淺談背栓式干掛石材幕墻

摘 要：材料是保證幕墻質量和安全物質基礎。所有幕墻均處于建筑物的外皮膚，包裹著建筑物的本身，常會受到外界自然環境，如高溫、低溫、風雨、大雪等惡劣的不利因素影響，腐蝕建筑幕墻。因此要求石材材料要有耐候性和耐久性的必備自身條件，另外處于外立面對其美觀性也有相應的需求。干掛石材作為一種新型幕墻工藝，以其獨特的風格和質感備受行業喜歡，已經被廣泛應用于各類建筑的幕墻施工中。但是，在進行幕墻施工時，至使石材幕墻存在著種種設計及質量問題，影響到其美觀性、耐久性甚至安全性。本文主要是針對石材幕墻設計及施工質量控制，石材本身依附于建筑結構之上并隨著主體結構進行活動。

關鍵詞：石材幕墻；干掛；背栓式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.206

0 前言

在實際的施工過程中石材幕墻大多是以甲控分包的形式出現。由于近幾年從國外引進的背栓式干掛石材技術是各個行業業主們的施工工藝新寵，其施工流程簡單，背栓式干掛石材幕墻是由大小規格金屬方鋼組成的橫豎龍骨通過前期預埋件連接并固定在原結構上，只需要在石材背面鉆成燕尾孔卡件與脹栓結合然后與金屬龍骨連接。為了我們進行石材幕墻節點的設計時針對材料選用、性能要求、加工制作、安裝施工和工程驗等方面都有依據可循，使石材幕墻工程在交付使用時安全可靠。現在相應的規范已進行成文規定，石材幕墻設計規范中對于高度和抗震設防烈度設計要求的極高，對于室外的石材幕墻工藝，與室內的干掛石材施工工藝略有不同，它們之間存在著本質上的區別。

1 背栓式干掛石材幕墻的優點

（1）背栓式干掛石材板塊之間自成連接體系，相鄰板塊間不傳遞任何荷載作用。因此可作為高層和超高層的幕墻飾面面板使用優選材料。由于其本身自重承受、直接作用于其上的風荷載和地震作用，以及溫度等外界因素影響，為適應主體結構的位移，從而不應使建筑外幕墻產生過大的內力。簡單幾步來說一是在平整的石材面板的背面采用專用鉆孔設備在石材上鉆孔后，第二步是安裝螺栓組固定在石材面板背面，第三步再將螺栓與鋁合金掛件連接，第四步是通過鋁合金掛件與骨架連接將石材干掛在幕墻骨架上。優勢在于每塊石材上均有四個背栓式掛件，每個掛件都均勻承受石材重量，且石材掛件與龍骨掛件間接觸面積大，這樣相應的強度和穩定性也會提高。要求石材龍骨處于彈性狀態，不產生損害，在相關計算范圍內。

（2）背栓式干掛石材，最為重要的一點因各個掛件均承載，石材面板破裂后石材不易脫落墻體本身且易于更換。

（3）對于背栓式干掛石材表面清潔工作，如何防止不易受到污染，并且用水泥砂漿粘結石材表面因受水泥漿侵蝕易變色形成色差等一系列問題得到了解決。

最近幾年，我國已經成為世界上制造幕墻最多的國家，成為世界上最大的幕墻市場。所以在安全性、耐久性、可更換性都在現代石材幕墻都得到展現，其在技術、經濟、施工可操作性等各方面存在很多優勢。應考慮風荷載在建筑物表面不均勻的施力來考慮設計是否偏于安全性這個問題，對于這種脈動性變化的外力，可通過綜合性調整系數來解決風力對結構的不利影響。

2 前期的設計要求可行性

專業石材幕墻的設計應由具有幕墻設計相應資質的設計單位進行建筑和圍護結構設計，同時施工前設計圖紙和計算書還必須要得到原建筑設計單位的相關專業設計認可。石材幕墻設計主要包含施工圖紙和設計計算書兩大部分。

施工圖紙：應包含幕墻必須的構造以及各種功能的設計如：防雨水滲漏、空氣滲透的設計；幕墻防火、防雷、保溫節能設計。 主要有兩種形式一種為普通式和開放式：

（1）在石材幕墻整個施工過程中，背栓干掛石材幕墻結構防水措施中多采用防排結合，對于漏雨問題重點是迎面防水的處理，一般施工人員會組織多道放水的工藝做法。當簡單的基層防水做完后，大部分石材龍骨也安裝完成后，按照外墻頂部往下的方式，每隔4m～8m將設置一道擋水斜坡，通常做法是擋水斜坡在幕墻骨架上或外墻混凝土結構上設置，這樣有利于做到防水的最佳效果，為了引水更為順暢可采用1.2mm厚鍍鋅鋼板折彎成L狀，一端采用拉鉚釘鉚固定在外墻混凝土結構上，另一端順引石材板之間的縫隙，鍍鋅鋼板與墻體及鍍鋅鋼板與鋁板之間全部用耐候膠封閉，防止有水滲出，以上做法為普通式。

