開放式石材幕墻節能技術的應用與分析

金衛國

摘 要：通過對開放式石材幕墻保溫、防水和防潮措施應用的案例，分析由它形成的兩道空氣隔離層，一道保溫（巖棉）層、一道防水層的節能技術構造以及相互間的作用，為開放式石材幕墻的節能技術體系提供有益的參考。

關鍵詞：開放式石材幕墻；保溫；防水；節能

Application and analysis of open stone curtain wall Energy-saving technology

Jin Wei-guo

（Jiangsu crystal-day Construction Engineering Co.， Changzhou， Jiangsu 213000）

Abstract： The case for open stone walls insulation， waterproofing and moisture-proof measures applied to analyze two air formed by its isolation layer， a thermal insulation （rock wool） layer， a waterproof layer construction of energy-saving technologies and the role of each other， provide a useful reference for the energy-saving technology system of open stone walls.

Keywords： open stone walls； insulation； waterproof； saving

近十年來，石材幕墻出現了石板縫不注密封膠的開放式體系，石板間保留8～15mm的縫隙，如2004年常州市行政中心E、F樓；2013年南京江蘇飯店的外幕墻，均采用了開放式石材幕墻。該幕墻的產生或許是從安全上考慮，當幕墻相對于建筑主體發生位移時，為防止幕墻石材相互擠壓產生破損帶來安全隱患；或許是從裝飾效果上考慮，石板縫不注膠避免密封膠的硅油滲入石材微孔對其造成污染，保持石板縫的自然清潔、大方時尚。

目前，通常采用的是石板縫注膠的全封閉式幕墻，幕墻面層與建筑外墻外側之間的空氣層是封閉的，內在的空氣受室內外氣溫差的影響產生凝結水，聚集在鋼構件中難以排出，久而久之會使鋼構件銹蝕，二三十年下來，嚴重的會影響幕墻的使用壽命。開放式石材幕墻，幕墻面層與建筑外墻外側之間的空氣層是敞開或半敞開的空氣層，一般情況下空氣層的空氣處在靜態，但在外界氣候的作用下，空氣層的空氣是紊流狀態，凝結水汽的排出相對容易，但存在雨水浸入及幕墻的氣密性、保溫材料的防潮、防水等問題。

我們知道，幕墻節能的工程技術是綜合性的、多方面的，從設計上要考慮保溫隔熱的原理：從施工技術要點上涉及到氣密性、保溫材料、防水防潮、遮陽設施、斷橋隔熱、隔汽層等等。其中一、幕墻的氣密性能等級要符合GB/T21086—2007《建筑幕墻》的相關規定、滿足設計要求。施工技術上其密封材料要硬度適中、彈性好、耐老化、斷面尺寸與實際相符（防止過大或過小與型材不配套）、必要時要與廠家配合，設計生產專用的密封條。二、幕墻保溫材料的厚度和密度應不小于設計值，安裝要牢固、密實、平整、不脫落。三、對保溫材料的防水防潮技術措施要持久有效，否則保溫材料浸水受潮直接影響節能效果。《建筑節能工程施工質量驗收規范》（GB50411）—2007）以強制性條文規定：“單位工程竣工驗收應在建筑節能分部工程驗收合格后進行”。節能效果達不到設計要求的傳熱系數指標限值則不能通過驗收，可見幕墻節能工程的重要性。

幕墻是由金屬支承結構體系與面板組成，近幾年來建筑倡導節能，在幕墻面層與建筑外墻外側之間必須要安裝保溫材料（多為巖棉），對于保溫材料的防水防潮措施，非開放式和開放式幕墻的共同點是密封性問題。

非開放式石材幕墻石板縫注密封膠，一般保溫材料與石板結合在一起，或與建筑外墻外側結合在一起，幕墻面層與建筑外墻外側有約50mm的空氣層，供凝結水從層間向下排出，這種凝結水是因空氣層中的空氣受室內外氣溫差造成的，主要受冬、夏季節或晝、夜間的外界氣溫的變化產生，不受雨水天氣的影響，因此，僅僅凝結水是有限的。

