建筑幕墻面板不平整的分析及解決方案

謝得亮

1.引言

建筑幕墻的成功與否，主要有六個因素：（1）結(jié)構(gòu)安全；（2）使用安全；（3）方便使用；（4）防水可靠；（5）氣密性能好；（6）觀感效果好。觀感效果好壞，直接影響到建筑幕墻的美觀、檔次。一些建筑幕墻的玻璃的不平整，其影像歪歪扭扭，一些鋁板幕墻凹凸不平，嚴(yán)重影響到建筑幕墻的美觀。導(dǎo)致幕墻板塊不平整的原因有很多，如設(shè)計原因、加工制作原因，還有安裝原因等。

2.鋁板幕墻板塊的不平整分析及解決方案

2.1 工程案例

某些建筑的部分鋁板幕墻，或屋頂檐口鋁板，變形嚴(yán)重。一些工程案例，如下圖：

鋁板幕墻附圖

鋁板幕墻附圖

屋頂檐口鋁板

2.2 鋁板表面不平整的可能原因

（1）鋁板厚度較薄，鋁板板塊受力計算不滿足規(guī)范要求；

（2）鋁板沒有寫明材質(zhì)，板塊較大，且使用100系列材質(zhì)的鋁板；

（3）加強筋間距過大，鋁板板塊不滿足受力計算要求；

（4）鋁板加強筋截面不滿足受力計算要求；

（5）加強筋端部與鋁板沒有拉結(jié)，且鋁板水平設(shè)置，鋁板較長，近似于上下對邊受力，在重力作用下，鋁板側(cè)邊變形，進而導(dǎo)致鋁板面板變形；

（6）鋁板加強筋鋁槽在鋁板焊栓處沒有開長圓孔，導(dǎo)致在溫度應(yīng)力作用下，鋁板的內(nèi)應(yīng)力無法釋放；

（7）鋁板角碼沒有開長圓孔，螺絲連接后，在溫度應(yīng)力作用下，鋁板的內(nèi)應(yīng)力無法釋放；

（8）鋁板沒有折邊，或折邊寬度較小，導(dǎo)致鋁板平面外的剛度較弱；

（9）鋁板加強筋端部與鋁板側(cè)折邊連接，導(dǎo)致在噴涂高溫產(chǎn)生的應(yīng)力難以釋放，導(dǎo)致變形；

（10）鋁板厚度較厚，折邊加工時，導(dǎo)致鋁板面有微小變形；

（11）鋁板折邊鑼槽后，沒有點焊加固或加固不夠；

（12）鋁板加強筋的槽鋁，選用6063-T6材質(zhì)，擠壓和時效過程容易存在殘余應(yīng)力。在工廠人工時效時間太短，只提高了硬度而沒有完全消除內(nèi)應(yīng)力。安裝上墻后，自然時效很久才顯現(xiàn)出彎曲或扭擰變形；

（13）成品鈑金在酸洗、堿洗以及鉻化過程中擠壓碰撞導(dǎo)致變形；

（14）在噴涂涂層烘烤流水線過程中，由于板塊過大，較薄鋁板上下受熱不均勻因素也會出現(xiàn)形變情況，特別是圓弧板型；

（15）鋁板骨架安裝平整度不好；

（16）鋁板鋼龍骨直接焊接，龍骨在溫差大時變形；

（17）鋁板在運輸或安裝時，未保護好，有碰撞痕跡；

（18）白色及淺色鋁板，在太陽光或燈光的照射作用下，反射較強烈，鋁板不平整的觀感更強烈；

（19）填縫密封膠的膠體物質(zhì)垂流污染表面，進一步加劇凸顯鋁板形變的影響，特別是白色；

（20）其他可能的原因。

2.3 鋁板表面不平整的解決方案

針對以上可能存在的問題，采取相對應(yīng)的解決方案：

（1）選用厚度合適的鋁板，如3mm、4mm厚的單層鋁板，或采用平面外剛度更好的20mm以上厚度的蜂窩鋁板；

（2） 采 用 3003-H14、3003-H24等材質(zhì)的鋁板；

（3）合理設(shè)置鋁板加強筋的間距，在對2.5mm、3mm厚的鋁板，加強筋的間距宜控制在400m左右，以確保鋁板板塊的應(yīng)力及變形滿足規(guī)范要求；

