材料選用

幕墻用型材應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋁合金建筑型材》GB/T5237 中規(guī)定的高精極要求,陽極氧化膜厚度不應(yīng)低于《鋁及鋁合金陽極氧化·陽極氧化膜的總規(guī)范》GB8013 中規(guī)定的AA15 級,結(jié)構(gòu)件型材壁厚不小于3mm。結(jié)構(gòu)膠要有很好的抗拉強度、剝離強度、撕裂強度和彈性模量,它同時也起到避震的作用。結(jié)構(gòu)硅酮密封膠和耐候硅酮密封等多項物理性能指標的測試,單元式幕墻、多跨連續(xù)梁幕墻應(yīng)取有代表性部位2 層以上試件進行檢測。幕墻所用結(jié)構(gòu)膠、耐候膠等其它材料按規(guī)定同步進行使用前檢測,在幕墻構(gòu)件安裝之前進行。通過檢測可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計和生產(chǎn)制作中的缺陷和安裝過程中應(yīng)注意的問題、確認設(shè)計及材料選擇的正確性和幕墻設(shè)計功能是否符合實際情況。

5構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點

有些工程結(jié)構(gòu)施工時沒有預(yù)埋連接件、一些涉及舊建筑改造采用幕墻裝飾的工程要在結(jié)構(gòu)上設(shè)置后置件與幕墻鐵角碼相連。由于部分鐵件出現(xiàn)位移和傾斜,其糾偏連接方案沒經(jīng)設(shè)計確定,而是用鋼筋、鋼板、角鐵等材料隨意同鐵件進行焊接,甚至采用對接平焊、點焊,焊縫不飽滿且有漏焊,焊縫長度、寬度、強度遠遠達不到要求。對幕墻與結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計應(yīng)提出具體要求,膨脹螺栓不得直接受拉,一般應(yīng)采用化學(xué)脹錨螺栓,并應(yīng)進行拉拔試驗后采用。

連接體與立柱安裝節(jié)點應(yīng)有三維調(diào)節(jié)余量,玻璃幕墻不同金屬材料接觸處應(yīng)設(shè)置絕緣墊片(一般厚度lmm)或采取其它防腐蝕措施,絕緣片的大小不小于接觸面積,以保證鋁合金立柱與不同鋼材連接件直接接觸,立柱與橫梁接觸處應(yīng)設(shè)置柔性墊片。

立柱接頭應(yīng)有一定的空隙,一般為10-20mm,并采用套筒連接法。當一根立柱有兩個以上連接點時,其上連接節(jié)點應(yīng)采用剛接構(gòu)造,下連接點采用鉸接構(gòu)造,使立柱始終處于受拉狀態(tài),不能成為受壓構(gòu)件,以免造成立柱彎曲變形。活動接頭通過芯柱連接上、下立柱,芯柱與上柱密接、滑動配合,與下柱用螺栓固定,芯柱套入上、下柱的長度為200mm。當立柱接連續(xù)梁計算時,要求活動接頭能承受彎矩,因此芯柱應(yīng)伸入上、下柱不小于2 倍立柱截面高度,且芯柱應(yīng)通過加大壁厚提高其剛度,使其截面的慣性矩不小于立柱的慣性矩,以保證該處能連續(xù)傳遞彎矩,以免影響幕墻的平面度。

6隱框幕墻板材的制作

結(jié)構(gòu)硅酮膠注膠應(yīng)嚴格按規(guī)定要求進行,確保膠縫的粘結(jié)強度。結(jié)構(gòu)硅酮膠應(yīng)在清潔干凈的車間內(nèi)、在溫度23±2℃、相對濕度45%～55%條件下打膠。打膠前必須對玻璃及支撐物表面進行清潔處理,為防止二次污染,每一次擦抹要求更換一塊干凈布。為控制雙組份膠的混合情況,混膠過程中應(yīng)留出蝴蝶試樣和膠杯拉斷試樣,并做好當班記錄,注膠后的板材應(yīng)在溫度為18℃～28℃,相對濕度為65%～75%的靜置場靜置養(yǎng)護,以保證結(jié)構(gòu)膠的固化效果,雙組分結(jié)構(gòu)膠靜置3天,單組分結(jié)構(gòu)膠靜置7天后才能運輸,這時切開試驗樣品切口膠體表面平整、顏色發(fā)暗,說明已完全固化。完全固化后,板材運至現(xiàn)場倉庫內(nèi)繼續(xù)放置14～21 天,用剝離試驗檢驗其粘結(jié)力,確認達到粘結(jié)強度后方可安裝施工。

有些工程在未進行清潔處理的現(xiàn)場打膠,注膠溫、濕度條件得不到控制,隱藏著膠內(nèi)部不固化隱患,玻璃表面有塵埃、油漬,嚴重影響粘結(jié)強度,若同一批次結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量不穩(wěn)定,甚至?xí)l(fā)生已打過膠的部分結(jié)構(gòu)膠面可以從玻璃、鋁合金框條上被輕易剝離、粘結(jié)面光滑的嚴重質(zhì)量隱患。

7隱框幕墻表面平整

安裝立柱和橫梁,應(yīng)嚴格控制垂直度和平整度,玻璃板塊加工時應(yīng)注意注膠厚度、附框的平整度,在結(jié)構(gòu)膠固化時間內(nèi)避免受力。為防止墻面各玻璃拼在一起時不在一個平面而使映在墻面上的景象畸變,安裝時,應(yīng)注意玻璃板塊的垂直和平整,豎縫相鄰兩側(cè)玻璃表面的平面度,用3m靠尺檢查,允許偏差控制在2mm以內(nèi),并保證整幅隱框幕墻各玻璃拼縫的整齊、美觀。

8隱蔽工程驗收

為確保玻璃幕墻的質(zhì)量與安全,結(jié)合玻璃幕墻施工的特點,應(yīng)加強施工過程中的隱蔽工程驗收。應(yīng)特別注意幕墻構(gòu)件與結(jié)構(gòu)主體之間節(jié)點的連接、幕墻四周與結(jié)構(gòu)連接的接頭處理、幕墻伸縮變形縫包括上、下封口及墻面轉(zhuǎn)角節(jié)點、防雷接地節(jié)點、立柱活動接頭節(jié)點、梁柱連接節(jié)點、附框連接節(jié)點、防火保溫設(shè)施、內(nèi)排水節(jié)點、玻璃板材與立柱固定節(jié)點等都應(yīng)隨工程進展及時進行隱蔽工程驗收。

9結(jié)語

幕墻工程的質(zhì)量控制應(yīng)從選擇具有資質(zhì)及較強施工能力的專業(yè)施工隊伍開始,嚴格玻璃幕墻工程的設(shè)計審核,對材料、構(gòu)件的加工制作、安裝等設(shè)置相應(yīng)的質(zhì)量控制點,施工過程中嚴格按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003 等技術(shù)標準進行控制,消除質(zhì)量和安全隱患,確保玻璃幕墻工程的結(jié)構(gòu)安全和重要使用功能。