開放式石材幕墻面層與建筑外墻外側之間的空氣層是敞開或半敞開的，無論保溫材料是與幕墻面板結合還是與建筑外墻外側結合，直接受到外界氣溫的變化產生凝結水，特別當雨天雨水經敞開的石板縫流入，雖大部分雨水會從面板背后向下排出，但剩余的雨水滲入石材背面和金屬表面有待雨后蒸發排出。似乎敞開式的空氣層有利于凝結水的排出，其實不然，一般情況下空氣層的空氣處在靜壓狀態，空氣層幕墻外側空氣受自然氣候（風）的影響，處在靜壓和動壓狀態，兩者之和稱為全壓，它大于空氣層的靜壓，因此空氣層內的潮氣排出是個緩慢的過程，過程中不但保溫材料會受潮，幕墻的支承體系金屬構件在防腐的薄弱部位也會被腐蝕，影響幕墻的安全使用壽命，特別在雨水偏多的地區。可見開放式石材幕墻，在設計時不僅要考慮到節能問題，還要考慮到防水技術問題。

開放式石材幕墻的節能技術目前尚無明確的具體的規范可尋，設計和施工技術尚須探索。2004年的常州市行政中心開放式石材幕墻，當時未考慮節能要求即未

圖1安裝保溫材料，僅考慮在石材幕墻與建筑主體及與玻璃幕墻連接的部位，采用1.5mm厚的鍍鋅板作為防水檔板（見示意圖1）。

2013年南京江蘇飯店開放式石材幕墻近20000m2，設計有節能要求，本人作為該工程的項目經理，參入施工全過程，從該幕墻的保溫層及防水防潮措施中，聯想到它對節能的作用有如下認識：

（1）該幕墻節能的技術構造：

幕墻面層石板縫8mm，石板背面采用1.5mm鍍鋅板作為防水層，鍍鋅板與石板面層間距32mm（由石材掛件隔離）。鍍鋅板與建筑主體外墻外側間距約100mm，其中安裝保溫材料（巖棉厚50mm）與外墻外側結合。鍍鋅板對巖棉起防水防潮作用（見示意圖2）。鍍鋅板橫向上口用不銹鋼鏍釘與幕墻鋼架副龍骨5#角鋼連接，橫向下口及豎向邊緣相互搭接后用鉚釘連接，接縫處注密封（見示意圖3）。

（2）該構造對節能的作用分析：

由圖2可見，石材面層與鍍鋅板之間形成寬32mm的半開放式空氣層，該層的空氣從上到下與外界空氣相通（不產生“煙囪效應”），處在靜態或紊流狀態。當雨天雨水流入該層后大部分會沿石材背面向下排出，其余水份雨后蒸發從石縫排出。因有鍍鋅板的隔離，雨水不會對保溫材料（巖棉）產生影響。該空氣層既起防水防潮作用；又起第一道隔離室外空氣氣溫的作用。鍍鋅板與主體外墻保溫層之間間距約50mm（在造型柱部位約有300mm）形成第二道空氣隔離層，室外氣溫變化對第二道空氣層的影響僅通過鍍鋅板的熱傳導，層間因室內外氣溫溫差小，對保護室內氣溫能耗有利，層間既使產生凝結水也是很有限的。

（3）該節能構造的關鍵：

既起防水又起隔熱作用的關鍵是防水鍍鋅板的安裝技術，在案例的設計中石材背襯鍍鋅板與鋼骨架連接要透過石材掛件，大量的鉆孔及鍍鋅板四邊搭接的接縫、鉚釘孔等部位，水是無孔不入，“堵漏防滲”對于施工打膠是個耐心細致的工序，要投入大量的人力時耗，施工和質量檢查也容易出現疏漏，難保該系統完整的氣密性。如果將鍍鋅板的搭接方式圖3所示，改為像矩形鍍鋅板風管翻邊咬口的連接方式（見示意圖4），可大量減少鉚釘的連接和條縫的注膠工作量，也可減少密封膠用量。但增設鍍鋅板防水層勢必增加工程造價應引起注意，要做好一次性投資與長久節能降耗的經濟對比，以便采取最佳方案。

（4）該節能構造的可取性：

從圖2整個節能構造來看，它由兩道空氣隔離層、一道保溫（巖棉）層、一道防水層組成。與有保溫要求的玻璃幕墻相比，它的第一道半開放式隔氣層相當于玻璃幕墻的中空玻璃，起到一定的隔熱作用，又有利于層間凝結水的蒸發排出，同時大大降低外界氣溫對第二道隔氣層空氣的影響，使室內外氣溫差小并處于穩定狀態，對保護室內氣溫損耗有利。因此，該節能構造從原理上對建筑保溫節能具有積極的作用，如果能完善防水鍍鋅板的安裝方式并且經濟上可行，對類似的開放式幕墻節能有參考和借鑒作用。endprint