（4）選用合適截面的鋁板加強筋，并采用合理的加強筋設(shè)置方位。如采用邊筋鋁型材組裝成副框（在陽極氧化鋁板上有較多的使用）時，尺寸應(yīng)保持精準(zhǔn)，有偏差會造成板面產(chǎn)生裝配應(yīng)力，容易造成邊框變形或者板面受壓變形。采用邊筋鋁型材的板塊在溫度和空氣壓力差的作用下，容易產(chǎn)生向外鼓的變形現(xiàn)象，因而，應(yīng)適當(dāng)提高鋁板的厚度，適當(dāng)減少加強筋的間距，以盡量減少鋁板向外鼓的變形現(xiàn)象；

（5）對板塊較大且鋁板相對較薄時，或風(fēng)壓比較大的尺寸適中的板塊，加強筋端部應(yīng)與鋁板折邊拉結(jié)連接。而對板塊較小，風(fēng)壓也較小時，加強筋可不與折邊拉結(jié)連接。陽極氧化鋁板，為避免表面留下焊接印痕，盡量不要采用種釘（焊栓）形式，而是采用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，加大加強筋截面，增加加強筋與鋁板的粘結(jié)面積，提高粘結(jié)力。在設(shè)置加強筋之前，應(yīng)保證鋁板平整，確保膠干了鋁板是平整的；

（6）鋁板加強筋鋁槽在鋁板焊栓處開設(shè)長圓孔；

（7）鋁板角碼開設(shè)長圓孔，設(shè)置合理的腳碼間距；

（8）鋁板設(shè)置合適的折邊，如20mm，或采用合適的焊栓加鋁框的連接；

（9）鋁板加強筋端部與鋁板側(cè)折邊連接，導(dǎo)致在噴涂高溫產(chǎn)生的應(yīng)力難以釋放，導(dǎo)致變形，連接角碼應(yīng)在加強筋長度方向設(shè)置長圓孔，有助于應(yīng)力釋放；

（10）鋁板厚度較厚，先適當(dāng)鑼槽，再折邊加工；

（11）鋁板折邊鑼槽后，應(yīng)有合理的點焊加固；

（12）鋁板加強筋的槽鋁，應(yīng)選用6063-T5等材質(zhì)；

（13）成品鈑金在酸洗、堿洗以及鉻化過程中，盡量避免擠壓碰撞，應(yīng)分類進行；

（14）在噴涂涂層烘烤流水線過程中，勻速進行，較大、較薄鋁板盡量同一方向上下均勻受熱，弧型板型及雙曲板型鋁板，應(yīng)采用焊邊方式，加強對鋁板的形狀定型和約束，避免鋁板在高溫作用下造型反彈而不能達到設(shè)計效果；