（2）開放式體系主要設計是“通風對流”原理，讓雨水迅速風干。背栓干掛石材板塊的接縫采用不打膠的工藝是開放式背栓干掛石材幕墻結構的主要特點。作出的開縫設計不僅可以使空氣能夠順暢的流通石材幕墻背后層，起到良好的絕熱、吸聲等基本效果，并且冷凝水在空氣層流通的過程中可以揮發掉。

以上兩種形式石材幕墻設計方式都必須滿足建筑施工的可行性：

（1）石材幕墻在一般情況下是不應發生雨水滲漏的現象。石材同主體結構之間的通氣層產生冷凝水或水蒸氣應能夠集中排入下水管。

（2）石材幕墻防火層應采取隔離措施，在樓板處形成防火帶，使用防火密封膠封閉連續的耐熱鋼板防火帶。在每層樓的樓板建筑標高處，沿此處對墻體四周鋪設一道層間防火封修，由于一般做法中石材板面距剪力墻有200mm左右空隙，為防止火災發生后，火勢從此空隙處向上層漫沿，所以設層間防火隔離帶進行隔離。

（3）石材幕墻的保溫材料可以與石材板塊連接在一起，也可直接附著在結構主體上。此外石材幕墻鋼骨架系統也需要設置熱脹冷縮的變形縫。 對于防雷設置設計與安裝還需要經過建筑設計單位的認可。

（4）在石材幕墻的結構設計中應對幕墻的位移能力進行設計。由于石材幕墻構件的變形能力很小，當受到地震作用和風力作用下將幕墻構件將會產生一定的側移，因此石材幕墻的設計應含有抗震構造措施的設計。為防止主體結構水平力產生的位移使幕墻構件損壞，需要通過設計彈性連接件來避免主體結構過大側移的影響。設計時要將幕墻構件與橫梁、立柱之間留有一定的活動余地，縱使連接具有一定的適用位移能力。

干掛石材是與外墻連為一體的一種裝飾手法，按照《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》的要求：需要由具有相應裝飾施工資質的施工單位根據原建筑圖紙進行的建筑施工深化設計。干掛石材的設計圖紙應由原結構設計單位或由具備相應資質的設計單位通過核查既有建筑的有關原始資料，核驗和確認既有建筑結構的安全性。不需要對即將施工的干掛石材墻面的安全性、物理性能進行認可、可行。

3 石材幕墻系統的質量控制

由于大部分石材由生產廠家根據施工單位提供的石材加工圖直接加工成型，所以我們要委派技術人員進駐石料廠進行質量跟蹤，要選用優質的材料。個別的抽樣檢查只是對于建筑幕墻外立面觀感的質量控制。在選材時要選用顏色均勻、花紋一致、色差小、沒有暗裂，沒有崩邊和缺角的石材，外觀尺寸偏差、表面平整度、光潔度必須符合有關規定，四周直線平直，四角垂直，開槽正確無誤，有裂縫的板材需要在加工過程中剔除掉，可以有效避免不合格石材面板進入施工現場。而對于造型復雜的檐口線條在工廠加工成型后，進行直線預拼步驟，使特殊加工工藝如陰陽角、線條圓弧度有效得到修正，通過質檢時，要求不管在外觀上還是視覺上要無明顯錯位、隆起、凹陷達到相應規范要求內，才可以編號裝箱。因此對幕墻的檢驗驗收至關重要。

石材到達現場后需要二次質檢，開箱逐塊檢查是否有破碎、缺楞角、崩邊、變色、局部污染、表面坑洼、明暗裂縫的問題，要求工人對每塊石材進行外型尺寸、邊角、平整度測量。在運輸過程中是否注意了防碰撞、防污染、防腐蝕、防潮一些基本的防護措施。對存在明顯缺陷及隱傷的石材嚴格控制不準上墻安裝，安裝前先進行排樣，確定設計料表序號及石材安裝位置后，所有通過質檢石材規范擺放待用，安裝時嚴格按設計料表編號安裝，防止引起返工使石材受到損傷。其中一個重要環節是注意控制石材安裝累計誤差，同時控制好基準石材最外完成面。這樣可以嚴格控制石材幕墻系統的質量及安裝石材的準確性。

在選用石材礦料時，應考慮到石材本身地理條件問題對工程工期是否有影響及了解當地的歷史文化背景，近期是否曾發生過地震的狀況等等，這些都是作為嚴格把控的基本點，最為重要的是在設計時，因石材具有天然性特質，充分考慮到竣工后石材幕墻飾面能否拆裝、修理維護的后續工作。

4 總結

綜上所述，背栓式干掛石材幕墻此項新工藝的引進填補了我國在高層和超高層建筑外墻裝飾使用花崗巖的一項空白施工技術，這種工藝是傳統舊工藝所不能達到的新標榜，是近幾年從國外引進的新工藝中的佼佼者。它不但克服了鋼銷式和槽式干掛石材幕墻的部分缺點，同時在安全性能、耐久性能、可更換性等方面都凸顯了較大的優勢。

作者簡介：姚藝（1987-），女，河北秦皇島人，本科，幕墻設計師，研究方向：幕墻專業。