（15）應(yīng)控制好鋁板骨架安裝平整度；

（16）鋁板幕墻的鋼龍骨應(yīng)盡量避免焊接，或控制焊接的總高度、總寬度，以適應(yīng)在溫差時的變形；

（17）鋁板在運輸時，用泡沫棉或者木架固定后做好保護工作，避免碰撞；安裝時也應(yīng)做好保護工作，避免碰撞；

（18）盡量避免采用白色及淺色鋁板，在建筑師認(rèn)可的前提下，盡量采用顏色稍深的表面處理。

對非高光的珠光色調(diào)（比較大的光線散射），在做好相關(guān)選材、計算、工藝等工作的前提下，謹(jǐn)慎選用；

（19）對填縫耐候密封膠有一定的品牌要求和位移能力要求，杜絕使用充油膠，避免垂流污染表面。

（20）其他可能的解決方案。

2.4 采用20mm以上厚度的蜂窩鋁板與單層鋁板平整度的對比

a、b圖片為單層鋁板的效果，c、d圖片為蜂窩鋁板的效果。

從以上效果對比看，蜂窩鋁板的平整度要明顯好于單層鋁板。

2.5 單層鋁板的加工圖

設(shè)計師應(yīng)在設(shè)計階段，做到合理合規(guī)，以便后續(xù)的制作、加工及安裝等工作，確保鋁板平面的平整度。

單層鋁板的加工圖

3.建筑幕墻玻璃板塊的不平整分析及解決方案

3.1 工程案例

某些建筑的部分玻璃板幕墻，在太陽光照射下，玻璃幕墻上的影像變形嚴(yán)重，如下圖：

3.2 玻璃表面平整度的規(guī)范要求

《建筑用鋼化玻璃》第2部分：鋼化玻璃的第5.4條玻璃彎曲度：平面鋼化玻璃的彎曲度，弓形時應(yīng)不超過0.3%，波形時應(yīng)不超過0.2% 。

弓形是用繩子測量。波形是用300mm的刀口尺測量，即國標(biāo)的允許值是0.6mm/300mm。龍玻集團旗下的龍玻節(jié)能玻璃（位于惠州惠陽秋長街道），引進并采用李賽克（LISEC）智能化玻璃深加工系統(tǒng)進行生產(chǎn)、加工和管理，其玻璃的波形度是0.08mm/300mm，即其波形度非常小，波形度的值僅為國標(biāo)許可值的13%，非常平整。

3.3 玻璃幕墻影像變形嚴(yán)重的可能原因分析

（1）我們所看到的物體，是因為投射到物體上的光線的反射，有光線的反射，才能看到物體，只要物體存在一定的不平整，我們所看到的物體，特別是玻璃上的影像，就會存在變形的。玻璃越不平整，玻璃上的影響的變形就越大；

（2）玻璃越薄，玻璃平面外剛度越弱，且幕墻玻璃一般為座立式，即玻璃是受壓構(gòu)的，容易有微量的平面外變形，也是影像變形的原因之一；

（3）玻璃幕墻立柱或橫梁的外表面平整度，如果不在超出一定的范圍，也將是影像變形的原因之一；

（4）明框或隱框的壓板，特別是不連續(xù)、間斷的壓板，對玻璃的作用是不均勻的，會造成玻璃邊緣局部變形而不平整；

（5）因玻璃深加工的區(qū)域原因，如在深圳加工，在西藏安裝，玻璃因氣壓差導(dǎo)致變形；

（6）因為以上的幾個因素，玻璃不平整，在上午九點、下午五點左右，因為太陽光的入射角度原因，玻璃成像變形就會顯得更加明顯。

3.4 減少玻璃成像變形的解決辦法

（1）選用平整度較好的玻璃（一些玻璃大廠的玻璃平整度非常好）；

（2）適當(dāng)增加外片玻璃的厚度，或外片玻璃采用夾膠半鋼化玻璃，半鋼化玻璃本身的本整度較好，又因為夾膠，玻璃厚度較大，其平面外剛度較好，平面外變形也會較小；

（3）玻璃幕墻立柱或橫梁的外表面平整度，應(yīng)控控制在規(guī)范許可的范圍內(nèi)；

（4）明框幕墻盡量采用通長壓板；明框或隱框幕墻的壓板的緊固螺栓，不能過緊，且緊固程度應(yīng)均勻；采用卡扣式的壓板，受力會更均勻，對玻璃的影響會更??；

（5）玻璃深加工，應(yīng)選擇玻璃使用建筑所在地域相近的地區(qū)進行，避免因為氣壓差，導(dǎo)致玻璃的變形?？梢詢?nèi)外片玻璃不等厚，外片采用厚一點的玻璃，如果空氣腔和外面氣圧有壓力差，可以由平面外剛度較弱的內(nèi)片玻璃適應(yīng)變形；

（6）其他可能的解決方案。

4.小結(jié)

建筑幕墻的面板平整度，關(guān)系到整個建筑的美觀。在滿足安全等前提下，應(yīng)在設(shè)計、材料、加工、運輸、安裝、保護等諸多環(huán)節(jié)，嚴(yán)格控制建筑幕墻面板的平整度，以確保建筑幕墻的美觀效果。